V chladnom období vykurovacieho obdobia sa otázka vykurovania miestností stáva aktuálnejšou ako kedykoľvek predtým. A ak sú za to v mestských bytoch spravidla zodpovedné bývanie a komunálne služby, potom sa obyvatelia súkromného sektora musia vysporiadať so všetkými problémami, ktoré vznikajú sami. Pre konvenčné kachle na spaľovanie dreva je potrebné zakúpiť značné množstvo polená, čo si často vyžaduje vážnu daň na vreckách spotrebiteľov. Niektorí navyše potrebujú vykurovať nielen obytné, ale aj pomocné priestory, ako sú garáže alebo skleníky. Preto existuje prirodzená túžba nájsť spôsob čo najúspornejšieho a najefektívnejšieho vykurovania.
Do-it-yourself bubafonya sporák: schéma a kresba
Najprv musíme pochopiť, ako k spaľovaniu dreva vlastne dochádza. Aby sa drevo vznietilo, treba ho najprv zohriať na teplotu asi jeden a pol sto stupňov z vonkajšieho zdroja tepla. Spravidla sa táto úloha vykonáva zapálením papiera alebo drevených triesok zápalkou. Drevo začne pomaly zuhoľnatieť a pri dosiahnutí asi 250 stupňov sa rozkladá na jednoduché chemické zložky. Biely dym, ktorý vidíme pri zapálení ohňa, sú plyny a vodná para uvoľňovaná zohriatym drevom. A tak po prekročení úrovne tristo stupňov sa plynné látky uvoľnené zo stromu vznietia, čo ďalej urýchľuje termochemickú reakciu.
Rozklad organického paliva, ako je drevo, na jednoduché prvky sa nazýva pyrolýza. A všetko by bolo v poriadku, lenže bežné spaľovanie dreva nevyužíva naplno celý potenciál obsiahnutý v nosiči energie. Zostáva veľa odpadu, čo v konečnom dôsledku neprispieva k úsporám.
Pyrolýzne pece, ktorých jednu z možností zvážime v tomto článku, využívajú palivo oveľa efektívnejšie. Hlavným tajomstvom je, že spaľovanie plynov uvoľnených pri zahrievaní dreva prebieha oddelene od samotného nosiča energie. V tomto prípade primárne palivo pomaly tlie, čo umožňuje oveľa dlhší prevádzkový čas na jednom stohu polená. V kachliach typu „bubafonya“ a iných pyrolýznych vykurovacích zariadeniach všetko vyhorí takmer na 100% a zanechá za sebou len malé množstvo popola.
Ako dochádza k horeniu
História vzniku pyrolýznej pece Bubafonya
„Bubafonya“ prvýkrát zostavil ľudový remeselník menom Afanasy Bubyakin, ktorý žil v Kolyme. V skutočnosti bol pomenovaný na jeho počesť. Majster vzal ako základ svojho produktu pyrolýzny kotol Stropuva vyrobený v Litve. Afanasy čo najviac zjednodušil dizajn, aby sa dal ľahko opakovať nezávisle. Preto je domáca pyrolýzna pec „Bubafonya“ známa svojou pomerne vysokou popularitou.
Okamžite treba poznamenať, že keďže domáce vykurovacie zariadenie je vyrobené z ľahko dostupných materiálov, zriedkavo má atraktívny a estetický vzhľad. Hlavnou výhodou „bubafoni“ je jeho jednoduchosť, spoľahlivosť a efektívnosť.
Nižšie vidíte príklad domáceho sporáka navrhnutého Afanasy Bubyakinom, vyrobeného zo starého plynového valca.
Vnútorná konštrukcia kachlí s dlhým spaľovaním "Bubafonya"
- Hlavným prvkom dizajnu „bubafoni“ je jeho telo. Spravidla má valcový tvar: valec, veľký hasiaci prístroj, sud alebo hrubá rúrka so zvareným dnom.
- Komín na odstraňovanie odpadových produktov spaľovania. Vyrába sa vo väčšine prípadov z kovovej rúry s priemerom 11-25 centimetrov, privarenej k hornej časti tela.
- Piest podávača. Je to kovový kruh s rebrami privarenými na dne, v strede ktorého je upevnená vzduchová trubica. Rebrá umožňujú vytvoriť dodatočnú vzduchovú medzeru medzi piestom a polenami, čo má pozitívny vplyv na proces tlenia a aktivitu uvoľňovania pyrolýznych plynov.
- Regulačný ventil, ktorý umožňuje ovládať prívod okysličovadla vo vnútri pece.
- Kryt s otvorom pre vzduchové potrubie. Spolu s piestom tvorí sekundárnu spaľovaciu komoru, v ktorej dochádza k vznieteniu pyrolýznych plynov.
Výhody a nevýhody pyrolýznej pece
V prvom rade je potrebné poznamenať pozitívne vlastnosti tohto vykurovacieho zariadenia:
- "Bubafonya" má veľmi jednoduchý dizajn. Každý, kto vlastní zvárací stroj a základné zručnosti pri práci s kovom, môže ľahko a jednoducho vyrobiť kachle vlastnými rukami.
- Pyrolýzny sporák Bubafonya nie je z hľadiska výberu nosiča energie na tuhé palivo vôbec náročný. Správne bude horieť na dreve, uhlí, pilinách, drevnej štiepke a inom odpade z výroby dreva. Okrem toho môže byť naložený peletami - lacným a ekologickým granulovaným palivom.
- Pracovný čas. Po jednom naložení dreva môže pyrolýzna pec pracovať nepretržite a ohrievať vzduch v miestnosti až 24 hodín. Tento indikátor sa však môže výrazne líšiť v závislosti od objemu komory, rýchlosti prívodu oxidačného činidla a ďalších parametrov.
Za všetko však musíte platiť, a preto jednoduchosť vnútornej štruktúry kachlí Bubafonya vedie k niektorým nevýhodám:
- "Bubafonya" nemá vysoké ukazovatele účinnosti. Je to spôsobené nerovnomerným ohrevom telesa valca (hlavne) a nižším prenosom tepla. Pyrolýzne pece zložitejších a pokročilejších konštrukcií sa zase môžu pochváliť výbornými ukazovateľmi účinnosti, dosahujúcimi takmer hodnotu 90 %.
- „Bubafonya“ je dosť nepohodlné čistiť od zvyškov spaľovania: popol a popol sa musia odstraňovať cez vrch. Tento domáci ohrievač sa však dá vylepšiť privarením dvierok v spodnej časti, čo uľahčuje vyhrabanie všetkého prebytku zo spodnej časti rúry.
- Estetická nepríťažlivosť. Dizajn má dosť drsný vzhľad a je nepravdepodobné, že zdobí interiér miestnosti, v ktorej bude inštalovaný.
