Давно известно, что розжиг сверху на разных топках — отопительные печи, камины, банные печи с разной высотой дымохода позволяет получить 100% результат, который многим нравится: легко и быстро получается получить дым и огонь, дрова схватываются, никакого дыма не идёт в помещение, а стекло (если оно есть в конструкции) не коптится, дымоход прогревается быстро, конденсат отсутствует. Сам розжиг сверху известен давно. К примеру, та же свеча или спичка, не говоря о племенах Майя, которые ставили столбы, надрезали немного их сверху и поджигали, и эти фонари горели долго и ярко.
При розжиге сверху дрова сгорают медленнее, так как горит только верхняя часть закладки. При нижнем розжиге прогорает весь объем снизу вверх быстрее, поэтому данный способ пользуется спросом. Чтоб закладка горела вся целиком при верхнем розжиге , необходимо наладить поступление воздуха, организовать его со стороны розжига и чтоб он проходил через всю толщу закладки дров или угля, в таком случае, пламя будет охватывать всю топку, а не какую-то её часть.
На самом деле нормальные производители как раз такой способ и практикуют. Воздух предварительно нагревается и бросается сверху. К примеру, производитель печей-каминов Keddy с подачей воздуха по всей плоскости.
Особенности конструкции и принцип работ
Котел длительного горения с верхней загрузкой – схема
Внутренняя часть используется как топка. Она устроена так, что горение происходит сверху вниз. Помогает этому специальная подача воздуха непосредственно в зону горения. Процесс напоминает скорее тление с выработкой газов из углеродосодержащего топлива. В большей степени эти газы являются горючими. За счет их догорания в верхней части топки происходит максимальное использование тепловой энергии, что позволяет увеличить теплоотдачу и уменьшить расход топлива.
Камера котла разделена на две части распределителем воздуха. Он имеет форму трубы, к которой с одного конца прикреплена площадка с лопастями, а другой конец служит для подачи кислорода.
Котлы с верхним горением отличаются цикличностью работы, и пока не сгорит первая закладка добавление второй партии топлива не понадобится.
Приступаем к изготовлению – что понадобится
Для изготовления самодельной печи требуется подобрать удобное место. Это должно быть помещение с подключенным электричеством, достаточной площадью. Теперь о материалах. Легче для печи с долгим горением применить стальную бочку на 200 л. Впрочем, объем не имеет принципиального значения, от него просто будет зависеть теплоотдача устройства. Используют газовые баллоны и даже огнетушители.
Печь можно сделать из старого газового баллона
Но, опять же, объем заготовки: из баллона на 27 л можно изготовить печь для обогрева бани, из меньшего или огнетушителя – для крохотного помещения. Имеет значение толщина металла: чем толще, тем дольше прослужит печь. Если ничего подходящего нет, используем толстостенную трубу, листы стали. Металл не должен иметь повреждений и ржавчины. Из других материалов потребуются:
- материал для ножек, если печь круглой формы (трубы, угольник, арматура);
- листовая сталь 5-миллиметровой толщины по размерам торцевой стороны изделия;
- герметичная дверца или материал для нее;
- 100-миллиметровая труба на 15 см длиннее устройства;
- 5 м трубы 150 мм для отвода дыма.
Необходимы измерительные приспособления: рулетка, отвес, уровень, а также молоток, киянка, мастерок.
Технические характеристики котлов верхнего горения на твердом топливе
Котлы с верхним горением производятся с разными мощностями от 8 до 95 кВт. Отдельные модели могут достигать показателя в 1200 кВт. Чем больше показатель, тем эффективней работа агрегата и тем большую площадь можно будет обогреть. Котлы с минимальной мощностью рассчитаны для установки в небольших домах. Украинские «Бураны» с 40 кВт предназначены для отопления больших домов или складских помещений.
