Бубафоня печь верхнего горения: схема, чертеж и пошаговая инструкция

печка котел с водяной рубашкой, как сделать

Содержание:

Особенности печки длительного горения
Немного истории
Конструкция
Сильные и слабые стороны Бубафони
Как самому сделать печь из газового баллона
Составление чертежа
Толщина стен
Прижимающий блин поршня
Толщина блинов
Расчет оптимальной площади дымоходной трубы
Диаметр воздухозаборника печи Бубафоня
Подготовительные мероприятия
Как происходит сборка конструкции с водяной рубашкой
Сооружение основания
Эксплуатация печи
Как увеличить КПД пиролизной печи

При наступлении зимних холодов добавляется забот у хозяев частных домовладений, которые несут всю полноту ответственности за обогрев своего жилища. В тех помещениях, где мощность основного отопления слабая или оно отсутствует вовсе (сараи, гаражи), приходится подыскивать недорогие альтернативные способы.

Особенности печки длительного горения

Первым делом нужно понять, что происходит во время горения дров.

Для появления пламени температуру древесины нужно довести примерно до +150 градусов, используя для этого внешний источник нагревания. Обычно для этого хватает зажженного от обычной спички куска бумаги. После этого начинается процесс медленного обугливания материала, которое после достижения отметки +250 градусов переходит в распад на простые химические элементы.

В состав дыма белого цвета, который появляется при розжиге пламени, входит газ и водяной пар: их источает нагретая древесина. Воспламенение выделяющихся газообразных компонентов наблюдается при достижении нагревания в +300 градусов: в результате этого термохимическая реакция значительно убыстряется.

Распад органического вещества на простые элементы называется пиролизом. Практика показывает, что во время сгорания древесины часть заложенного в нее энергетического потенциала остается не использованным. Это выражается в значительном количестве отходов, остающихся после угасания пламени.

В пиролизных печах топливо используется гораздо эффективнее, что достигается отдельным сжиганием выделяющихся во время горения топлива газов.

При этом скорость тления самой древесины очень небольшая, что способствует увеличению продолжительности работы печи на одной закладке. Печь Бубафоня, которая является разновидностью пиролизного обогревателя, гарантирует практически полное сгорание всего топлива.

Немного истории

Разработку печи Бубафоня приписывают народному умельцу Афанасию Бубякину из Колымы. Впоследствии в его честь и было названо новое изобретение. Афанасий во время своих опытов отталкивался от устройства пиролизного котла Strоpuva литовского производства.

Отечественный изобретатель постарался максимально упростить конструкцию, чтобы ее можно было сооружать своими руками. Эта специфика Бубафони и объясняет ее высокую популярность. Учитывая то, что материалом для изготовления этого прибора в основном выступают подручные средства, внешней эстетичностью он похвалиться не может.

Сильными сторонами печки является ее простота, эффективность и надежность.

Конструкция

Печь длительного горения Бубафоня включает в себя следующие узлы:

1. Корпус. Основной элемент прибора, обычно имеющий форму цилиндра. Изготовляют его чаще всего из баллонов, бочек, крупных огнетушителей, толстых заваренных труб и т.п.
2. Дымоход, по которому отводятся продукты горения. Материалом для его изготовления обычно выступает металлическая труба диаметром 110-250 мм. Она фиксируется при помощи сварки на верхнюю часть печи.
3. Поршень. На нижнюю часть металлического круга навариваются ребра: трубу воздуховода фиксируют в центральной его части. За счет ребер достигается создание дополнительной прослойки воздуха, разделяющей топливо и поршень. Это делает процесс тления более эффективным и стимулирует активное выделение пиролизных газов.
4. Регулятор. Благодаря этой задвижке осуществляется подача кислорода внутрь топки.
5. Крышка. Она имеет отверстия под воздуховод, образуя в комбинации с поршнем вторичную камеру сгорания. Внутри этого отсека происходит сгорание пиролизных газов.

