Булерьян из квадратного профиля. Изготовление печи булерьян своими руками из профильной трубы и газового баллона. Разновидности с фото и география использования булерьяна
Булерьян – это печь длительного горения. Она позволяет быстро и качественно прогреть любую комнату. И стоит отметить, что топливо расходуется очень экономно.
В России данные печи называют по-разному. Помимо булерьяна применяют обозначения: «буллериан», «Бренеран», «булериан» или «Буллерьян». Есть конструкции в пяти разных видах выпуска, самый большой из которых рассчитан на обогрев дома объёмом до 1000 куб.м. Вы можете сделать Булерьян своими руками. Профессиональный сварщик легко справится с данной задачей. Для этого нужно немного инструментов: сварочный аппарат, трубогиб, молоток, трубы диаметром 50 мм и листовой 5 мм металл.
Строго соблюдайте все требования пожарной безопасности при выборе места установки печи и её пространства .
Предусмотрите заранее возможность легкой установки, а возможно и последующего демонтажа трубы дымоудаления, чтобы иметь возможность регулярно чистить её.
Печь булерьян необходимо настраивать под собственные требования, т.е по оптимальной температуре воздуха в комнате и определенным температурам в процессе горения. Не стоит забывать о периодическом осмотре верхней части дымовой трубы, для удаления различных наростов смолы
.
Вот и подходит к концу лето, настает время подумать о том, как обогревать помещение в холодное время года. Ведь этот вопрос станет актуален буквально через месяц, а то и меньше.
К одному из самых производительных устройств в плане отопления можно отнести печь под названием Булерьян. Она представляет собой модифицированную буржуйку, в которой дрова (можно использовать и другое топливо) горят очень долго, а помещение при этом обогревается максимально эффективно.
Главной особенностью такой печи является система конвекции. Вокруг топки расположены трубы, которые быстро прогреваются при сжигании топлива. Далее холодный воздух начинает вытеснять с труб теплый и в итоге происходит естественная циркуляция. Благодаря этому помещение прогревается быстро и максимально эффективно. Такая печка может обогревать не только одну комнату, но даже небольшой двухэтажный домик.
Если идти еще дальше, то для такой печи можно изготовить водяной контур. Это позволит подводить тепло в комнаты или другие необходимые помещения. Также в таком случае система становится более безопасной, так как наружная часть печи не нагревается до высоких температур.
В системе есть специальные регулировочные механизмы, которые позволяют работать печи автоматически в двух режимах. Сперва печь прогревается до необходимой температуры, а затем она переходит в режим поддержки горения, при этом топливо сгорает медленно и печь лишь поддерживает нужную температуру. Такая печь может гореть на одной загрузке топлива до 12-ти часов.
Еще печь отличается от обычных буржуек тем, что здесь происходит сжигание древесного газа, то есть твердое топливо сперва превращается в газообразное состояние, а потом в отдельной камере сгорает. Благодаря этому достигается КПД до 80%.
Наглядно увидеть, как работает печь, можно увидеть на видео:
Материалы и инструменты для самоделки :
Металлические трубы с наружным диаметром порядка 50-60 мм;
- листовой металл (толщина 4-6 мм);
- сварка;
- инструмент для резки металла;
- трубогиб;
- кран для удаления конденсата;
- кусок трубы диаметром 350 мм;
- асбестовый шнур;
- материалы для изготовления заслонок, ножек и прочего;
- стандартный набор инструментов.
Процесс изготовления Булерьяна:
Шаг первый. Схема устройства
Прежде чем приступить к сборке печи, нужно изучить и понять схему ее работы, так как импровизировать здесь не слишком выйдет. Конструкция является цельнометаллической, вокруг топки расположены изогнутые трубы для циркуляции и прогревания воздуха. Также важным является устройство топки, а также системы регулировки и контроля горения.
Для того чтобы печь работала максимально эффективно, дымоход следует изолировать. Для этих целей подойдет минеральная вата, ее толщина не должна быть менее 3-ех мм.
Еще в системе должно иметься поддувало, через которое в печь будет поступать воздух для горения. Можно организовать зольник, однако он не особо нужен, так как при медленном горении отходов образуется очень мало.
Еще для повышения эффективности печи в ней можно сделать двойную заднюю стенку.
Шаг второй. Изготавливаем элементы конвектора
Именно благодаря конвектору происходит быстрое прогревание воздуха. Для его изготовления понадобятся трубы длиной порядка 1.2 м, толщина может быть разной, чем толще будет труба, тем больше воздуха за единицу времени сможет прогреть печь. Трубы нужно выгнуть с помощью трубогиба с радиусом 225 мм. далее они размещаются в шахматном порядке.
Шаг третий. Устройство для удаления влаги и дыма
В печи могут скапливаться конденсаты. Чтобы их удалить, понадобиться установить специальный кран. Это устройство имеет Т-образную форму, при открытии крана дым устремляется вверх, а влага стекает вниз. Поскольку при открытии крана тяга будет ухудшаться, его нужно использовать только по назначению.
Шаг четвертый. Заслонка дымохода и поддувала
Чтобы можно было регулировать тягу, в системе предусмотрена специальная заслонка, которая изготавливается из стальной пластины.
Для поддувала также нужно изготовить заслонку, чтобы можно было контролировать подачу воздуха. Для того чтобы заслонки жестко фиксировались в нужных положениях, на их ручки устанавливаются пружины.
Шаг пятый. Передняя дверца Булерьяна
Это самый сложный процесс создания печи. Передняя дверца должна закрываться максимально герметично, то есть с минимальным зазором. Чем плотнее дверца закрывает печь, тем эффективнее работает Булерьян.