Výroba sporáka sami
Celý proces vytvárania domáceho pyrolýzneho kotla „Bubafonya“ možno rozdeliť do piatich hlavných etáp:
- Príprava miestnosti, materiálov a nástrojov na prácu
- Inštalácia a montáž konštrukcie
- Inštalácia komína
- Položenie základov pre pyrolýznu pec
Pozrime sa na každú z nich podrobnejšie.
Výkres pyrolýznej pece Bubafonya. Výpočet základných proporcií.
Základným podielom v procese konštrukcie domácej pyrolýznej pece z plynovej fľaše je matematický pomer vnútorného priemeru krytu k jeho výške. Na výkrese je priemer označený písmenom D a výška písmenom H. Pomer H k D by mal byť v rozmedzí od troch do piatich ku jednej. Samotný priemer za optimálnych podmienok bude asi 30-80 centimetrov. Nemali by ste si vyberať puzdro pre kachle menšie ako 30 centimetrov, pretože okysličovadlo prejde spaľovacou komorou príliš rýchlo bez toho, aby úplne reagovalo s palivom. To výrazne zníži účinnosť zariadenia. Priemer viac ako 80 centimetrov je nežiaduci z iného dôvodu: v takom kotle drevo na okraji horí veľmi pomaly av strede - rýchlejšie. Keď palivo vyhorí, vytvorí sa otvor, do ktorého spadne piest, čo povedie k zániku „bubafoni“.
hrúbka stenyΔ je druhá najdôležitejšia vypočítaná hodnota. Pre optimálny prenos tepla je ideálne 4-5 mm oceľové puzdro. Menšia hrúbka steny výrazne zníži životnosť ohrievača a dobu jeho prevádzky na jedno naplnenie.
Rozmery prítlačnej dosky piestu:
Medzera s medzi piestom a vnútorným povrchom puzdra je optimálne vypočítané na 0,05*D. V súlade s tým sa priemer samotnej palacinky vypočíta pomocou vzorca d = D-2 * H
Výška lisovacích rebier vyrobených z kovových profilov sa považuje za ťažšiu. Tu je vzťah medzi hodnotami parametrov nelineárny. Empiricky pre priemery telesa pece od 60 do 80 centimetrov berieme toto číslo rovné 0,1*D. Pre menšie „bubafoni“ používame proporcionálnu rovnicu, berúc do úvahy, že keď D 0 = 30 cm h 0 = 4 cm.
Príklad výpočtu pomerom. Vnútorný priemer valca je 40 cm Požadovanú výšku žľabov vypočítame nasledovne: h=D*h 0 /D 0 =4*40/30=5,3 cm
Hrúbka palacinkyσ. Tento parameter je nepriamo úmerný vnútornému priemeru „bubafoni“ D. Je potrebné, aby piest tlačil na vrstvu paliva optimálnou silou. Pri nízkom tlaku sa zníži koeficient spätného prefúknutia pece a hrozí nebezpečenstvo vznietenia kotla s následným únikom dymu cez vzduchové potrubie. Príliš ťažký piest zase nenechá dostatok vzduchu na to, aby palivové drevo tlelo a „bubafonya“ zhasne.
Túto hodnotu je možné zistiť pomocou tabuľky nižšie. Na dodržanie tohto parametra nie sú kladené žiadne špeciálne požiadavky, stačí ho aspoň približne dodržať.
| D | σ |
|---|---|
| 30 cm | od 6 do 10 mm |
| 40 cm | od 6 do 8 mm |
| 60 cm | od 4 do 6 mm |
| 80 cm | od 2,5 do 4 mm |
Výpočet minimálnej požadovanej plochy komína. Najmenšia prípustná hodnota plochy potrubia S sa vypočíta na základe maximálneho uvoľnenia energie paliva za hodinu. S(cm2)=1,75*E(kW/hod). V tomto prípade E=m*q kde m je hmotnosť naloženého paliva, ktorú možno zistiť vynásobením maximálneho objemu nákladu V=H f *(π*D 2 /4) jeho hustotou (zistíme z tabuľky nižšie). Koeficient q je zasa merná energia spaľovania jednotky objemu paliva za hodinu (tiež berieme z referenčnej tabuľky).
Výpočet priemeru nasávaného vzduchu
Príprava miestnosti, materiálov a nástrojov na prácu
Keďže montáž „bubafoni“ vyžaduje použitie zváracieho stroja, nie každá miestnosť je vhodná pre našu prácu. Určite potrebujete kvalitné vetranie, neprerušovaný prívod elektriny a spoľahlivé vedenie (zváracie práce môžu spôsobiť preťaženie okruhu). Okrem toho môže inštalácia trvať viac ako jeden deň, takže miestnosť musí byť chránená pred zrážkami a musí byť dostatočne priestranná. Dobrá zvuková izolácia pracoviska je tiež dôležitá, pretože hluk z brúsky, zvárania a iných nástrojov pravdepodobne nepoteší vašich susedov.
Po výbere vhodného miesta na inštaláciu začneme pripravovať materiály.
- Základom pre pyrolýznu pec bude starý plynový valec. Namiesto toho môžete použiť aj veľký (asi 200 litrový) oceľový alebo liatinový sud so silnými stenami bez stôp korózie, veľký použitý hasiaci prístroj, alebo aj kovovú rúrku s privareným dnom z oceľového kruhu.
- Ďalej budeme potrebovať polotovary pre podporné „nohy“. V zásade sa môžete pokúsiť urobiť bez nich, ale „bubafonya“ na nohách bude oveľa stabilnejšia, je ťažšie ju náhodne prevrátiť nepríjemným pohybom. Podpery môžu byť vyrobené z kovových profilov, výstuže a dokonca aj častí oceľových rúrok.
| Rôzne možnosti pre domáce nohy kachlí | ||
|---|---|---|
|
|
|
- Zo zvyškov armatúr vieme vytvoriť aj „rúčky“ na pohodlnejšie prenášanie domáceho sporáka. Tiež nebudú zbytočné na veku „bubafoni“: výrazne to zjednoduší proces nakladania palivového dreva a čistenia kotla od popola.
Pomocné materiály na vytvorenie „bubafoni“ budú:
- Oceľový plech na výrobu piestu;
- Dve kovové rúry pre komín a vzduchové potrubie. Optimálny priemer potrubia prívodu vzduchu je asi 85-100 mm a jeho dĺžka by mala byť približne o 150 mm väčšia ako výška valca. Komín bude vyžadovať širšiu rúru s priemerom asi 150 mm. Pokiaľ ide o jeho dĺžku, musí sa rovnať aspoň prierezu valca;
- Kovový profil (kanál);
- Drvený kameň, betón a žiaruvzdorné tehly na výrobu základov;
Zoznam potrebných nástrojov bude malý. Budeme používať:
- kladivo;
- Zverák;
- Lopata;
- Mastercom;
- Prenosný elektrický zvárací stroj so sadou elektród;
- Brúska na rezanie dielov;
- Zvinovací meter, ceruzka, olovnica a úroveň;
Inštalácia a montáž konštrukcie. Inštalácia komína.