Сильные и слабые стороны Бубафони

Пиролизная печка обладает целым рядом положительных качеств:

• Простота конструкции. Имея навыки сварочных работ и опыт работы с металлом, соорудить печку не составит большого труда.
• Универсализм. Бубафоня очень неприхотлива в плане топлива: в нее можно бросать дрова, уголь, опилки, щепки и другие виды древесных отходов. Также печка хорошо справляется с пеллетами – недорогими экологичными гранулами.
• Длительность работы. Время перегорания одной закладки дров – почти сутки: на протяжении этого времени печь исправно выделяет тепло. Этот показатель может меняться в зависимости от модификации прибора, объема его топки, скорости циркуляции кислорода и пр.

Следует также упомянуть об основных недостатках Бубафони:

• Невысокий КПД. Причиной этого является неравномерный нагрев корпуса прибора при достаточно низкой теплоотдаче. Более «продвинутые» пиролизные печи в этом плане на порядок эффективнее: их КПД нередко превышает 90%.
• Неудобная чистка. Как такового зольника в конструкции не имеется, поэтому остатки продуктов горения извлекают через верх. Некоторые модификации печи оснащаются внизу дверкой, облегчающую процедуру уборки пепла и золы.
• Низкая эстетичность. Внешний вид Бубафони вряд ли можно назвать красивым, поэтому ее в основном применяют для обогрева подсобных помещений.

Как самому сделать печь из газового баллона

В ходе работы по сооружению Бубафони своими руками необходимо осуществить следующие мероприятия:

1. Подготовить помещение, инструменты и материалы.
2. Собрать конструкцию.
3. Сделать дымоход.
4. Обустроить основание под пиролизную печь.

Составление чертежа

Главная пропорция по ходу изготовления самодельной печки Бубафоня из газового баллона — это математическое отношение параметра внутреннего диаметра корпуса и его высоты. Оно должно находиться в пределах от трех до пяти к одному. Оптимальное значение диаметра — от 30 до 80 см.

Делать диаметр корпуса печи меньшим 30 см не эффективно, поскольку кислород слишком быстро будет циркулировать по камере сгорания, не вступая в полноценную реакцию с дровами. Это приводит к заметному снижению КПД прибора. В камерах диаметром более 80 см возникает другая проблема — в ней дрова у края горят очень медленно, а по центру – быстрее. По ходу выгорания топлива возникает провал, в который опускается поршень. Как результат, пламя постепенно угасает. На чертеже диаметр удобнее обозначить буквой D, а высоту – H.

Толщина стен

Этот параметр является вторым по важности при расчетах, как сделать печь Бубафоня. Хорошая эффективность теплообмена обеспечивается стальным корпусом толщиной 4-5 мм. При уменьшении этого показателя наблюдается сокращение время работы прибора на одной топливной закладке. К тому же, слишком тонкие стенки быстро прогорают. Иногда таким образом делают печь в теплицу длительного горения своими руками, что весьма практично.

Прижимающий блин поршня

Расстояние от поршня до внутренней поверхности поршня рассчитывают по формуле 0,5хD. Для вычисления диаметра блина, соответственно, применяется формула d = D – 2хH. Подсчет высоты прижимающих ребер из металлического профиля происходит более сложно, т.к. зависимость между величинами параметров нелинейная. Теоретически для корпуса печи диаметром 60-80 см этот параметр берется, как число 0.1хD. Печь Бубафоня из газового баллона меньшего размера рассчитывают по уравнению-пропорции, приняв во внимание, что при D0 = 30 см h0 = 4 см.

Толщина блинов

Эта величина находится в обратной пропорциональности к внутреннему диаметру D. Необходимо добиться оптимального нажима поршня на топливную закладку. Если давление будет недостаточным, это приведет к снижению коэффициента обратного действия. Как результат, может случится обратное возгорание топки с дальнейшим выходом дыма через трубу. Если же поршень будет очень тяжелым, это заметно уменьшит необходимую для качественного горения воздушную прослойку: в результате пламя затухнет.