Из части трубы большого диаметра понадобится вырезать два кольца, ни должны почти плотно входить друг в друга. Для этих целей нужно отрезать два куска трубы длиной 40 мм и диаметром 350 мм. Далее один отрезок нужно разрезать и развернуть. Ну а далее делается лицевая часть печки, здесь используется кольцо меньшего диаметра.
Второе кольцо необходимо при монтаже дверки. Его автор приваривает к кругу из листовой стали.
Далее к дверце приваривают еще одно кольцо, по диаметру оно должно быть чуть меньше того, которое приварено к лицевой стороне печи. Между двумя кольцами образуется зазор, сюда укладывается асбестовый шнур, он выступает в качестве герметика. Ну а потом можно монтировать заслонку.
Шаг шестой. Сборка каркаса печки
Теперь нужно снова вернуться к изогнутым трубам. В первых двух трубах проделываются отверстия, затем в них устанавливаются трубки, они соединяют конвекционные элементы с топкой. Диаметр трубок составляет всего 14-15 мм, а их длина находится в пределах 150 мм. Благодаря этим трубкам в топочную камеру при прогреве печи будет поступать воздух.
Далее трубы сваривают воедино, тем самым образуется каркас. Также понадобится сделать перегородку, она изготавливается из листовой стали, ее толщина должна быть не менее 6 мм, так как при горении топлива в печи образуется высокая температура.
Промежутки между трубами нужно закрыть листовым металлом, он приваривается при помощи сварки. Приварив заднюю стенку, будет сформирован корпус печи. Для изготовления полосок металла нужной длинны и ширины, сперва понадобится сделать картонные шаблоны.
Одним из эффективнейших способов отопления гаражного помещения является использование специальной печи, известной в народе как «булерьян». Подобная конструкция во многом превосходит традиционные «буржуйки», т. к. греет, но не перегревает помещение, к тому же для работы ей не нужно много кислорода. Проходя через «булерьян», воздух нагревается до 100-150ᵒС и подается в таком виде в отапливаемую зону.
Внимание! Ввиду длительного горения такая печь функционирует в двенадцатичасово м цикле, то есть для поддержания необходимой температуры топливо нужно загружать всего два раза в сутки.
Печи подобного типа зачастую производятся в виде монолитной конструкции, которая состоит из энного количества сообщенных между собой металлических трубок. При сжигании топлива в трубках образуются конвекционные потоки воздуха, которые и приводят к быстрому обогреву помещения.
Параллельно холодный воздух втягивается нижними концами трубок, прогревается в топочной камере и направляется обратно в помещение. Даже самые малогабаритные варианты «булерьяна» могут прокачивать по пять кубометров воздуха в течение минуты. Очевидно, что для обычного гаража такой эффективности вполне достаточно.
Функционирование топочного узла в такой конструкции отдаленно похоже на работу газового котла. Топка состоит из пары камер. В первой камере медленно тлеет топливо, образуя несгоревшие окончательно газы. Они догорают уже в следующей камере, что обеспечивает принудительную подачу воздуха посредством установленных форсунок.
Благодаря «двойному» сжиганию отходов почти не остается, а КПД превышает 80%.
Внимание! В связи с тем, что в гаражном помещении нет необходимости в высокой температуре (чем оно и отличается от жилого), печь желательно оборудовать терморегулятором.
Есть три возможных метода регулировки температуры:
Как уже отмечалось в начале статьи, одной из особенностей конструкции «булерьяна» можно назвать специальные трубки, утопленные в топочную камеру на две трети своего диаметра. Это и обеспечивает быстрый обогрев помещения.
Такие печи выполняют сразу две функции:
- быстро разогревают воздух до необходимой температуры;
- длительное время поддерживают эту температуру.
Более того, они не сушат воздух и не раскаляются при работе.
Внимание! Эксперты не советуют использовать уголь, поскольку это приводит к быстрому прогоранию трубок, которые, как известно, занимают большую часть корпуса. Если правильно соблюдать режимы работы и загружать лишь то топливо, которое можно использовать, то эксплуатационный срок «булерьяна» будет неограниченным.
Видео – Обзор печи «булерьян»
До того как приступить к изготовлению, следует подготовить все необходимое.
Печь «Булерьян» чертеж
Этап 1. Материалы и оборудование
Для создания печи потребуются следующие материалы:
- листовая сталь толщиной 6 мм;
- металлические трубы ø55-60 мм.
Также понадобятся соответствующие инструменты, к числу которых можно отнести:
- сварочный аппарат, электроды к нему;
- водный уровень;
- струбцины;
- лекала;
- труборез;
- маркер;
- трубогиб;
- шлифовальную машину;
- уголок;
- линейку.
После подготовки всего необходимого можно приступать к раскрою заготовок.
Этап 2. Раскрой заготовок
Шаг 1. Вначале трубы нарезаются на отрезки необходимой длины.
Шаг 2. Затем из металлического листа вырезаются заготовки овальной формы, которые будут использованы при изготовлении задней и передней стенок. Из остатков листа нарезаются ленты, с помощью которых закроются зазоры между трубками.
Шаг 3. Вырезается заготовка под V-образный поддон, формируются заслонки. Все, что осталось от металла, используется для входной/выходной труб и дверки.
Шаг 4. Трубки и полосы загибаются. Загиб для корпуса происходит по дуге, периодически сверяется калибр (длина каждой трубки должна составлять 120 см, а радиус – 22,5 см). Для этого потребуется трубогиб.
Входной и выходной патрубки загибаются при помощи того же устройства в кольцо. Если это по какой-либо причине невозможно, то они вырезаются из трубы большего диаметра.