Твердотопливный котел БУРАН-EXTRA 1200
Материалы изготовления котлов — чугун или сталь. Чугунный теплообменник долговечней, но из-за своего большого веса может вызывать трудности при монтаже. Стальные теплообменники изготавливают из стали различного качества от низкосортной, до высококачественной, устойчивой к воздействию высоких температур. Помимо этого стальные котлы часто имеют защиту из шамотного кирпича.
Чаще всего котлы с верхним горением работают на дровах, но есть модели, в которые можно укладывать уголь, торфяные брикеты, стружку и другое топливо.
КПД котлов равен 85-93 %. Как заявляют производители, время работы прибора после одной загрузки дров составляет от 8 до 31 часов, а на углях до 5 суток. Среднестатистический недорогой котел выдает тепло в течение 5-8 часов.
Температура нагрева воды 70 0C на дровах и 85 0C на угле. Рекомендованная температура на входе от 60 0C. Система отопления может быть как с естественной, так и с принудительной циркуляцией.
Установка обогревательного прибора – важные правила
Чтобы установка работала безопасно, следует придерживаться определенных правил:
- на расстоянии прогрева запрещено размещение горючих и легковоспламеняющихся предметов;
- дымоход делаем разборным с возможностью чистки;
- перед использованием проводим испытание, чтобы подобрать оптимальный режим.
Диаметр трубы для дымоотвода составляет около 15 см
Для дымоотвода используем трубу диаметром 150 мм, длиной 5м. С меньшим сечением дым не будет хорошо удаляться, с большим – появится избыточная тяга. Устанавливаем на дымоходе регулируемую задвижку. Скапливаемый конденсат необходимо периодически удалять. Если дымоход неразборный, в нем делают дверцы для чистки. Обильное образование конденсата можно предотвратить, выполнив дымоход по принципу сэндвича. Между двумя трубами разного диаметра укладываем для утепления слой стекловаты. Сверху дымоходную трубу накрываем дефлектором, чтобы не попадал дождь, снег, не задувало ветром.
Печь в доме, где есть дети, обкладываем кирпичом. Кладка вокруг играет роль защитного экрана, чтобы не обжечься при случайном касании, предохраняет предметы и стены от перегрева. Также она служит хорошим аккумулятором тепла. Кирпич накопит тепло, будет отдавать его гораздо медленнее железного корпуса. Фундамент устраиваем в том случае, если пол под печкой из горючих материалов. Необязательно его сильно углублять, вес отопительного прибора небольшой.
Преимущества и недостатки твердотопливных котлов верхнего горения
Котлы с верхним горением уже более 15 лет обеспечивают пользователей теплом. За это время они полностью подтвердили свою эффективность, которая обеспечивается следующими факторами:
- когда происходит закладка топлива, распределитель поднимается вверх, а после розжига опирается на дрова и опускается по мере их прогорания;
- в месте поступления воздуха, происходит неполное окисление углеводородов. Газ с частицами пепла переносится в верхнюю часть топочной камеры. Там к нему присоединяется кислород, в результате чего он дожигается и отдает оставшееся тепло;
- в начале камеры для сжигания газа, находится регулятор тяги. С его помощью автоматически определяется температура воды и регулируется скорость сгорания летучих соединений.
Котлы имеют следующие преимущества:
- длительное время работы и минимальное количество загрузок;
- энергонезависимость за счет работы с естественной циркуляцией и природной тяги;
- универсальность некоторых агрегатов в плане топлива: уголь, дрова, стружки, торф и др.;
- небольшое количество топлива способно обеспечить высокую эффективность работы;
- автоматизированная непрерывная работа котла для снабжения горячей водой и теплом;
- отсутствие сложных механизмов делает эксплуатацию котла простой даже для новичков;
- высокий уровень безопасности;
- длительный срок службы от 10-15 лет и более.