Соотношения между внутренним диаметром и толщиной блинов примерно такие:

• 30 см – 6-10 мм.
• 40 см – 6-8 мм.
• 60 см – 4-6 мм.
• 80 см – 2,5-4 мм.

Расчет оптимальной площади дымоходной трубы

При определении наименьшей допустимой величины площади S трубы отталкиваются от максимального выделения энергии в час. S(см2) = 1.75 х Е (кВт/час). Здесь Е = m х q где m – это вес одной порции топлива: ее высчитывают, умножив максимальный объем закладки V на ее плотность.

Коэффициентом q обозначают удельную энергию сгорания единицы объема топлива за 1 час.

Диаметр воздухозаборника печи Бубафоня

Вооружившись величиной диаметра дымоходной трубы, можно легко подсчитать сечение воздуховода поршня. Эту величину обозначают литерой d: она равна половине значения квадратного корня из отношения 4S/π.

Подготовительные мероприятия

Так как для сооружения печи Бубафоня из газового баллона потребуется сварочный аппарат, необходимо заранее подыскать для работы подходящее помещение. Оно должно в обязательном порядке быть оснащено эффективной вентиляцией, бесперебойным электропитанием и надежной проводкой (как правило, использование сварки провоцирует скачки напряжения в сети). Рабочее помещение должно иметь хорошую защиту от климатических воздействий и обладать достаточным простором. Желательно наличие также хорошей звукоизоляции, поскольку болгарка и сварочный аппарат являются довольно шумными инструментами.

Также необходимо заготовить следующие материалы:

• Старый газовый баллон. Это основа для пиролизной печки. Также на эту роль подойдет стальная или чугунная бочка объемом примерно 200 л, имеющая прочные стенки без ржавчины. Нередко для этого используются большие огнетушители или металлические трубы с заваренным дном.
• Куски арматуры. Они понадобятся для изготовления ручек, которые обычно устанавливаются по бокам корпуса и сверху крышки. Это заметно облегчает процедуру чистки печи от остатков горения и перемещения ее с места на место.
• Стальной лист для поршня.
• Пара металлических труб. Они нужны для изготовления дымохода и воздуховода. Оптимальным сечением для воздушной трубы является показатель в 85-100 мм. При этом она примерно на 150 мм превышает высоту баллона. Для дымохода понадобится более широкая труба: ее диаметр должен быть не менее 150 мм. Протяженность дымового канала не должна уступать поперечному сечению баллона.
• Швеллер.
• Материал для закладки фундамента под печку.

Перечень необходимых для работы инструментов:

• Молоток.
• Тиски.
• Лопата.
• Мастерок.
• Портативный сварочный аппарат с комплектом электродов.
• Болгарка для порезки заготовок.
• Рулетка, карандаш, отвес и уровень.

Как происходит сборка конструкции с водяной рубашкой

Изготовления дымохода осуществляется в следующей очередности операций:

1. Аккуратно разрезают баллон в верхней части. Из получившегося в результате этого колпака впоследствии изготовляется крышка для котла.
2. Дно баллона оснащается самодельными ножками. Каждую из них перед фиксацией необходимо выставить точно по уровню.

Поршень конструируется в три этапа:

1. Вырезается стальной круг: в поперечном сечении он должен уступать внутреннему диаметру баллона примерно 35-45 мм. Благодаря боковым зазорам пиролизные газы без помех будут просачиваться во вторичную камеру. По центру круга выполняется отверстие под воздуховод: эта труба должна вставляться в него достаточно плотно.
2. Далее проводится сварка друг с другом металлического круга и трубы.
3. Поверх поршневого основания приваривается кусок швеллера.