Этап 3. Сборка конструкции
Вначале изготавливается корпус. Для этого нужно выполнить следующие действия.
Шаг 1. На ровной поверхности укладывается трубка (первая сзади), рядом размещается деревянный брус толщиной, равной диаметру согнутой трубки.
Шаг 2. На брус укладывается следующая трубка – ее края должны лечь поверх предыдущей. Рядом кладется второй брус с нахлестом относительно первого.
Шаг 3. В такой последовательнос ти трубки укладываются в шахматном порядке до тех пор, пока не будет достигнут уровень фронтальной стенки.
Шаг 4. Трубки выравниваются и «схватываются» сваркой в местах соприкосновения.
В готовый корпус вваривается V-образный поддон, который будет разделять между собой камеры №1 и 2. Вначале «схватываются» точки соприкосновения наружной поверхности камеры с поддоном, после чего формируется сплошной шов по всей плоскости. Над входным патрубком (поддувалом) оборудуется перфорированная полочка.
Шаг 5. Далее зазоры между трубами закрываются металлическими полосами, нарезанными на предыдущем этапе работы. Конструкция кантуется из вертикального в горизонтальное положение, все соединения завариваются постоянными швами. Остается лишь сделать заднюю и переднюю стенки.
Инструкция по изготовлению передней стенки.
Шаг 1. Одна из овальных заготовок прикладывается к фронтальной части корпуса. Для точной подгонки обозначаются места обрезки.
Шаг 2. Затем в стенке проделывается отверстие под поддувало и наваривается патрубок для заслонки.
Внимание! Для изготовления такой заслонки стенки патрубка прорезаются по оси, в полученное отверстие вставляется металлический штырь с заранее приваренным плоским диском. Важно, чтобы диаметр этого диска полностью соответствовал диаметру патрубка.
Шаг 3. Далее проделывается отверстие под дверку и приваривается короткий «воротник». Сама дверка должна представлять собой короткий цилиндр, имеющий двойные стенки. Дверка надевается на «воротник», для лучшей герметичности место сопряжения с корпусом обивается асбестовым канатом.
Шаг 4. Фиксация двери осуществляется посредством эксцентриковой защелки. Защелка будет фиксировать штырь, приваренный к наружной стороне плиты. С другой стороны дверки привариваются металлические петли.
После сборки конструкция крепится к корпусу с помощью сварочного аппарата.
Касаемо задней дверки, то она должна представлять собой металлический круг с отверстием, проделанным под выходной патрубок (дымоотвод). Дверка приваривается к тыльной стороне корпуса.
Остается лишь приварить к нижней части печи четыре Г-образных опоры.
Этап 4. Как установить «булерьян» своими руками
Внимание! Для установки печи в помещении требуется предварительное обустройство фундамента – плоского шифера, уложенного на слой огнеупорного асбеста.
Труба вводится в патрубок посредством муфтового соединения, стык дополнительно герметизируется асбестом. Труба от выходного патрубка выводится за пределы отапливаемого помещения согласно требованиям по установке дымоходов. Все, печь готова к эксплуатации.
Типичные проблемы печи «булерьяна»
Поначалу печь будет работать нормально – быстрый обогрев, длительное горение и другие преимущества, описанные в начале статьи. Но со временем растапливать «булерьян» будет все труднее, ухудшится тяга, а шибер перестанет закрываться. Это может значить лишь одно – настало время для первой чистки.
В данном случае есть два возможных варианта.
- Можно некоторое время потопить осиновыми дровами, хотя особого эффекта это не даст. Если конструкция уже забита, то никакие дрова не помогут.
- Также можно сделать прожиг. Важно, чтобы ящик для золы при этом был полностью открыт. Каналы сильно разогреваются («до красного каления»), вследствие чего вся смола сгорает.
Внимание! Иногда для нагрева к зольнику подводят шланг от баллона с кислородом, но это крайне опасно.
За основу были взяты профильные трубы 60/40 мм толщиной 3 мм, можно было использовать круглые, но под рукой не было трубогиба да и хотелось оригинальности.
Размеры профильных труб были выбраны не случайно, площадь профильной трубы 60 мм на 40 мм, равна площади круглой трубы диаметром 80 мм, а именно такие трубы использует печь марки булерьян.
Если трубы будут больше диаметром тяга будет меньше и помещение прогреваться будет дольше, нам же надо, чтобы быстро нагревалось помещение с минимальным количеством дров и была циркуляция воздуха в помещение.
трубы сваривал между с собой по лекалу, на полу в гараже прикрутил две доски с расстоянием между ними в 360 мм, для того, чтобы все мои заготовки были одинаковой ширины.
после того как сварил таких заготовок семь штук, стал сваривать их между собой
лучше всего это делать на ровной поверхности, избегая перекосов. Обязательно смотреть, чтобы ни чего не сбивалось и все сваривать между собой аккуратно.
после того как сварили все трубы между собой мы получаем скелет нашей будущей печки, тут можно пойти в двух направлениях наваривать железо снаружи скелета или изнутри, в нашем случаи железо было наварено на скелет самодельного булерьяна, для того чтобы холодный воздух быстро прогревался и лишний раз не обжигаться об нашу печь.
К тому же внешний вид намного приятнее когда скелет печки булерьяна не видно.
Для обшивки скелета использовали сталь 5 мм, для того чтобы загнуть лист стали не используя силу богатыря надо сделать надрез на линии сгиба
Чем славится булерьян? тем, что это печь длительного горения, она может работать в режиме тления. Режим тления топлива (дров) регулируется заслонкой на фронтальной части печи.