Котел верхнего горения имеет высокий уровень безопасности
Недостатки твердотопливных котлов с верхней загрузкой:
- высокая стоимость по сравнению с другими установками;
- чувствительность к изменениям температуры теплообменника. Возможно появление конденсата и окисление стальных элементов;
- повышенная зольность может засорять зону горения и снижать уровень теплоотдачи;
- необходимо регулярно вручную прочищать дымоход и зольник;
- неудобная закладка дров из-за конструктивных особенностей;
- нельзя загружать топливо больших размеров, например, не колотые дрова;
- топливо должно быть полностью сухим, поэтому нужно продумывать условия его хранения;
- неполная загрузка делает неудобным розжиг, т.к. топка достаточно глубокая;
- нельзя проводить дозагрузку, если процесс уже запущен;
- опорная балка и диск, служащие перегородкой между зонами горения твердого топлива и газа быстро выходят из строя.
Как видите, твердотопливные котлы верхнего горенияне лишены минусов, поэтому прежде, чем приобретать такое устройство, хорошо взвесьте все за и против.
Результаты испытания опытного образца:
— печь без наружного корпуса-конвектора — диаметр горячего корпуса = 300 мм, высота = 780 мм — диаметр бункера = 200 мм, высота = 800 мм — расстояние от дна топки до среза бункера = 200 мм — дымоход тонкостенный, стальной, неутепленный, D = 115 mm — слабо утеплённое производственное помещение объёмом = 175 куб.м — температура с наружи = — 10 град. С
Испытание №1
1. Дрова — 9 кг, смесь хвойных и березовых дров, относительная влажность = 20%
2. Режим горения комбинированный: средний / слабый.
3. Время горения = 6 часов.
4. Повышение температуры по окончании топки с 0 до +6
5. Зола = 150 г. (1.6%)
Испытание №2
1. Дрова — 12 кг, смесь хвойных и березовых дров, относительная влажность = 20%
2. Режим горения комбинированный: сильный / средний.
3. Время горения = 4 часа.
4. Повышение температуры с -2 до +8 5. Зола = 200 г. (1.6%)
Испытание №3
1. Пеллеты (светлые) — 15 кг,
2. Режим горения: слабый.
3. Время горения = 8 часов.
4. Повышение температуры с 0 до +8
5. Зола = 100 г. (0.7%)
Испытание №4
1. Пеллеты (светлые) — 15 кг,
2. Режим горения комбинированный: сильный / средний.
3. Время горения = 4 часа.
4. Повышение температуры с 0 до +12
5. Зола = 100 г. (0.7%)
Нюансы системы управления котла верхнего горения
В котлах длительного горения с верхним горением основным принципом управления является регуляция воздушных потоков, поступающих в камеру сгорания. Стандартные агрегаты для этого оснащены механическим приспособлением. Заслонка с цепным приводом приводится в действие в результате работы термостата.
Термостат в котле настраивается на определенный температурный режим. Когда теплоноситель нагревается до нужного уровня, заслонка автоматически устанавливается в определенное положение, снижая интенсивность нагрева. Резко снизить температуру невозможно, т.к. теплоноситель будет по инерции продолжать нагреваться, отапливая помещение.
Увеличить температуру воды, когда захочется также невозможно. До тех пор пока котел не «разгонится», температура будет расти очень медленно.
Устройства с вентиляторами работают несколько иначе. Если понадобится увеличить силу теплоотдачи, то сделать это можно именно за счет вентилятора. Прибор будет нагнетать воздух. За счет него же можно и снизить инерцию котла. Управление происходит автоматически, а датчики фиксируют малейшие изменения температуры теплоносителя.
Пиролизная ракетная печь из консервных банок своими руками
Походная горелка-«щепочница» всегда пригодится, тем более что для неё не нужно специальных материалов и навыков. Изготовить её сможет даже подросток. Однако для того, кто впервые взялся за решение вопроса отопления «ракетными» печами, это будет хорошей практикой, т. к. принцип работы идентичен:
- Берём две жестяные банки разного диаметра и высоты (разница на 20–25 мм).
