Печі для дому на дровах тривалого горіння

Основний акцент та увага зараз приділена печам та котлам на дровах тривалого горіння. Простий принцип роботи та водночас унікальна тривалість роботи на одній закладці – мрія будь-якого господаря. Найбільше проблем із дров’яними печами виникає саме на тлі необхідності постійно підкидати дрова в топкову, а печі для дому на дровах тривалого горіння здатні відпрацювати до 10-12 годин без будь-яких проблем. Навіть при горінні всього 4-5 годин є безперечна вигода в економії деревини або вугілля.

Принцип роботи

Достатньо обмежити процес горіння дров, щоб узяти під контроль тривалість роботи печі від однієї закладки. Якщо перевести активне горіння в стан тління, то обсяг тепла, що виділяється, не зміниться, зате паливо прогоряти буде значно довше. На додаток до цього тепло віддається рівномірніше та менш інтенсивно, за рахунок чого його можна краще використовувати, підвищуючи ККД печі або опалювального котла.

Контролювати процес у камері згоряння до примітивного просто, достатньо взяти під контроль подачу повітря, оскільки без доступу значної кількості кисню окисної реакції горіння не буде. Знижуючи порцію повітря, що потрапляє в топку, полум’я знижується або зовсім йде, залишаючи за собою лише дрова, що тліють.

Є три варіанти, як обмежити активне горіння:

• верхнє горіння;
• нижнє горіння;
• піроліз дров.

Верхнє горіння дров – це вже вважай стандарт для печей та котлів тривалого горіння. Створюються умови, за яких тління дров відбувається зверху донизу, поступово опускаючись до основи камери. Щоб обмежувати область горіння, повітря подається тільки з верхньої частини камери і в строго обмеженому обсязі. Без конвекції в товщі дров, кисень вигоряє, і деревина консервується.

Камера згоряння формується у вигляді високої склянки з круглим або квадратним перетином. Дрова закладаються щільно один до одного до певної позначки. Підпал проводитися зверху за допомогою купки хмизу та за необхідності рідини для розведення вогню. Спочатку необхідно прогріти піч і дрова, так що заслінки повністю відкриваються. Як тільки вся верхівка закладки активно горить, перекривають доступ повітря, поки вогонь не згасне, поступившись місцем повільному тлінню.

Нижнє горіння відбувається за тим же принципом, тільки повітря дозується та подається знизу камери. Це вже частково піролізний спосіб спалювання дров, про який йтиметься далі. При прогріванні дров вони в першу чергу добре прогріваються і висушуються, що підвищує тепловіддачу, виділяється горючий газ, який можна спалювати додатково в окремій верхній камері або закупорити так, щоб він витісняв кисень, не опускаючи прогорання закладки палива.

Піролізні котли покликані вибрати з палива максимум енергії, наскільки це можливо, щоб у трубу не вилетіли корисні кіловати. Використовується режим нижнього горіння і активне застосування піролізного газу, що виділяється.

Деревина під впливом високої температури, але нижче точки самозаймання або без кисню, розкладається на піролізний газ (суміш складних вуглеводнів), золу і ще масу додаткових підстав (сірководень, чадний газ і т.д.). Вся ця вогненебезпечна маса легша за повітря і значно його гарячіше, тому накопичується у верхній частині основної камери згоряння. Поступово подаючи газ у додаткову камеру, його підпалюють, а тепло, що виділяється, переходить стінкам печі конвектору або теплообміннику.

Особливості

Після прочитання рекламних буклетів так і хочеться швидше замінити стару піч на тривале горіння у своєму будинку, проте важливо не забувати і про низку особливостей, які суттєво змінюють процес експлуатації.

За рахунок тління дров температура газів, що відводяться значно нижче, ніж при активному горінні, велика частина тепла передається інфрачервоним випромінюванням, а не конвекцією. Як результат, забезпечити стабільний потяг дуже складно. Потрібно димар більшої висоти, а за котлом все одно необхідно постійно доглядати і перевіряти його. За наявності блоку автоматики і навіть GSM-модуля, печі тривалого горіння на порядок частіше подаватимуть сигнал про згасання або збій у роботі.