Как сделать буржуйку булерьян с высоким КПД? Все очень просто не давайте вашему теплу и дровам вылетать в трубу, перед дымоходом нужна перегородка
таким образом мы получаем две камеры сгорания и прежде чем дыму, не сгоревшим частицам выйти наружу нужно преодолеть нашу перегородку.
Тут начинается самое интересное, все задают вопрос как сделать печку с высоким КПД и низким расходом топлива? На данную перегородку, которая служит делением камеры сгорания на 2 отдела устанавливаем трубу с подсосом воздуха
все частицы, которые у нас не сгорели в нашей буржуйке прежде чем вылететь в трубу они догорают во второй камере сгорания при подачи туда дополнительного канала воздуха. Подача воздуха осуществляется снизу труб, но лучше всего предусмотреть ручную регулировку подачи воздуха для полного сгорания частиц.
Данная регулировка была выполнена путем наваривания гаек на нашу трубку, если воздуха поступает много и частицы, оставшиеся не воспламеняются и не догорают, а вылетают в трубу, следует уменьшить подачу воздуха путем закручивания в них болтов.
Дно нашего самодельного булерьяна делали так же из листа стали 5 мм, вырезая его под наши трубы, потом обваривая его вокруг труб.
Затем нужно сделать заслонку для подсоса воздуха, ее делали из трубы, огромной плюшки диаметром таким же как и труба и гвоздь для открытия и закрытия заслонки. Данной заслонкой можно регулировать режим тления в печи. При открытой заслонки печь работает в обычном режиме.
Для того, чтобы дверь в печки от высоких температур не вело, надо сварить защитный экран. Жаростойкий экран варил из стали 5мм.
Дымоход надо делать из трубы 120мм, не меньше! Это нужно для хорошей тяги.
ВАЖНО помнить для лучшей циркуляции воздуха через булерьян его нужно устанавливать минимум 14 см от пола, тогда забор воздуха будет лучшем образуя хорошую тягу из профильных труб.
© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.
Печь булерьян (bullerjan, buller, буллер, бренеран) изобрели вовсе не простые канадские парни, как кое-где утверждают, а достаточно компетентные специалисты-теплотехники. Остальное в истории буллера верно: придумали его действительно в Канаде для нужд лесорубов и более по наитию, не мудрствуя лукаво. Получилось неплохо, на вид эффектно, и желающих сделать буллер самостоятельно более чем достаточно. О некоторых препонах и тонкостях, которые могут встретиться на этом пути, и написана настоящая статья.
Немного истории
Лес в Канаде валят не кварталами, а выборочно, и бригады лесорубов ведут кочевой образ жизни. Лесоповал производят более в холодное время года, когда растительность не вегетирует, жизнь в лесу замирает и ущерб лесным биоценозам от рубки минимален.
Климат в канадской тайге еще суровее сибирского, и даже при 4-х часовой смене рабочие застывали в сосульки. Комфорта и вообще цивилизации в лесной глуши – ноль. Поэтому лесорубам требовалась , которую можно было возить с собой, не загромождая кузов, и руками занести в жилой вагончик. А жилье на 20-30 кубов эта печь должна была прогревать максимум за 20 мин. Топливо бросовое: ветки, щепа. Топка большая, чтобы можно было совать туда куски толстых корявых кряжей. Время работы с одной закладки топлива – не менее 8 час. Куда там ночью вставать и подтапливать, когда за день наломались до боли в костях.
В зависимости от погоды и сезона тепловую мощность нужно регулировать. Регулировка должна быть простой, чтобы ее мог производить человек необученный или после разового вводного инструктажа.
В то же время печка должна была быть недорогой и достаточно технологичной. Требующая электропитания электроника, да и вообще автоматика, исключалась: малейшая поломка в тайге может стоить жизни целой бригаде. Также исключалось применение дорогих и требующих специального оборудования спецсплавов: булерьян должен был быть доступен для изготовления в любой ремонтно-механической мастерской.
Дополнительные требования выдвигались к безопасности эксплуатации. Во-первых, образование угара должно быть исключено при любом режиме топки и любых положениях регулирующих органов. Во-вторых, температура тела печи не должна превышать 60-70 градусов, чтобы, случайно натолкнувшись на нее спросонья и «с бодуна», не обжечься до потери трудоспособности. Говорят, канадские лесорубы умеют гнать самогонку из сосновых шишек. Называется она sterno.
Устройство буллера
За основу канадские инженеры взяли давно известную и хорошо зарекомендовавшую себя схему стального конвекционно-трубного воздушного котла медленного горения; в просторечии – печи-калорифера. Так появилась конструкция, схема которой показана на рис. Широкая герметичная дверца топки снабжена поддувалом в виде патрубка с поворотной заслонкой – дросселем. Дроссель регулирует мощность печи. Иногда его рукоять снабжают шкалой, проградуированной в градусах наружной температуры, и передвижным упором-ограничителем. В то же время дроссель можно перекрыть наглухо, если печь необходимо погасить или пресечь тягу, чтобы помещение не выстуживалось.
Далее следует обширная топка с криволинейным стенками. В них на 2/3 диаметра утоплены батареи труб теплообменника. В этих 2/3 первая изюминка буллера. При таком соотношении обеспечивается отдача воздуху в трубах 70% выделяющегося в топке в режиме тления тепла. Еще 10% растекаются по металлическому сварному телу печи и греют воздух помимо них. При температуре в помещении 20-25 градусов и тепловой мощности в 10-20 кВт для этого требуется температурный градиент в 40-45 градусов, т.е. тело печи будет нагрето до 60-65 градусов. 5 градусов дадут некоторый запас безопасности.