Для изготовления крышки печи можно использовать верхнюю срезанную часть баллона. На ее поверхности наносится разметка под трубу воздуховода с закрепленным подающим поршнем. При этом необходимо предусмотреть определенный запас для свободного перемещения трубы. По нанесенным линиям производится вырезание. Сбоку самодельная крышка оформляется ручками, для чего используются согнутая в тисках арматура. Теперь можно приступать к установке дымохода вверху импровизированной пиролизной печи. При помощи болгарки делается вырез под заготовку трубы: для скрепления деталей также используется сварка.

Чтобы увеличить качество тяги дымохода, его рекомендуется изготовить из двух перпендикулярных друг другу колен. Для этого на торце выходящего из печи отрезка трубы выполняют рез под углом 45 градусов, после чего соединяют его сваркой с куском трубы того же диаметра. Не будет лишним позаботиться о дополнительной защите для дымохода от попадания внутрь мусора и климатических осадков – для этих целей обычно изготовляется колпак-отражатель.

На этом основная часть работ по сооружении Бубафони считается оконченной: ее можно запускать в эксплуатацию. Установить печь желательно на заранее обустроенный фундамент.

Сооружение основания

Основание под печку Бубафоня закладывается таким образом:

1. Первым делом выкапывается квадратная яма. Ее примерные размеры – 150х150 см, при глубине 20-30 см.
2. Дно траншеи засыпается подушкой из щебня и заливается раствором бетона. Для выравнивания его поверхности пригодится мастерок. Когда залитый участок схватится, необходимо проверить горизонтальность его поверхности при помощи строительного уровня. Если нужно, проводится дополнительная корректировка.
3. Поверх полностью высохшей бетонной подставки укладывается огнеупорный кирпич в несколько рядов. Обычно достаточно 2-3 слоев.

Эксплуатация печи

Перед розжигом Бубафони изнутри корпуса необходимо извлечь приваренный воздуховод, сняв перед этим верхний колпак. Внутрь печки делается закладка древесных поленьев в горизонтальном положении, впритык друг ко другу. При вертикальной закладке могут возникать некоторые препятствия на пути движения поршня: обычно это происходит в тех случаях, когда поленья не полностью прогорают. В результате тление в первичной камере перерастет в полноценное горение, что серьезно нарушает правильное функционирование печи. Дрова в таком случае расходуются намного быстрее, а из воздуховода начинает просачиваться дым. При укладке поленьев запрещается перекрывать участок, где приварен дымоход.

На дрова насыпают слой щепок, опилок или измельченных веток. Сверху на них нужно положить пропитанную керосином старую ткань или бумагу. На топливной закладки впритык устанавливается поршень и надевается крышка. Для поджигания дров нужно поджечь кусок ветоши или бумаги, и забросить его внутрь через воздушную трубу. Спички в этом случае неэффективны, так как они гаснут, не успев достичь топлива. После загорания дров делают паузу в 15-20 минут, дав им хорошо разгореться. Когда пламя наберет силу, задвижку на воздушной трубе следует закрыть: таким образом Бубафоня переводится в основной рабочий режим.

Как увеличить КПД пиролизной печи

В основном КПД Бубафони снижается из-за неравномерного нагрева ее корпуса; это приводит к ухудшению эффективности теплообмена прибора с окружающим пространством. Существует довольно простой способ оптимизации процесса с помощью гофрированного металлического листа. Из него изготовляется импровизированная рубашка для корпуса: ее фиксируют поверх баллона сваркой или скрутками.

Благодаря этой модификации восходящие конвекционные потоки получают возможность лучше формироваться. При этом холодный воздух будет поступать снизу ребер, а нагретый -выталкиваться вверх. Для этих же целей применяется обкладка корпуса кирпичом. Воздвигнутые таким образом боковые стены начинают аккумулировать исходящее от печи тепло, равномерно отдавая его в окружающее пространство.

Еще одним популярным вариантом увеличения эффективности пиролизной печи является котел Бубафоня с водяной рубашкой. Чаще всего водяной контур изготовляют из металлической бочки или ящика, заливая в них воду. Поместив внутрь изготовленной конструкции раскаленную Бубафоню, можно добиться нагревания воды и пустить ее внутрь отопительной системы. Таким образом удается обзавестись своеобразным бойлером для обогрева обширного помещения.