- Вырезаем отверстие, равное диаметру меньшей банки в дне большей банки.
- Делаем сеть отверстий в дне меньшей банки.
- Делаем пояс отверстий на стенке меньшей банки в 1/5 её высоты от открытого края.
- Делаем пояс отверстий на стенке большей банки в 1/7 её высоты открытого края.
- Вставляем меньшую банку в дно большей так, чтобы дно меньшей подходило к открытому краю большей. Горелка готова.
Вы наверно уже догадались, что, в принципе, это коаксиальная система газопровода. Добавляя к такой горелке разные приспособления, можно увеличить объём топливного отсека или кипятить воду.
Если в стенке большей ёмкости вырезать отверстие под канал и установить вентилятор, получится не что иное, как РП с турбонаддувом.
Используя этот «карманный» вариант, можно проводить эксперименты и сравнительные замеры — как горит материал сам по себе и как с применением вторичного воздуха.
Обзор лучших котлов верхнего горения
В настоящее время производство твердотопливных котлов значительно расширилось и выбору потребителей представлено множество моделей зарубежных и отечественных фирм. Рассмотрим лучшие из них.
Стропува
Stropuva
Котлы болгарского предприятия Stropuva — это компактные агрегаты с высоким КПД. Устройства оснащены нагнетательным вентилятором. Цилиндрической формы корпус имеет конструкцию шахты. Устройства отличаются превосходными эксплуатационными характеристиками в сочетании с отличным дизайном. Универсальные котлы могут отапливать дровами, торфом или прессованными брикетами. Мощность моделей 8-40 кВт, отапливаемая площадь 30-400 кв.м. Допустимая влажность топлива может достигать 45%, что вполне соответствует современным требованиям.
Liepsnele
Котлы верхнего горения Liepsnele
В Литве изготавливают котлы длительного горения на твердом топливе универсального типа, т.е., работающих на любом виде топлива. Мощность агрегатов варьируется в диапазоне 10-40 кВт, отапливаемая площадь до 400 кв.м. Максимальное время работы на одной закладке углей составляет до 7 суток, дров — до 2 суток. Конструкция котлов — классический шахтный тип с верхним горением. Котлы Liepsnele обладают высоким КПД, не менее 90%, независимо от типа топлива и выбора рабочего режима.
Неделька
Модельный ряд котлов Неделька
Котлы прямоугольной формы, имеют привлекательный дизайн и компактные размеры. Для более полного теплосъема предусмотрены каналы, по которым проходят нагретые дымовые газы. Российские котлы верхнего горения, способные работать на одной загрузке угля до 7 суток.
Котел неделька
Компания Неделька предлагает четыре варианта котлов с различной мощностью, предполагающие отопление помещений разной площади: 50-250 кв.м., 150-400 кв.м., 400-800 кв.м., 800-2000 кв.м.
Как работает печь-ракета?
Несмотря на громкое космическое название, данная отопительная конструкция не имеет ничего общего с ракетными системами. Единственный внешний эффект, придающий некоторое сходство – струя пламени, которая вырывается из вертикальной трубы у походного варианта ракетной печки.
Работа этого очага основана на двух базовых принципах:
- Прямом горении — свободном перетекании топливных газов по печным каналам без побуждения тягой, создаваемой дымовой трубой.
- Дожигании дымовых газов, выделяющихся при горении древесины (пиролизе).
Самая простая реактивная печь работает по принципу прямого горения. Добиться термического разложения древесины (пиролиза) ее конструкция не позволяет. Для этого необходимо выполнить мощную теплоаккумулирующую обмазку внешнего кожуха и качественную термоизоляцию внутренней трубы.
Несмотря на это переносные ракетные печи хорошо выполняют свои функции. От них не требуют большой мощности. Генерируемого тепла вполне хватает для готовки пищи и обогрева в палатке.