На 1/4 высоты топки от низа располагается горизонтальный решетчатый под из толстой, не менее 4 мм, стали, или решетка из чугунных колосников. Вверху, также на 1/4 высоты топки, но уже от верха, в топку вварена неполная по длине горизонтальная перегородка, не доходящая до ее передней стенки на 1/4-1/5 длины топки. В перегородке проделаны отверстия, точно калиброванные по диаметру, расположению и общей площади (примерно 7% от площади пода).
Забор воздуха для дожигания осуществляется из топочного пространства. Отдельные продухи для вторичного воздуха не предусмотрены. Доля воздуха, отбираемого дожигателем от топки, автоматически меняется в зависимости от свойств топлива и режима топки. В этом второе отличие буллера от классических конструкций с совмещенными или раздельными воздушными потоками.
Отгороженное верхней перегородкой пространство образует камеру дожигания при работе в режиме тления. Дымовые газы из дожигателя выходят в «боров» или «чушку» – горизонтальную часть дымохода длиной 0,8-1 м. Боров для булерьяна обязателен, он несколько притормаживает догорание отходящих газов. Зачем так нужно, будет рассмотрено несколько ниже.
Сразу после заворота дымохода вверх в нем установлен шибер (дымовой дроссель), которым переключают режим горения. Т.к. теплоемкость тела буллера, в отличие от , мала и на теплопередаче в помещение почти не сказывается, вьюшки, полностью перекрывающей дымоход (и создающей опасность угара при небрежном или неквалифицированном пользовании), не предусмотрено.
Диаметр дымохода равен или на 10-20% больше такового поддувального патрубка, а в заслонке шибера вырезана четверть (см. рис.) Поэтому, как ни крути дроссель с шибером, тяга не прекратится и угар, даже если он и образуется, в помещение не пойдет, а вылетит в трубу. При указанном соотношении диаметров поддувала с дымоходом и 25% площади отверстия холостого хода в шибере буллер безопасен, даже если забыть закрыть дверцу топки. Правда, при этом почти все тепло вылетит наружу.
Над шибером располагается третий важнейший элемент буллера – экономайзер. Вообще-то экономайзер это устройство, подогревающее остаточным теплом дымовых газов поступающее в котел рабочее тело – воду, воздух. Но в данном случае роль экономайзера иная.
Экономайзер буллера представляет собой вертикальный участок дымохода длиной 1,5-3 м, хорошенько изолированный по теплу: 40-50 мм асбеста или базальтового картона, или 30-40 мм базальтовой ваты, или 10-15 мм вспученного вермикулита. В экономайзере и догорают окончательно дымовые газы: сердцевина газовой струи в борове не успевает слишком остыть, отраженное от стенок экономайзера ИК усиливает концентрацию тепловой энергии в струе, и газ вспыхивает. Пожарникам этот эффект знаком как перескок пламени.
Вспыхнувший в экономайзере газ стремится расшириться, но в ограниченном объеме ему некуда. Образуется газовая пробка, тоже хорошо знакомая строителям и владельцам неграмотно сконструированных печей. Горение в топке утихает, пробка остывает, проскакивает, горение снова усиливается – булерьян, пыхтя то чаще, то реже, автоматически подстраивается под качество топлива и положение воздушного дросселя.
Говорят, что идея эта осенила одного из разработчиков, глядя на коллегу, усиленно пыхтящего трубкой. Коллектив конструкторов пытался решить проблему устойчивости режима горения при низкой температуре в топке. Удержаться на грани тления и пламени не удавалось, пока не ввели автоколебательный режим сгорания. Так каноэ, если грести попеременно одним веслом то с одного, то с другого борта, движется по прямой. Общий КПД буллера в 80% достигается только с экономайзером. Без него – от силы 60% с чем-то.
Иногда, даже часто, вследствие некоторых особенностей буллера (о которых будет сказано далее), его эксплуатируют без экономайзера, усиливая горение и мирясь с пониженным, но все-таки неплохим КПД. Но тогда хорошая фирменная печь живет всего 2-3 года. Почему? Об этом также далее по ходу изложения.
О батареях труб
При тепловой мощности до 20-25 кВт трубы в батареях выполняют в виде технологически простых полукружий, как слева на рис. При этом диаметр труб 60-100 мм, а их количество – по 3-4 на батарею.
При большей тепловой мощности увеличивать диаметр труб пропорционально нельзя, из-за малой теплопроводности воздуха упадет КПД. Нужно увеличивать «трубность» батарей. Но при батареях из 6 и более труб КПД также падает, тут уже сказывается закон квадрата-куба в применении к закладке топлива.
До мощности в 100-120 кВт конструкторы выходят из положения, выполняя трубы изогнутыми в виде дуг синусоид и слегка наклоненными вершиной дуги вниз. Топка в разрезе при этом приобретает каплевидное или яйцевидное сечение, как справа на рис. При еще большей мощности требуется уже компьютерное моделирование булерьяна с оптимизацией, и положительный результат долгой, сложной и дорогой работы не гарантирован.
Как топится булерьян
Вначале, когда необходимо быстро прогреть помещение, в топку закладывают сухое и быстро горящее топливо, хоть бумагу или картон. С тех пор, как в продаже появились пеллеты, и канадцы, отправляясь в очередной лесозаготовительный вояж, берут с собой 2-3 мешка; на сезон хватает.
Дроссель и шибер полностью открывают, топливо разжигают, дверцу топки закрывают. Горение при этом пламенное, с «буржуечным» КПД в 20-40% (а не 5-7%, как пишут рекламщики булерьянов для сравнения). Из 4-х трубных батарей при этом валит по 4-6 кубов воздуха в минуту, разогретого до 130-140 градусов, и помещение быстро прогревается.