Акцентувати увагу слід на тому, що печі тривалого горіння економніше спалюють паливо і здатні точніше задавати цільову температуру.

Якщо не використовувати блок автоматичного регулювання, налаштувати вручну роботу котла в режимі тривалого горіння гранично складно. Фактично навіть найякісніші та продумані котли на практиці будуть видавати абсолютно різні результати з великим розбігом за тривалістю роботи від однієї закладки. Якщо виробник вказує на оптимальну тривалість протягом 8 годин, то за фактом може вийти тривалість в 4-9 годин.

Для будь-яких печей тривалого горіння важливо, щоб дрова були сухими. У разі нижнього горіння або піролізного розкладання палива на газ і золу за логікою дрова досушуються в топці, однак, це не привід закладати дрова з підвищеною вологістю. Поки з палива випаровуватиметься волога, розраховувати на стабільний режим роботи не доводиться, підтримувати горіння піролізного газу просто не вийде.

Популярні моделі

На ринку твердопаливних котлів представлено лише кілька конструкцій пристроїв тривалого горіння, зате багато виробників та конкретних моделей. Щоб не загубитися в цьому різноманітті асортименту, корисно розрізняти популярні конструкції та орієнтуватися в їх перевагах та особливостях.

Булер’ян

Пекти тривалого горіння родом з Канади, але що отримала найбільшу популярність у нас за рахунок простоти конструкції та відмінні експлуатаційні характеристики. Важливо, що пекти Булерьян легко виготовити навіть самостійно із підручних засобів.

В основі конструкції циліндр із сталі товщиною до 5-6 мм, який формує стінки топкової. Циліндр покладено набік і двері топки розташовуються на одній з торцевих граней. Навколо корпусу приварюються порожнисті труби круглого чи прямокутного перерізу. Нагріваючись від топки, в трубах прогрівається повітря, так що підтримується активний конвекційний процес.

Усередині камери розташовуються колосникові грати по дну циліндра і перегородка у верхній частині. Остання розділяє топку на частини в основну закладається дрова, тоді у верхній камері допалюється піролізний газ. Вихід у димар розташований в дальній від дверцят стороні топки і із заходом у верхню камеру згоряння. Так що продукти горіння дров, розташованих у глибині основної камери, повинні обов’язково пройти до передньої стінки Булерьян, піднятися у верхню камеру і потім пройти в димохід.

STROPUVA

Примітні на вигляд печі і котли тривалого горіння. Форма печі циліндрична, причому істотно витягнута і розташовується у вертикальному положенні. Основна ідея печей Stropuva у збільшенні висоти закладки дров та у технологічній подачі повітря, при якій підтримується тління тільки на поверхні закладки.

Печі та котли Stropuva ідеально вписуються у всі основні правила для підтримки тривалого горіння та підвищення ККД, проте поки що їхня вартість досить висока.

Класичні печі за допомогою режиму тривалого горіння

Основна частина асортименту печей тривалого горіння – це традиційні перероблені печі. У них перероблені дверцята топкової, передбачено шибер і посадкове гніздо для встановлення вентилятора, що нагнітає. Найчастіше використовується режим тривалого горіння з верхнім тлінням закладення дров, тому особливо важливо готувати ідеально просушені дрова.

Для збільшення теплової віддачі у печах встановлюються конвекційні труби з боків камери згоряння за принципом печей Булер’ян. Замість повітряних каналів в обмеженому обсязі можна використовувати водяний контур для збирання водяного опалення в будинку .

З варильною панеллю

Якщо піч встановлюється не в підсобному приміщенні, а в житловому або на кухні, то варильна панель – це практичне доповнення до печі тривалого горіння на дровах. З її допомогою можна приготувати їжу чи розігріти, не вдаючись до газової чи електричної панелі.

Варильна панель є рівною пластиною по верхній стороні печі з товстого вогнетривкого металу. У піролізних печах під варильною панеллю розташовується верхня камера згоряння, де допалюється виділений газ.