- Najprv urobíme úhľadný rez v hornej časti balóna. Výsledný uzáver nám neskôr poslúži ako veko na pec.
- Domáce nohy pripevňujeme k spodnej časti valca pomocou elektrického zvárania. Správnosť ich inštalácie je možné skontrolovať pomocou úrovne alebo olovnice.
- Výroba piestu bubafoni prebieha v troch etapách:
- Najprv si z ocele vyrežeme kruh. Jeho priečne rozmery by mali byť približne o 3,5 až 4,5 cm menšie ako vnútorný priemer plynového valca, aby sa zabezpečil voľný výstup vznikajúcich pyrolýznych plynov do sekundárnej komory. V strednej časti kruhu urobíme ďalší otvor, aby sa koniec vzduchového potrubia dal tesne zasunúť.
- Kruh a kovovú rúrku spolu zvaríme.
- Kanálové odrezky pripevníme k základni polotovaru piestu zváraním.
Hotový produkt bude vyzerať asi takto:
- Konštruujeme kryt pece. V strede odrezanej hornej časti starého plynového valca urobíme značky pre otvor. Musí to byť urobené tak, aby sa v ňom vzduchové potrubie s pripojeným prívodným piestom mohlo voľne pohybovať. Pomocou značiek urobíme potrebný výrez. Na boky improvizovaného veka zvaríme rukoväte z kusov výstuže ohnutých zverákom a kladivom.
V hornej časti improvizovanej pyrolýznej pece inštalujeme komín. Pomocou brúsky vyrežeme úhľadný otvor podľa rozmerov polotovaru rúry a spojíme ho zváraním.
Video: Ako vyrezať rovný otvor pre komín pomocou brúsky.
Na zabezpečenie lepšieho ťahu by mal komín pozostávať z dvoch „kolená“ spojených v pravom uhle. Aby sme to dosiahli, na koncoch vodorovnej rúrky vychádzajúcej z valca a ďalšieho segmentu rovnakého priemeru urobíme pomocou brúsky rovnomerné rezy pod uhlom 45 stupňov a zvaríme rúrky k sebe.
Okrem toho je veľmi žiaduce poskytnúť ochranu komína vo forme špeciálneho reflexného uzáveru. Tým sa zabráni prenikaniu vlhkosti a zrážok dovnútra pece s následným hasením.
V tomto bode možno hlavnú časť inštalačných prác považovať za dokončenú. Rúra je teraz úplne pripravená na použitie. Môžeme len, ak je to potrebné, vybaviť špeciálny základ a začať s priamou prevádzkou.
Položenie základov pre pyrolýznu pec
Práce na usporiadaní základov pre „bubafoni“ budú prebiehať v troch etapách:
- Najprv musíme vykopať štvorcový otvor s rozmermi približne jeden a pol krát jeden a pol metra. Optimálna hĺbka základu bude približne 20-30 centimetrov.
- Vnútri nasypeme drvený kameň a na vrch naplníme betónovou maltou. Vyrovnajte povrch pomocou stierky. Po zaschnutí skontrolujeme kvalitu výslednej roviny nivelákom a v prípade potreby ďalej korigujeme.
- Keď je betón úplne suchý, položíme na základňu niekoľko radov žiaruvzdorných tehál. Spravidla budú stačiť dve alebo tri tehlové vrstvy.
Zapálenie sporáka Bubafonya
Vytiahneme podávací piest s privareným vzduchovým potrubím zvnútra, po odstránení uzáveru z valca.
Dovnútra vložíme drevené polená. Musia byť umiestnené vodorovne blízko seba. Zvislé uloženie palivového dreva môže mať dosť nepríjemné následky, ak nedohorené poleno stojace na jeho okraji prekáža v pohybe piestu. To povedie k tomu, že v primárnej komore namiesto tlenia vypukne plnohodnotný požiar. Tým sa naruší správny prevádzkový režim kachlí, drevo bude horieť rýchlejšie a k tomu všetkému sa môže začať dymiť vzduchovodom. Nad umiestnením komína nie je možné umiestniť polená.
Posypte štiepky pilinami alebo malými konármi na vrch hromady dreva. Namočte kúsok starej látky do podpaľovacej kvapaliny (skvelý je aj petrolej) a položte na vrstvu drevených štiepok. Alternatívou handry je papier.
Piestom stlačíme náplň a nasadíme späť veko rúry.
Drevo zapálime tak, že cez vzduchový kanál hodíme dovnútra kus zapálenej handry alebo papiera. Zápalka na zapálenie „bubafoni“ nie je vhodná, pretože stihne zhasnúť skôr, ako spadne.
Po 15-25 minútach, po dobrom zapálení náplne, je potrebné uzavrieť ventil na vzduchovom potrubí. To obmedzí prívod vzduchu do primárnej spaľovacej komory a spôsobí, že polená začnú tlieť, pričom sa uvoľnia pyrolýzne plyny. Takto sa „bubafonya“ prepne do svojho hlavného prevádzkového režimu.
Video návod. Zapálenie sporáka Bubafonya
Hlavným problémom ovplyvňujúcim ukazovatele účinnosti Bubafoni je nerovnomerné zahrievanie jeho tela a v dôsledku toho zhoršenie procesu výmeny tepla s prostredím. Čiastočne sa to dá vyriešiť pomocou celkom jednoduchej úpravy dizajnu.
Na vykonanie úpravy budeme potrebovať vlnitý plech z kovového profilu. Je potrebné z neho vyrobiť akýsi „plášť“ pre kachle, ktorý ho pevne pripevníte na povrch valca zváraním alebo iným prístupným spôsobom. Takéto zlepšenie prispeje k vytvoreniu vzostupných konvekčných prúdov vzduchu: studený vzduch sa nasáva zospodu rebier a horúci vzduch sa uvoľňuje zhora. Okrem toho môžete celú konštrukciu dodatočne obložiť tehlou. Tento krok umožní stenám okolo kachlí akumulovať teplo, ktoré vydáva, čím sa miestnosť vyhrieva rovnomernejšie a dlhšie.
Video návod. Vyrobte si domácu pyrolýznu pec „bubafonya“ sami
Vysoká cena plynu a elektriny nás núti hľadať alternatívne možnosti vykurovania. Tradičné ruské kachle na tuhé palivá nie sú najlepším riešením pre ich obžerstvo. Pozornosť sa venuje vývoju, ktorý môže fungovať s malým množstvom najlacnejšieho paliva s vysokým prenosom tepla.
Prečo sú kachle s dlhým horením také ekonomické?