Разгонную закладку топлива дают такую, чтобы оно прогорело до углей за 3-4 мин до окончания прогрева, тут нужен некоторый опыт. Если в дверцу буллера встроено термостойкое стекло, через него следят за горением. Но можно, только неудобно, делать это, просто подглядывая в поддувало.
Как только догорело до углей, на них кладут крупные чурбаки. Чем крупнее, тем лучше. Можно один, лишь бы в топку влез. Можно заложить торфобрикеты или те же пеллеты, они топливо универсальное. Дроссель поддувала теперь прикрывают до нужного положения, или до упора в передвижной ограничитель шкалы мощности. Шибер закрывают до упора, т.е. на 3/4.
Буллер при этом переходит в режим тления с частичным пиролизом и газификацией. Воздух из батарей выходит с температурой 60-70 градусов, а тело печи остывает до 50-55. Даже свалившись ночью на буллер в костюме Адама, заругаешься, но не обожжешься.
Называть буллер печью или газогенераторной, как часто делают, неправильно. Соотношение тепла, передаваемого воздуху непосредственно от тлеющей массы топлива и дожигаемых пиролизных газов, непрерывно меняется в процессе сгорания одной закладки при неизменном положении дросселя и шибера.
Особенности топки
Первая – теплопроводность воздуха мала даже сравнительно с его, тоже малой, теплоемкостью. Поэтому «раскочегаривать» буллер нет смысла: воздух не успеет принять лишнее тепло, и ему не останется ничего иного, как вылететь в трубу.
Оптимальная температура в тлеющей массе буллера – 550-650 градусов. Это обеспечивает довольно высокую долговечность печи, сваренной их обычной конструкционной стали толщиной 4-10 мм, в зависимости от мощности. Но пиролиз при такой температуре идет слабо и не до конца, что приводит к некоторым ненужным и неприятным эффектам. Далее мы поговорим о них подробнее.
Если же поднять температуру в топке до 800 градусов и выше, то не только КПД упадет. И сталь корпуса не только прогорит, но и подвергнется термохимической коррозии из-за наличия в дымовых газах углеводородных радикалов и окислов азота. Избежать их образования можно, подавая воздух раздельно в топку и дожигатель, но это будет уже не буллер, а другая печь. Сложная в эксплуатации и способная оказаться опасной.
Именно поэтому производители булерьянов категорически запрещают топить их углем и коксом. Карбон не горит, если остынет ниже 800-900 градусов. А дать больше воздуха, чтобы не погас – не только КПД упадет, но и дорогая печка из спецстали прогорит до дыр за сезон-два. Претензию не примут, случай не гарантийный.
Делать ли самому?
Прежде чем переходить к особенностям установки и эксплуатации булерьянов, их усовершенствованиям и разновидностям, нужно остановиться на вопросе: а стоит ли делать буллер своими руками? Причина – прежде всего продажная цена готовых фабричных. Буллеры очень технологичны: нулевой цикл их производства сводится к изготовлению пары-тройки гибочных шаблонов и сварочных кондукторов. Материал изделия – хоть металлолом.
Очень хороший булерьян на 10-15 кВт можно приобрести за $200-250. В то же время оборудование, обычное для походной реммастерской, дома, в гараже или на дачном участке не держат, хотя бы из-за отсутствия подходящих площадей. А заказывать поштучно гнутые довольно большие детали из толстого металла обойдется куда дороже.
Пожалуй, единственное исключение – если мастер-самодельщик работает на захолустном провинциальном заводике, где большая часть технологического оборудования все равно простаивает. А руководство «по-советски» позволит ему в свободное время использовать станочный парк, да еще и разрешит порыться на свалке, подобрать заготовки. Хотя при теперешних ценах на металлолом это вряд ли.
На такой случай дадим совет: не соблазняйтесь для батарей узкими водопроводными трубами. Минимальный диаметр воздуховодов – 60 мм; он определяется соотношением теплоемкости и вязкости воздуха. Буллер с «частоколом» вряд ли окажется экономичнее любой другой печи медленного горения, но сделать его сложнее. Чертеж неудачной в этом отношении конструкции приведен на рис. ниже, а пример правильно выполненного самодельного буллера – на рис. справа в начале раздела.
Видео: обзор самодельного булерьяна
Готовые-покупные
Установка буллера в отапливаемом помещении тоже имеет некоторые особенности. Посмотрите на рис. Слева – вариант не вполне удачный. И не только потому, что нужно долбить бетонные перекрытия, для чего требуется проект с разрешением, конструкции-то несущие.
Во-первых, для устройства дымохода, проходящего через чердак и крышу, понадобится собрать уйму бумаг, чтобы получить разрешение пожарников. А потом еще и выполнить все противопожарные требования, что обойдется непросто и недешево.
Во-вторых, оседающий из дымовых газов буллера конденсат (шламоконденсат) обладает удивительными физико-химическими свойствами. Им будет посвящен особый раздел, а пока отметим следующее: хотя отдельных санитарных правил для этого вещества и нет, но самому для себя от него лучше держаться подальше. А в данном случае шламоконденсат остается в помещении.
Вариант справа хорош уже тем, что нужно бурить не бетонную, а кирпичную стену. Она, конечно, тоже несущая, но нагружена меньше перекрытия. На проем в ней до 150 мм диаметром контролирующие органы закрывают глаза. А стандартный диаметр дымохода буллера – 100 мм. И получить пожарное разрешение на наружный дымоход куда проще. И шламоконденсат окажется снаружи.
В том и другом случае фундамент под булерьян не нужен, достаточно несгораемой подставки. Прочие общие условия следующие:
- Расстояние от обычной стены – не менее 1000 мм.
- Если стена покрыта огнестойкой штукатуркой (например, вермикулитовой) слоем не менее 25 мм, от буллер можно придвинуть к ней на 800 мм.