Создавая водяную рубашку, необходимо принять все необходимые меры, чтобы сделать ее максимально надежной. Если для этих целей используется ящик, он должен быть качественно проварен, во избежание протечек. Все швы желательно уплотнить термостойким герметиком. Рекомендуемая толщина стального листа для изготовления водяного контура – не менее 3 мм. Сверху ящик лучше всего закрыть крышкой с ручками. Печь Бубафоня длительного горения с водяной рубашкой может дополнительно оснащаться теплообменником, состоящим из тонких трубок.

Существует несколько полезных советов для более качественной и безопасной эксплуатации печи из газового баллона длительного горения:

• Установку прибора в помещении лучше всего проводить на лист металла.
• Пространство вокруг печи необходимо освободить от любых легковоспламеняющихся предметов.
• При розжиге топлива не рекомендуется злоупотреблять горючей жидкостью.
• Корпус изделия довольно сильно раскаляется, поэтому при обслуживании обогревателя необходимо облечься в толстые перчатки.
• Чтобы погасить пламя, закрывается заслонка на воздушной трубе.
• Красить детали Бубафони категорически запрещается.

Печь длительного горения Бубафоня — принцип работы и конструкция / Разное / Публикации / Строим Домик

Вряд ли можно найти в нашей стране человека, незнакомого с баллоном для сжиженного газа емкостью 50 литров. Резервуар, изготовленный из толстостенного металла и рассчитанный на транспортировку и хранение газа под высоким давлением, всегда будоражил фантазию российских изобретателей. Альтернативных применений ему нашлось немало и одно из них – это печь длительного горения, придуманная мастером умельцем из Красноярска.

Печь бубафоня

Возможно это гениальное изобретение не получило бы столь широкого распространения, если бы не интернет. Дело в том, что мастер подробно описал конструкцию печи и выложил ее схему  в сети. Кстати, название устройство получило по нику изобретателя bubafonja.

Итак, бубафоня — устройство печки

Устройство печи предельно простое: у газового баллона отпилена верхняя часть, а в корпус сделана врезка для дымовой трубы. Из верхней (срезанной) части сделана крышка с отверстием по центру, в которое вставляется металлическая труба, предназначенная для подачи воздуха в зону горения. Еще один необходимый элемент в конструкции печи это металлический поршень, создающий статическое давление на топливо и разделяющий внутреннюю часть баллона на две зоны: камеру первичного горения и камеру вторичного горения.

Бубафоня фото схема

Поршень можно смело назвать самым сложным конструктивным элементом печи. Он представляет собой лист металла круглой формы, диаметр которого несколько меньше внутреннего диаметра баллона, что позволяет ему свободно перемещаться внутри резервуара. Через зазор между поршнем и станками баллона поднимается из камеры первичного горения в камеру вторичного горения.

В центре поршня сделано отверстие, диаметр которого должен соответствовать диаметру трубы для подачи воздуха в зону горения.

С внутренней стороны  поршня навариваются вертикальные опорные пластины, обеспечивающие зазор между плоскостью поршня и топливом. Попросту говоря, благодаря этим пластинам металлический круг не может плотно «лечь» на топливо, блокируя подачу кислорода в зону горения.

Бубафоня с водяной рубашкой

Еще один немаловажный момент: специальных отверстий для подачи воздуха в зону горения нет. Необходимое для этого количество воздуха «подсасывается» через неплотности между крышкой печи и неплотности между трубой-воздуховодом и крышкой.

Остается добавить, что сделать печь длительного горения бубафоня можно не только из газового баллона, но также из металлической бочки. Разумеется, при выборе бочки не нужно рассчитывать на длительный срок эксплуатации. Ее металл вряд ли выдержит несколько нагревов.