Medzi vykurovacie zariadenia tohto druhu patrí pec s dlhým spaľovaním. Palivo v nich v skutočnosti nehorí, ale tleje, po pridaní porcie sa môžete bez pridania zohrievať približne 18 hodín. Nevyžadujú sa žiadne automatické podávače. Palivo sa spotrebuje v minimálnom množstve a je to široká škála palív, vrátane odpadového paliva, ako sú drevené štiepky a piliny. Zariadenia sú však schopné prevádzky aj na dreve a uhlí s dobrým prenosom tepla, pričom spotrebujú niekoľkonásobne menej.
Továrenské kachle, nazývané hrnčekové kachle, rýchlo spália palivo, vykúria miestnosť v krátkom čase, ale aj rýchlo vychladnú. Aby ste udržali teplo v miestnosti, musíte neustále pridávať palivo, čo nie je vždy výhodné a spotrebuje veľa. Predávajú sa výrobky, pri ktorých je proces spaľovania oneskorený na dlhšiu dobu. Ich cena je však dosť významná, nie sú bez nevýhod: nízka účinnosť, je potrebné často manuálne pridávať palivo.
Dôvod nízkej účinnosti spočíva v priamom prístupe kyslíka a voľnom uvoľňovaní produktov spaľovania. Existujú aj ďalšie problémy so spaľovaním:
- 1. K horeniu dochádza rýchlo, je ťažké kontrolovať proces. V ohnisku dochádza k silnému zvýšeniu teploty a kov časom vyhorí.
- 2. Palivo úplne nezhorí, najmä domáci odpad a drobný odpad. V miestnosti je cítiť dym a horúci kov.
- 3. Do piecky musíte každú hodinu dolievať palivo, inak zhasne a rýchlo vychladne.
Sporák s dlhým spaľovaním nemá tieto nevýhody, takže jeho účinnosť je oveľa vyššia.
Ako fungujú dlho horiace kachle?
Bolo vyvinutých veľa návrhov pecí s dlhým spaľovaním, ale všetky pracujú na rovnakom princípe. Teplo sa nezískava otvoreným spaľovaním, ale v dôsledku pyrolýzy. Pri vystavení vysokým teplotám sa uvoľňuje palivo a horľavé plyny. Zapaľujú sa a horia, pričom uvoľňujú veľa tepla. Proces pomalého spaľovania nastáva reguláciou prívodu kyslíka. Keď sa palivo rozhorí, vypnite prívod vzduchu na minimum.
Týmto spôsobom nie je možné použiť obyčajný ruský sporák, takýto pokus bude mať s najväčšou pravdepodobnosťou katastrofálne následky. Do miestnosti sa môžu dostať plyny, ktoré ohrozujú ľudí. Kachle s dlhým spaľovacím procesom sú vybavené utesnenými dvierkami, klapkami a nastavovacími zariadeniami, ktoré zabraňujú vniknutiu plynu do miestnosti. Vykurovacie zariadenia tohto druhu si zaslúžia pozornosť z mnohých dôvodov:
- môže pracovať na jednej záložke bez dozoru 10–20 hodín;
- nízka hmotnosť, môže byť inštalovaná bez základu;
- je vhodný akýkoľvek druh paliva, úplne horí, účinnosť je až 90%;
- môže byť použitý príležitostne, čo je dôležité pre letné sídlo;
- žiadne cudzie pachy alebo dym;
- schopnosť zostaviť si ho sami z lacných materiálov.
Medzi nesporné výhody patrí aj nízka cena, pretože je potrebné malé množstvo materiálu. Ak to urobíte sami , Použitie kovového suda alebo plynovej fľaše bude ešte lacnejšie.
Oblasť použitia - od garáže až po dom
Ako môžem použiť dlho horiace kachle? Výber možnosti dizajnu závisí od zamýšľaných úloh. Ak je jednotka potrebná pre dom alebo chatu, je lepšie použiť kachle s vodným plášťom. Kombinujú klasické kachlové kúrenie a ohrev vody. Voda prenáša tepelnú energiu do celého systému a vyhrieva miestnosť. Zároveň sa teleso pece zahrieva, čím sa zvyšuje účinnosť prenosu tepla.
Môže byť použitý v garáži, kúpeli alebo doma
V dlho horiacom kotle sa voda po zastavení spaľovacieho procesu rýchlo ochladí a batérie vychladnú. Rúra sa však ochladzuje pomalšie a stále vydáva teplo postupne. Pre letnú rezidenciu je vhodnejšia pec kombinovaná s. Jeho súčasťou je špirála, v ktorej sa ohrieva voda. Niekedy sa inštaluje priamo do ohniska, čo nie je bezpečné. Vysoká teplota vznikajúca pri spaľovaní plynov môže spôsobiť varenie vody a zničenie cievky.
Do komínového digestora je lepšie inštalovať špirálu na ohrev vody. Toto riešenie je vhodné na vykurovanie letného domu, čím sa zvyšuje prenos tepla. Konštrukcia jednotky sa vyberá s ohľadom na plochu miestnosti. Pre malý kúpeľný dom, garáž alebo skleník môžete použiť kachle bez vodného okruhu. Pec na ohrev vzduchu v kúpeľnom dome je vhodná, pretože vám umožňuje nastaviť intenzitu spaľovania. Dobre zahreje malú miestnosť, čo je dobré pre kúpeľný dom, ale nie je vhodné pre dom s trvalým pobytom.
Začnime vyrábať - to, čo potrebujete
Ak chcete vyrobiť domáci sporák, musíte si vybrať vhodné miesto. Musí to byť miestnosť s pripojenou elektrinou a dostatočnou plochou. Teraz o materiáloch. Jednoduchšie je použiť 200 litrový oceľový sud na sporák s dlhou dobou horenia. Objem však nemá zásadný význam, prenos tepla zariadenia bude jednoducho závisieť od neho. Používajú plynové fľaše a dokonca aj hasiace prístroje.
Ale opäť objem obrobku: z 27-litrového valca si môžete vyrobiť kachle na vykurovanie kúpeľného domu, z menšieho alebo hasiaceho prístroja - pre malú miestnosť. Na hrúbke kovu záleží: čím je hrubší, tým dlhšie kachle vydržia. Ak nie je nič vhodné, použijeme hrubostennú rúru alebo oceľové plechy. Kov musí byť bez poškodenia a hrdze. Ďalšie materiály, ktoré budete potrebovať:
- materiál na nohy, ak má rúra okrúhly tvar (rúrky, uholníky, tvarovky);
- oceľový plech hrúbky 5 mm podľa rozmerov čelnej strany výrobku;
- utesnené dvere alebo materiál na to;
- Rúrka 100 mm je o 15 cm dlhšia ako zariadenie;
- 5 m potrubia 150 mm na odvod dymu.
Potrebné sú meracie prístroje: zvinovací meter, olovnica, vodováha, ako aj kladivo, palička, stierka.