- В радиусе 1200 мм от центра дверцы топки – огнестойкий настил, как и для других печей: сталь от 1,5 мм на асбестовой подушке.
- Выход подставки за контур печи – не менее 300 мм во все стороны.
- Если буллер сертифицирован пожарной охраной на эксплуатацию без подставки, снабжен штатными несъемными несгораемыми ножками и карманом – улавливателем перед дверцей зольника, можно ставить его без подставки прямо на пол, кроме дощатого деревянного или фанерного. На ламинат или мармолеум можно.
Водяные буллеры
А нельзя ли такую, действительно хорошую, печку, приспособить для водяного отопления? Можно, и водяные булерьяны выпускаются промышленностью. Но, глядя на такой (см. рис), поневоле вспоминается высказывание выдающегося советского строителя подводных лодок о проекте гигантского атомного подводного ракетоносца типа «Акула», еще известного как «Тайфун»: «Это яркий пример победы техники над здравым смыслом».
Авторы «водобуллеров» забывают, или игнорируют, исходя из требований рынка, что булерьян изначально создавался как печь воздушная. А теплоемкость воды в 800 раз больше таковой воздуха. Чтобы отходящие газы успели передать ей свое тепло, их нужно запутать в лабиринте водогрейного регистра. А в булерьяне с его боковым подогревом теплообменника это в принципе невозможно, иначе придется создать совсем другую печь.
Единственный способ нагреть буллером воду для отопления – интенсифицировать горение в топке. Но при этом, как рассмотрено выше, неизбежно упадет КПД.
Однако приспособить любой булерьян для ГВС очень просто. Допустим, есть у нас 2 батареи по 4 трубы, а вся печь на 10 кВт. Как видно на тепловом снимке (см. рис. слева ниже), и при интенсивной топке на быстрый разогрев температура воздуха в соплах батарей не выше 160 градусов.
Теперь наденем на две трубы самые обычные металлогофры и подключим их к трубам, проходящим через котел ГВС. Горизонтально, вертикально – все равно. В воду уйдет 2,5 кВт. Если бак на 80-100 л изолирован ЭППС толщиной в 40-50 мм, то за полчаса вода в нем нагреется до 60-70 градусов, и затем эта температура будет поддерживаться. Для сравнения: в бытовые 100-л электробойлеры ставят ТЭНы на 3,5-5 кВт.
Такая система хороша и тем, что безо всякой автоматики вскипание воды абсолютно исключено. Вспомним школьную физическую задачку для особо (без кавычек) одаренных и смекалистых: как нагреть воду ровно до 100 градусов, не давая ей закипеть?
Ответ таков: взять кастрюлю, положить в нее деревянные чурбачки для теплоизоляции. Поставить на них другую кастрюлю, поменьше. Налить в обе кастрюли воды, поставить на огонь. Вода во внешней кастрюле закипит, но ее температура выше 100 градусов не поднимется, т.к. тепло огня пойдет на передачу воде скрытой теплоты испарения воды.
Вода во внутренней кастрюле тоже нагреется до 100 градусов, но разницы температур между ней и внешней не будет, и теплота, необходимая для испарения воды, во внутреннюю кастрюлю перейти не сможет. Вода в ней нагреется точно до 100 градусов безо всяких признаков кипения.
Применительно к случаю с «водобуллером» – в воздухе с температурой 140 градусов нет запаса тепла, обеспечивающего вскипание воды. При подходе ее температуры к 100 градусам воздух в теплообменнике будет стремительно остывать, температурный градиент приближаться к 0, и вода никогда не закипит.
Об отоплении частного дома
Хорошо, может сказать читатель, но ведь обогреваться-то надо! Да, но печное отопление применяется преимущественно в частных домовладениях, а там водяное – чистой воды предрассудок, стереотип «централизованного» мышления. Для КПД центральной ТЭЦ, действительно, теплоемкость теплоносителя имеет первостепенное значение, иначе он остынет, пока дойдет до абонентов.
А ? Что, тянуть магистраль из кухни или топочной вокруг всего участка в гостиную/спальню? Не проще ли разогнать по комнатам теплый воздух, которого буллер дает, что называется, с верхом? Посудите сами:
- Воздуховоды можно сделать простым инструментом из дешевых материалов: жести, гипсокартона, фанеры, просто из картона, а трубы дороги, их нужно гнуть, варить, паять.
- Не нужны регистры, расширительный бак, фурнитура, автоматика.
- Можно раз навсегда забыть о свищах и протечках.
- На воздуховоды с вентиляторами и жалюзи не требуется ни проекта, ни разрешения. Достаточно самому просчитать, в какую комнату какое сечение вывести.
- Теплопередача в стены (а это до 15% теплопотерь на воде) равна нулю; здесь плохая теплопроводность воздуха нам на руку.
- Поставить на выходах регулируемые жалюзи – вот вам и легкая оперативная регулировка температуры по комнатам. С настройкой водяного отопления лучше и не сравнивать.
- Если расположить выходные жалюзи у дальних от окна стен над полом, то воздух, пока доберется туда, где сможет подогреть улицу, отдаст свое тепло комнате. А как увеличивают энтропию Вселенной батареи в подоконных нишах, всем известно.
- Этот же прием даст и теплый пол безо всяких дополнительных затрат и работ.
- Стены ровные, никаких уродств на виду – дизайнируй интерьер, как душе угодно.