Конверторні

Майже всі печі тривалого горіння для приватного будинку виготовляються з конвекторами. Це труби круглого чи прямокутного перерізу, закріплені на зовнішній стінці топки та орієнтовані знизу нагору.

Тепло від топки нагріває повітря в трубах, і воно прямує вгору, звільняючи місце холодному від підлоги. Канали підтримують постійну зміну повітря – конвекційне перенесення тепла. За бажання можна подовжити верхні відводи конверторних труб і завести їх у сусідні кімнати, розподіляючи тим самим тепло від печі. Фактично це вже є аналогом повітряного опалення. Підвищити ефективність допоможе вентилятор, проте слід враховувати, що в печах тривалого горіння надмірне відведення тепла від топки може збити налаштування та загасити в результаті процес рівномірного тління.

З водяним контуром

Від звичайної дров’яної печі складно відвести тепло та розподілити його по будинку. Тепла від стін і конвектора може вистачити хіба що на два-три приміщення і тільки за умови, що сама піч встановлена ​​якраз між ними. Вирішити проблему допоможе водяний контур, вмонтований у стінки камери згоряння або теплообмінник, розташований у верхній частині камери на виході в димар. Докладніше про це тут .

Виробники пропонують печі з інтегрованими водяними контурами, на основі яких можна побудувати ефективну систему опалення з примусовою циркуляцією. За наявності бойлера з непрямим нагріванням можна отримати ще гарячу воду для побутових потреб.

Бажано включити в контур опалення теплоакумулюючу ємність досить великої потужності, щоб перекрити періодичність роботи печі та постійно підтримувати в трубах та радіаторах задану температуру теплоносія.

Автоматика для печей тривалого горіння

Для автоматизації процесу горіння в печах та котлах будь-якого типу достатньо взяти під контроль нагнітання повітря. Найпростіше це зробити, якщо замість шибера або дверцят топкової встановити вентилятор і забезпечити належне керування на підставі температури стінок камери згоряння, що відводяться через димар продуктів горіння або теплообмінника.

Використовуються:

• механічні чи електромеханічні регулятори тяги;
• блок керування вентилятором.

Регулятор тяги

• Виробники: Regulus, ICMA, Afriso, Honeywell, ESBE, а також практично всі виробники котлів тільки з орієнтуванням на власну продукцію.
• Ціна рішення починається від 15 $.

Термостатична головка та привід шибера – регулятор тяги. Найпростіший і головне енергонезалежний варіант керування роботою твердопаливного котла або дров’яної печі. Термостат є капсулою, наповненою рідиною або газом, що реагує на зміну температури і змінює свій об’єм. Одна стінка капсули рухлива, і до неї стикується шток із зачепом, частіше за поворотний тип, на кінці якого кріпиться важіль шибера.

Налаштування механічного термостата зводиться до встановлення різних умов, за яких цільовий діапазон вимірювання температури узгоджується з відкриттям повітряної заслінки. Якщо температура в димоході або теплообміннику перевищує заданий діапазон, шибер закривається, і подача повітря в топку припиняється. Аналогічно при зниженні температури заслінка повністю відкривається. Важливо налаштувати хід штока так, щоб шибер ніколи не повністю перекривав канал, через що може погаснути остаточно вогонь у печі.

Блок керування вентилятором

Виробники: Nowosolar, TECH SPJ, KG Elektronik, Elster, «АТОС».

Окремо блок управління коштує від 25 $, разом з вентилятором – від 50 $

Рішення приймає мікроконтролер або аналоговий блок обчислень на підставі показань датчика температури, який може встановлюватися в камері згоряння, на поверхні конвектора печі, теплообміннику і т.д. Результатом роботи блоку є зміна режиму роботи вентилятора, що подає повітря в топку, зміна об’єму повітря може регулюватися від нуля до максимуму певного конструкцією вентилятора.

Залежно від налаштування контролера та встановлення обмежень, вентилятор може подавати максимум повітря для активного прогоряння дров, середній рівень або мінімум для підтримки тління режиму тривалого горіння або повністю перекрити доступ повітря і зупинити роботу печі.