Návrh pece - podrobná analýza vlastností
Pred začatím výroby sa najprv zoznámime s vlastnosťami zariadenia a jeho obsluhou. Kresby pre kachle zostavujeme na základe materiálov, ktoré plánujeme použiť. Najvhodnejším základným materiálom je oceľová rúra s priemerom 400 mm alebo rovnaká liatina. Steny by mali byť hrubšie, najlepšie 5 mm, vtedy kachle dlho vydržia, najmä liatinové. Tenký kov netrvá dlho, steny rýchlo vyhoria.
Liatina je vhodnejšia ako materiál pre kachle, ale je ťažšie pracovať s ňou ako s oceľou. Sú potrebné špeciálne elektródy a určité zváracie zručnosti.
Na obrázku je znázornená prevádzka pece na dlhodobé spaľovanie.
Zariadenie sa skladá z troch častí. V spodnej zóne je tuhé palivo, ktoré pomaly tlie. Hore je zóna spaľovania plynu a odstraňovania dymu. Medzi nimi je nakladacia zóna, ktorá sa s vyhorením paliva postupne zmenšuje.
Pre akúkoľvek schému je potrebný regulátor vzduchu, ktorý určuje trvanie spaľovania. Jedná sa o oceľový kotúč s hrúbkou 5 mm. V strede je privarené potrubie, ktorým vzduch vstupuje do komory. Ako palivo na denné uloženie dohorí, disk postupne klesá. Pre bezproblémový posuv je vyrobený o niečo menší ako vnútorné rozmery spaľovacej komory. V spodnej časti rozvádzača je obežné koleso vysoké 5 cm, väčšie rozmery urýchľujú proces spaľovania, čo je nežiaduce.
Potrubie na prívod kyslíka s priemerom 100 mm pre výrobok vyrobený z valca a 60 mm pre valec alebo z potrubia. Otvory v rozdeľovači sú 90 alebo 50 mm, inak sa do spaľovacej komory dostane veľa kyslíka a palivo bude horieť rýchlejšie. V hornej časti prívodného potrubia je nainštalovaná klapka na reguláciu ťahu. K dispozícii sú dve možnosti: rúra vyhrievaná vzduchom a kotol, ktorý ohrieva vzduch a zároveň vodu na ohrev miestnosti. Voda sa ohrieva v špirále a prúdi do radiátorov. Nižšie uvedený diagram zobrazuje takýto dizajn.
Zhromažďujeme to sami - postupnosť akcií
Najvýhodnejšie je použiť sud alebo plynovú fľašu. Opatrne z nich odrežeme vrch – materiál sa nám bude hodiť neskôr. Najprv odskrutkujeme ventil vo fľaši, vypustíme zvyšný plyn a necháme niekoľko dní, kým zápach plynu neprestane. V tele sme vyrezali miesto na pripevnenie utesnených dvierok, cez ktoré sa odstraňuje popol. Z 5mm kovu sme vystrihli kruh, priemer je o niečo menší ako vnútorná časť.
V strede zvaríme potrubie na prívod kyslíka. V spodnej polohe by mala vyčnievať 15 cm nad povrch vykurovacieho zariadenia Zospodu privaríme 6 lopatiek vysokých 5 cm pod určitým uhlom. Pri modeli na báze plynového valca používame hornú časť tela, kde sme vyrezali miesto pre potrubie a na tieto účely používame veko v sude. Potrubie prívodu vzduchu sa musí voľne pohybovať hore a dole. Nohy privaríme k spodnej časti tela kvôli stabilite. Na boku hornej časti vyrežeme okrúhly otvor a pripevníme 150 mm rúrku na odvod dymu.
Je ťažšie vyrobiť jednotku z plechu. Vyžaduje sa presnosť výpočtov a označovania všetkých častí, rezania a zvárania. Vyrobiť si doma zariadenie okrúhleho tvaru bez špeciálnych valčekov na ohýbanie kovu je takmer nemožné, samozrejme, pokiaľ sa nepoužije tenký plech, čo je iracionálne. Ak nie je možné plechy zvlniť, riešením by bolo vyrobiť obdĺžnikovú rúru. Možná možnosť je znázornená na výkrese.
Vzhľadom sa podobá na ten známy, no v dizajne boli urobené zmeny pre zvýšenie účinnosti. Hlavné zmeny sa týkajú dúchadla. Je vyrobený z 80 mm rúry ako písmeno L, ale pre jednoduchosť môže byť vyrobený rovný. Na závitovej rúre vyvŕtame otvory s priemerom 6–8 mm. Na závit namontujeme záslepku, otáčajúc ju pozdĺž závitu, aby sme regulovali spaľovanie s veľkou presnosťou.
Správny prísun kyslíka určujeme podľa horúceho miesta na komíne – najskôr by mal byť od kachlí ďalej a časom sa k nemu postupne posúva.
Kachle sa počas prevádzky zahrievajú, takže sa používajú nielen ako vykurovacie zariadenie, ale aj ako sporák. Na vonkajších stranách inštalujeme clonu vo vzdialenosti 50 mm od stien. Nie je potrebné zvárať rebrá - jednotka efektívne pracuje s horúcim interiérom. Clona slúži na ochranu miestnosti pred infračervenými lúčmi a zabraňuje prehrievaniu miestnosti. Odráža aspoň polovicu z nich, pričom udržuje optimálnu teplotu vo vykurovacom zariadení.
Okruh ohrevu vody - možnosť vykurovania domu
Kachle možno ľahko premeniť na pomaly horiaci kotol na ohrev vody. Namiesto zásteny inštalujeme kovový ohrievač vody v tvare U, ktorý bude odrážať aj IR lúče. Inštalujeme ho v rovnakej vzdialenosti ako obrazovka. Inštalácia príliš chladí pec, čím sa znižuje jej účinnosť. Kachle, ako na obrázku, produkujú 15 kW, takže dokážu vyhriať 25 m2 priestoru. Ak nie je potrebný ohrev vody, môžete použiť ohrievač vody pre domáce potreby.
Úmysel vyrobiť kotlíkový sporák s dlhou dobou horenia na ohrev väčšej plochy je márny. Zväčšenie veľkosti povedie k zhoršeniu ukazovateľov kvality. Vo veľkom ohnisku je pomalá cirkulácia, nedostatočná emisia plynu a miestnosť sa dobre nevyhrieva. Ak ohnisko naplníte drevom až po vrch, jednoducho nezostane miesto na vytvorenie konvekčného víru. Záver je jasný: veľkosť hrnca určuje vlastnosti pyrolýzneho plynu.
Napriek tomu bol vyvinutý výkonnejší kotol s dlhým spaľovaním na ohrev vody. Je ťažké replikovať priemyselné vzory, ale dizajn zobrazený na výkrese je možné zostaviť doma.