Видео: булерьян и отопление гаража
Буллеры без труб
Профессор Иннокентий Николаевич Бутаков (не путайте с Александром Владимировичем Бутаковым, тоже профессором, но юристом) еще в 20-х годах прошлого века изобрел фактически булерьян, приделав сверху к с тепловым экраном дожигатель. Ныне печи типа «Бутаков», «Профессор Бутаков», «Студент» в современном исполнении (см. рис.) на отечественном рынке успешно конкурируют с булерьянами. Их технические характеристики и принцип действия схожи, как однояйцовые близнецы, но сделать самому «Бутакова» гораздо проще, как видно из рисунка.
Компьютерный булерьян
Первый буллер рассчитывали чуть ли не на логарифмической линейке. Как ни странно, но первыми догадались как следует промоделировать его на компьютере и оптимизировать в Новосибирске, в «Термофоре». Сейчас их печи «Огонь-батарея» разных типоразмеров – один из хитов рынка. И не удивительно: просчитав как следует все процессы, удалось в тот же буллер поместить водогрейный контур для ГВС и варочную поверхность с конфоркой, см. рис.
Печь “Огонь батарея”
Печи «Огонь-батарея» сразу вызвали на себя залповый огонь критики. Но тут вспоминаются уже сетования классиков литературы: «Все те же мелкие нападки на шрифт, виньетки, опечатки…»
«Не соответствует она моему представлению о печах…» Пардон-с, о вкусах не спорят. « вредны для здоровья». Кем, когда и где доказано или хотя бы замечено? «Не печь, а какой-то котел для миноносца». Сударь, вы льстите разработчикам. Уж над котлами-то для эсминцев и крейсеров трудились лучшие умы теплотехники. 70 000 кВт в объеме 8 куб. м. при КПД 97% – если это не совершенство, то что тогда совершенство вообще?
А что в нем плохо?
Да, видимых недостатков у буллеров не видно. Их так и называют: печь без недостатков. Но один подспудный все же есть, и серьезный.
Любое органическое топливо сгорает, выделяя т. наз. реакционную воду. Она полный аналог метаболической воды, образующейся в живых организмах: выделяется при расщеплении органических молекул. Из-за низкой температуры в топке реакционной воды в выхлопе булерьяна больше, чем у других печей медленного горения; в них эта вода частично участвует в пиролизе.
Второй момент – минеральные составляющие древесины. Продавцы буллеров преподносят как достоинство тот факт, что дрова в буллере сгорают, не оставляя даже золы. Но зола в дереве есть изначально, и в буллерах зольные частицы вылетают в дымоход.
Третий – углеводородные радикалы. Это химически очень активные остатки не разложившихся до конца органических молекул. Все это вместе взятое уменьшает КПД буллера всего на 5-7% и по объему составляет такую же долю его выхлопа. Но для бытовых булерьянов эти проценты оказываются поистине убийственными.
Вспомним формулу Карно. Если взять пиролизный котел с 1500 градусов в камере сгорания и 300 на выхлопе, то он покажет КПД в 80%. У булерьяна те же 80% получаются при 600 и 120 соответственно.
Реакционная вода из пиролизного котла не успевает сконденсироваться в дымоходе и бесследно рассеивается в атмосфере. Зола оседает на под топки. Откуда ее приходится время от времени выгребать. В ее составе – чисто минеральные соли, пригодные на удобрение. Органические радикалы котел также образует в небольшом количестве, но они уже в 1-2 м от устья дымохода окисляются кислородом воздуха до углекислого газа и воды, т.к. они образовались при высокой температуре и очень легкие, небольшого молекулярного веса
Не так в буллере. Реакционная вода сразу за экономайзером выпадает в конденсат. Каждая его капелька – свернутая в комок тонкая пленка, а физико-химия тонких пленок разительно отличается от нее же для массивных агрегатов вещества. И тут же – зольные частицы, тяжелые органические радикалы. В результате в отстойник оседает не просто грязная вода, а коктейль чудовищной токсичности, канцерогенности и черт знает чего еще.
Этот отстой (без кавычек) нужно куда-то девать. Оставить открытым конец «трубы, которая до земли» – постепенно подмоет фундамент, а овощи с огорода есть нельзя будет. Потихоньку выносить и выливать – свойства шламоконденсата булерьяна таковы, что от СЭС и экологов это не скроется, со всем вытекающим.
Поэтому буллеры называют еще тепличными печами. Их в оранжереях чаще всего ставят без экономайзера (см. рис.) Цветы, ранние и всесезонные овощи – продукция высокорентабельная, тут накладно не будет не только с худшим КПД мириться, но и всю печку через год-два-три менять.
Правда, выхлоп такого буллера все равно попахивает, но теплицы с оранжереями и сами по себе выделяют метан, этилен и прочее в том же духе. Поэтому по санитарным правилам их нельзя строить вблизи жилых строений, так что дымок от буллера даже отдельного «решения вопроса» не требует.
Некоторые ушлые цветоводы, особенно в бедных водой местах, рассудив, что тюльпаны, розы и гвоздики не едят, а многие растения с роскошными цветами ядовиты сами по себе, ставят буллеры по полной схеме, а шламоконденсат, чуть профильтровав, запускают в системы капельного полива. Однако помидорно-клубничные эксперименты такого рода всегда заканчиваются реанимацией покупателей, расследованием и громкими скандалами с санкциями, а то и тюрьмой.
Что лучше для себя
Способы утилизации шламоконденсата пока не разработаны ни технически, ни коммерчески, ни организационно. Поэтому, хотя законодательство и санитарные правила ничего о печном отстое специально не оговаривают, оранжерейную печку лучше все-таки поставить в оранжерее. А дома, для себя, поднапрячься уж и смонтировать двухконтурный котел, пиролизный или газовый. Дорого, кто спорит. Но здоровье дороже.
Видео: обзор печи булерьян