Как работает бубафоня

Перед использованием печи в ее нижнюю часть укладывается слой топлива. Это могут быть опилки или древесные бруски. Топливо поджигается в верхнем слое, а затем (при наличии устойчивого горения) накрывается поршнем, в центр которого вставляется труба воздуховод. Затем устройство накрывается крышкой, а его владелец наслаждается полученным теплом.

 В зависимости от вида топлива и его количества процесс горения длится от 4 до 12 часов. Для управления работой печи используется задвижка, установленная на воздуховоде. С ее помощью регулируют подачу воздуха в зону горения.

Принцип действия

Единственным источником кислорода для горения топлива является воздух, поступающий по воздуховоду в зону горения.  При этом воздушный поток распределяется по поверхности слоя топлива, где идет процесс горения. Это значит, что топливо сгорает не снизу, как в обычной печи, а горит  только в верхнем слое. Если количество поступающего воздуха достаточно для полного сгорания дров, то они постепенно прогорают,  на освободившееся пространство опускается поршень, а вместе с ним, труба воздуховод.

Процесс продолжается до тех пор, пока топливо не выгорит полностью. В этом случае в работе печи задействована только камера первичного горения. В камере вторичного горения потребности просто нет.

Важным условием работы печи является герметичность нижней части корпуса. Воздух в зону горения должен поступать только сверху по воздуховоду. К слову сказать, газовый баллон с этой задачей отлично справляется.

Бубафоня как газогенераторная печь

При подаче в зону горения топлива недостаточного для полного сгорания дров количества кислорода начинается выработка генераторного газа, поступающего через зазор между поршнем и стенками баллона в камеру вторичного горения. Здесь происходит подсос воздуха через неплотности между крышкой и корпусом, что обеспечивает горение генераторного газа. При этом не исключено, что количество генераторного газа может быть столь большим, что он просто не успеет сгореть полностью и устремится в дымоход или проникнет (через те же зазоры, через которые поступает в камеру вторичного горения необходимый воздух) в помещение, что крайне нежелательно.

Управление процессом горения осуществляется интуитивно. Решение об уменьшении или увеличении подачи воздуха принимается по виду пламени. Более точной информации просто нет.

Руководствуясь здравым смыслом, более целесообразным следует считать режим работы печи, при котором генераторный газ не вырабатывается, а количество кислорода достаточно для устойчивого горения дров в камере первичного сжигания.

Где и как использовать печь бубафоня?

Печь бубафоня может использоваться для обогрева подсобных помещений: мастерских или гаража. Ее горение на одной закладке может продолжаться несколько часов, что вполне достаточно для того, чтобы поработать в гараже в тепле, а затем закрыть помещение и уйти домой.

Для постоянного обогрева печь вряд ли можно использовать. Загрузка топлива в ней осуществляется сверху, а это значит, что всю конструкцию предварительно придется разобрать: снять воздуховод, вынуть поршень и лишь затем, загрузить топливо и вновь разжечь огонь.

Если печь до этого работала, высока вероятность, что все ее элементы горячие, что также создает неудобства для закладки дров.

Еще одно неудобство печи бубафоня состоит в необходимости предварительного розжига топлива при снятой крышке устройства, что неизбежно приведет к забросу дыма в отапливаемое помещение.

Подведем итоги

Печь бубафоня отличный пример использования подручных предметов для устройства простой, но эффективной отопительной печи. Идея печи не нова. Подобная печь длительного горения широко используется в Литве, где с успехом применяют котлы длительного горения Струве.

Основное достоинство печи бубафоня именно в простоте устройства печи: газовый баллон надежен и прочен. Для обогрева гаража достаточно его просто распилить и дополнить поршнем и дымоходом. Любой человек, имеющий болгарку и сварочный аппарат, за 3-4 часа может соорудить такую печь. Было бы желание!

Однако использовать бубафоню в качестве котла отопления без дополнительных усовершенствований вряд ли целесообразно.