Osobitnú pozornosť si zasluhuje jednotka B s teleskopickou tyčou na reguláciu prietoku kyslíka. Jednotka vyvinie výkon 35 kW pri prevádzke na uhlie a pelety, spaľovanie trvá 12 hodín. Palivové drevo je menej účinné, vyhorí za 8 hodín.
Kachle na piliny - nič zložité a cenovo dostupné
Takéto zariadenie beží na najlacnejšie palivo, ktoré dobre spaľuje a produkuje veľa tepelnej energie. Piliny sa často jednoducho vyhodia alebo predávajú za nominálnu cenu. Ale môžu horieť iba v špeciálnych zariadeniach, v iných typoch kachlí, ak horia, je to zlé. Konštrukčné vlastnosti poskytujú možnosť silného zhutnenia drevnej buničiny tak, aby medzi jej časticami nezostal vzduch. V tomto stave nebudú rýchlo horieť, ale budú tlieť a vydávajú teplo dostatočné na vykúrenie jednej alebo dvoch miestností.
Inštalácia je zostavená podľa rovnakého princípu ako ostatné s vertikálnym zaťažením. Je lepšie použiť kovové výrobky valcového tvaru, ale ak to nie je možné, môžete ich vyrobiť v obdĺžnikovom tvare. Na rozdiel od kotlíkovej pece, kde sa palivové drevo nakladá zboku, zabezpečujeme nakladanie pilín zhora. Tento sa od ostatných modelov líši prítomnosťou kónického potrubia. Vkladá sa do stredu regulátora vzduchu - kruh s otvorom vo vnútri rúry. Dizajn je znázornený na výkrese.
Nasypte piliny dovnútra a utlačte ich čo najtesnejšie, aby ste predĺžili proces horenia. Odstránime potrubie - je to jednoduché kvôli jeho kužeľovému tvaru. Otvor vytvorený na jeho mieste bude slúžiť ako komín a na prísun kyslíka na podporu tlenia pilín. Zapálili sme piliny zo strany prieduchu a proces sa začal. Je dôležité správne nastaviť komín: nadmerný ťah vytiahne teplo na ulicu a ak je spaľovanie slabé, do miestnosti prenikne dym.
K horeniu dochádza hlavne v centrálnej časti spaľovacej komory, steny sa zohrievajú slabo. Ak položíte dlhý komín okolo miestnosti, účinnosť zariadenia sa zvýši. Toto je dobrá voľba pre skleníky.
Inštalácia vykurovacieho zariadenia - dôležité pravidlá
Aby inštalácia fungovala bezpečne, je potrebné dodržiavať určité pravidlá:
- V rozcvičovacej vzdialenosti je zakázané umiestňovať horľavé a horľavé predmety;
- komín robíme demontovateľný na čistenie;
- Pred použitím vykonáme test na výber optimálneho režimu.
Pre komín používame potrubie s priemerom 150 mm a dĺžkou 5 m. Pri menšom priereze sa dym nebude dobre odvádzať, pri väčšom priereze sa objaví nadmerný ťah. Na komín inštalujeme nastaviteľnú klapku. Nahromadený kondenzát sa musí pravidelne odstraňovať. Ak komín nie je demontovateľný, sú v ňom vyrobené dvierka na čistenie. Nadmernej tvorbe kondenzátu možno predísť konštrukciou komína na sendvičovom princípe. Medzi dve rúry rôznych priemerov umiestnime vrstvu sklenej vlny na izoláciu. Hornú časť komínovej rúry zakryjeme deflektorom, aby dnu nefúkal dážď, sneh a vietor.
V dome, kde sú deti, obložíme kachle tehlami. Murivo okolo hrá úlohu ochrannej clony, aby sa pri náhodnom dotyku nepopálilo a chráni predmety a steny pred prehriatím. Slúži aj ako dobrý akumulátor tepla. Tehla akumuluje teplo a uvoľňuje ho oveľa pomalšie ako železné teleso. Usporiadame základ, ak je podlaha pod sporákom vyrobená z horľavých materiálov. Nie je potrebné ho príliš prehlbovať, hmotnosť vykurovacieho zariadenia je nízka.
Vertikálna pec s dlhou životnosťou sa zahrieva pri dodržaní nasledujúcich pravidiel. Odstráňte kryt a vyberte nastavovacie zariadenie - rúrku s tlakovým kruhom. Ohnisko naložíme palivom, maximálna výška je po dno komínového otvoru. Akékoľvek palivo sa snažíme baliť čo najhustejšie. Na vrch položte do stredu malé suché konáre, potom papier alebo handričku navlhčenú petrolejom. Nainštalujeme svorku, veko a do potrubia hodíme horiaci papier alebo handru. Je nepravdepodobné, že sa vám ho podarí zapáliť zápalkou - zhasne za behu. Keď palivo dobre horí, zatvorte vzduchovú klapku - práca pokračuje v režime tlmenia.
Domáce konštrukcie používajú takmer akékoľvek tuhé palivo: drevo, uhlie, odpadky, pelety. Stále je však potrebné vziať do úvahy vlastnosti každého modelu, aby ste si vybrali najefektívnejšie palivo. Ako už bolo spomenuté, vertikálne kachle s kužeľovou rúrou dokážu efektívne pracovať na pilinách. Vertikálne umiestnené zariadenia fungujú dobre s drevom, uhlím a briketami. Produkty dlhodobého horenia s horizontálnym ohniskom sú určené na použitie palivového dreva a drevnej štiepky. Pelety sa používajú najmä v priemyselných zariadeniach, kde sa palivo dodáva automaticky, ale môžu spaľovať aj v domácich zariadeniach.
V horizontálnych peciach je možné zvýšiť prenos tepla použitím spaľovacieho prepážkového zariadenia. Z hrubého plechu sme vyrezali prírez so šírkou podľa vnútorných rozmerov a dĺžkou - ⅔ dĺžky spaľovacej komory. Inštalujeme ho hore pod komínové potrubie. Takéto jednoduché zariadenie spomaľuje prúdenie plynu a navyše akumuluje teplo.
Ďalším zariadením na plné využitie efektu dlhého horenia je injektor. Ide o jednu alebo dve rúry s otvormi vedúcimi do ohniska. V stenách vykurovacieho zariadenia vyrežeme otvory podľa ich priemeru a zvaríme vstrekovač. Nachádza sa vo výške stredu komínového potrubia, ale pred ohniskom. Injektor slúži na napájanie spaľovacieho procesu vzduchom, horná stena sa lepšie zohrieva. Keď zariadenie prejde do tlejúceho procesu, nefunguje.
Hovorili sme len o niekoľkých. Dúfame, že pomocou získaných informácií budete môcť samostatne vytvoriť jednoduché a spoľahlivé zariadenie, ktoré nevyžaduje neustálu údržbu.
Pre pohodlnejšie používanie tuhého paliva na vykurovanie je najlepšie použiť domácu pyrolýznu pec, výkresy a fotografie takýchto jednotiek možno ľahko nájsť na špecializovaných webových stránkach venovaných systémom vykurovania priestorov.
Ľudia začali používať kotly na tuhé palivá už pomerne dávno. Do určitej doby bol tento spôsob vykurovania miestností v chladnom počasí jediný možný. Ďalší vývoj vykurovacích systémov umožnil vytvárať jednotky pracujúce na kvapalných a plynných palivách. So všetkou rozmanitosťou zariadení však kotly na tuhé palivá nestratili svoju atraktivitu. Faktom je, že vývoj moderných technológií umožnil vytvárať zariadenia schopné prevádzky bez ľudského zásahu do spaľovacieho procesu po dlhú dobu.
Nákup pece s dlhým spaľovaním vyrobenej v prostredí priemyselnej výroby vám umožňuje získať jednotku, ktorá má reprezentatívny vzhľad a zaručenú životnosť. Okrem toho takéto zariadenie poskytuje vysoký stupeň prevádzkovej bezpečnosti. Nevýhodou takýchto zariadení sú vysoké náklady na jednotky. To núti mnohých premýšľať o otázke, ako vyrobiť kachle s dlhým spaľovaním vlastnými rukami. Je dosť ťažké vyrobiť pyrolýznu pec vlastnými rukami. Predtým, ako začnete vyrábať kachle s dlhým spaľovaním vlastnými rukami, mali by ste si preštudovať princíp fungovania a dizajn takejto jednotky. Okrem toho osoba, ktorá sa rozhodne vyrobiť kachle s dlhým spaľovaním vlastnými rukami, musí mať rozsiahle skúsenosti s prácou s kovom a mať určité profesionálne zručnosti.
Urob si svojpomocne kachle s dlhým spaľovaním môžu pracovať na nasledujúcich druhoch tuhého paliva:
- palivové drevo;
- uhlie;
- piliny.
Všetky uvedené druhy paliva majú relatívne nízke náklady, čo zaisťuje popularitu tohto typu vykurovacieho zariadenia. Najbežnejšou jednotkou medzi majiteľmi domov sa stala dlho horiaca pec na drevo s vlastnými rukami, vyrobená doma.Je to spôsobené nízkymi nákladmi na palivo a jeho všeobecnou dostupnosťou takmer v každom regióne.
Výroba konštrukcie z plechu je najkomplexnejšou možnosťou pre návrh a montáž inštalácie, pretože si vyžaduje veľké množstvo montážnych operácií. Výroba tejto verzie pece bude vyžadovať, aby remeselník:
- vykonávanie presných výpočtov rozmerov všetkých konštrukčných prvkov a presné označovanie plechu;
- presnosť spracovania všetkých častí jednotky;
- presnosť pri vykonávaní zváracích prác.
Inštalácie z plechu môžu mať rôzne tvary. Tvar konštrukcie v tomto prípade závisí od preferencií majstra a dostupnosti voľného priestoru na inštaláciu kachlí.
Dnes sú najžiadanejšie plynové vykurovacie zariadenia, no posielať kotly a kachle na tuhé palivá na smetisko dejín je možno priskoro. V mnohých regiónoch je palivové drevo oveľa lacnejšie ako plyn a na niektorých miestach je jediným dostupným palivom, takže generátory tepla, ktoré využívajú takéto zdroje energie, sú stále potrebné. Okrem toho sa toto zariadenie neustále vyvíja a zdokonaľuje a odstraňuje mnohé z jeho nedostatkov. V snahe vyrovnať sa s najdôležitejšou z nich - potrebou častého prikladania paliva - inžinieri vytvorili celý smer, ktorý sa zvyčajne označuje ako „generátory tepla s dlhým spaľovaním“. O tom, ako vyrobiť kachle s dlhým spaľovaním vlastnými rukami, sa bude diskutovať v našom článku.
Tí, ktorí museli ohrievať obyčajné kovové kachle drevom alebo uhlím, dobre vedia, že takáto jednotka neumožňuje relaxáciu - palivo sa musí prikladať v priemere každé 4 hodiny.
Tento stav nemohol nechať vývojárov ľahostajných a mnohí z nich uvažovali o vytvorení kachlí s dlhou životnosťou. Logika diktovala, že v prvom rade bolo potrebné zvýšiť kapacitu spaľovacej komory. To samo o sebe však zjavne nestačilo: pri normálnom spaľovaní sa aj tá najväčšia časť paliva spotrebuje pomerne rýchlo, len dostaneme prebytočný výkon a leví podiel na vzniknutom teple vyletí komínom.
Stavba pece s dlhým spaľovaním
Bolo potrebné nájsť nový spôsob spaľovania. Bolo navrhnutých a zrealizovaných niekoľko možností a to, čo sa stalo, sa nazývalo dlho horiaca pec (hovorí sa tiež, že dlho horí). Niektoré z nich sú schopné pracovať bez dopĺňania až niekoľko dní. Je pravda, že sme sa museli vzdať úplnej autonómie: takéto kachle vyžadujú napájanie.
Typy generátorov tepla s dlhým spaľovaním
Kachle alebo kotol s dlhou dobou horenia sa teda dajú ľahko rozpoznať podľa obrovského ohniska: namiesto zvyčajných 50 litrov môže byť jeho objem 100, 150 a u niektorých gigantov aj viac ako 200 litrov. A podľa princípu fungovania sú takéto zariadenia rozdelené do niekoľkých skupín.
Špičkové spaľovacie kachle
Konvekčné prúdy nesú plameň nahor, takže pri zapálení zhora palivo horí dlhšie. Tento jednoduchý princíp je základom fungovania kachlí so špičkovým spaľovaním. Aby bol pohyb plameňa ešte pozvoľnejší, vzduch sa privádza obmedzeným spôsobom a priamo do spaľovacej zóny.
Špičkový horiaci model
Nedostatky
- Keďže sa aktívna zóna, teda oblasť plameňa, neustále pohybuje zhora nadol, vzduchové potrubie musí byť pohyblivé - vo forme teleskopicky sklopnej rúrky. Tento prvok je náročný na výrobu, navyše sa zvyšuje pravdepodobnosť jeho zaseknutia.
- V peciach tohto typu nie je možné inštalovať vodný výmenník tepla - opäť kvôli „nestálosti“ spaľovacej zóny.
- Naloženie novej časti paliva je možné vykonať až po úplnom vyhorení predchádzajúcej, inak sa nová časť zospodu rozsvieti a rýchlo vyhorí.
- Jemné palivá ako piliny sa často lepia na steny ohniska.
Nie je možné vyrobiť plnohodnotný sporák s horným spaľovaním doma, ale remeselníci vyvinuli niekoľko zjednodušených odrôd s dobrým výkonom. Najpopulárnejší z nich je takzvaný sporák Bubafonya (pomenovaný podľa vývojára Afanasyho Bubyakina).
Pyrolýzne pece
Princíp činnosti týchto generátorov tepla je založený na schopnosti organického paliva „topiť sa“ pod vplyvom vysokej teploty a postupne sa premieňať na zmes plynov. Jeho zloženie je dosť rôznorodé – od metánu po dusík a takmer všetky zložky sú horľavé. V ruštine sa proces „tavenia“ dreva alebo uhlia nazýva „generácia plynu“; v gréčtine sa nazýva pyrolýza. Aby sa zabránilo vznieteniu paliva, je obmedzený prístup vzduchu do komory, kde sa rozkladá. K spaľovaniu pyrolýzneho plynu dochádza v susednej komore, kde je vzduch privádzaný v dostatočnom množstve.
Pyrolýzna pec je úžasný vynález. Nielenže dlhodobo funguje bez zásahu užívateľa, ale je aj ekonomický (vďaka úplnému spáleniu paliva dosahuje účinnosť 85%), ekologický (druhý názov je bezdymový sporák) a mimoriadne pohodlný na používanie: je je vlastne plynový sporák so zabudovanou jednotkou plynového generátora. Ale je nemožné to urobiť sami. Najzložitejším komponentom je systém prívodu vzduchu, ktorý musí ovládať sofistikovaná elektronika.
Nútený vzduch
Tvorcovia tohto ohrievača sa rozhodli pristupovať k veci z iného uhla: nie je možné nechať všetko v kachliach tak, ako je, ale naučiť sa to uhasiť a v prípade potreby znova zapáliť bez pomoci majiteľa? Ak by sa takýto nápad podarilo zrealizovať, palivo by v ohnisku okamžite nezhorelo, pretože kachle by fungovali v krátkych cykloch. Uhasenie kachlí na tuhé palivo je celkom jednoduché – stačí k nemu odstaviť prívod vzduchu.
Schéma pece s núteným obehom vzduchu
Ako ho však zapáliť bez zásahu používateľa? V komíne nie je ťah a ak jednoducho otvoríte klapku, plameň sa nerozhorí. Existuje len jedna cesta von - nainštalujte ventilátor, ktorý rozdúcha oheň. S jeho pomocou môžete regulovať intenzitu spaľovania, teda výkon kachlí.
Pre vlastnú výrobu je táto možnosť najdostupnejšia. Ide o klasický sporák na tuhé palivo, vybavený vzduchovým potrubím a lacným automatizačným systémom. Vytvoríme taký generátor tepla.
Prívod paliva bude horieť o niečo dlhšie, ale tento režim prevádzky má niekoľko nevýhod:
- palivo úplne nespáli, čo znamená, že účinnosť kachlí výrazne klesá;
- ohnisko a komín veľmi rýchlo zarastú sadzami (intenzívne sa vytvára dym);
- do atmosféry sa uvoľňuje veľké množstvo oxidu uhoľnatého a iných nespálených častíc (ťažké uhľovodíkové radikály), ktoré sú toxické a chemicky agresívne;
- kombinácia nízkej teploty a veľkého množstva dymu vedie k hojnej tvorbe toxického kondenzátu v komíne, ktorý je dokonca zakázané odvádzať v blízkosti záhradných plodín a ovocných stromov.
Napriek tomu sú takéto kachle dosť žiadané. Sú nepostrádateľné v terénnych podmienkach, napríklad na expedícii alebo na mobilnej ťažobnej stanici, kde nie je napájanie. Schopnosť pracovať na jeden náklad paliva približne 8 hodín aj pri nízkej účinnosti umožňujú posádke trochu si pospať.
Popis konštrukcie a princíp činnosti
Z hľadiska konštrukcie je dlho horiaca pec s núteným prívodom vzduchu veľmi podobná bežnej peci, existuje však niekoľko zásadných rozdielov:
- Dvierka ohniska a popolníka sú hermeticky uzavreté.
- Vzduch vstupuje do popolníka vzduchovým potrubím, ktorého vstup je umiestnený na zadnej strane kachlí. Dĺžka tohto prvku je zvolená tak, aby sa prichádzajúci vzduch mal čas dobre zahriať.
- Vo vzduchovode je inštalovaný ventilátor KG Elektronik DP-02 (Poľsko), pred ktorým je plechová svetelná klapka. Nútené prúdenie vzduchu ho núti stúpať, no akonáhle sa ventilátor vypne, klapka sa vlastnou váhou zatvorí a prívod kyslíka do ohniska sa úplne zastaví. Prevádzka ventilátora je riadená regulátorom KG Elektronik SP-05. Spolieha sa na údaje snímača teploty. Celá automatizácia - ventilátor, regulátor a snímač teploty - sa predáva ako jedna sada.
Poznámka! V predaji sú automatizačné súpravy, ktoré vyzerajú podobne ako produkty KG Elektronik, ale sú čínskeho pôvodu. Ich spoľahlivosť a trvanlivosť zanechávajú veľa požiadaviek.
Riadiaca jednotka a ventilátor
Princíp činnosti tejto pece umožňuje odvádzať teplo nielen vzduchom, ale aj chladiacou kvapalinou - vodou alebo nemrznúcou zmesou - bez zníženia jej vlastností. Ak je teda jednotka vybavená výmenníkom tepla, môže byť napojená na radiátorový vykurovací systém. Odporúčaný objem výmenníka je 50 l. Jeho hlavný objem bude umiestnený nad ohniskom a malá časť ho zakryje vo forme vodného plášťa.
Ak je k dispozícii výmenník tepla, snímač teploty je inštalovaný na jeho stene. Keď chladiaca kvapalina vychladne, dá ovládaču príkaz na spustenie ventilátora a kotol sa rozhorí. Akonáhle teplota pracovného prostredia dosiahne maximum nastavené užívateľom, ten istý teplotný senzor prinúti regulátor vypnúť ventilátor. Gravitačná klapka sa spustí a pec zhasne.
Výpočet parametrov
Výpočet vykurovacieho zariadenia na tuhé palivo má za cieľ určiť dve veličiny: objem ohniska, s ktorým bude možné poskytnúť požadovaný výkon, a rozmery prierezu komína. Zvážme obe časti výpočtu podrobne a vo vzťahu k peci, ktorú sme si vybrali.
Objem ohniska a výkon vykurovacej pece
Odhadnúť približne tepelný výkon kachlí na tuhé palivo je celkom jednoduché. Predpokladajme, že objem jeho ohniska je Vt = 50 litrov.
Objem palivového dreva v ňom umiestneného vypočítame pomocou vzorca: Vd = Vt * Kz.
Kde Kz je faktor plnenia pece, zvyčajne Kz = 0,63.
Preto Vd = 50 * 0,63 = 31,5 l.
Ďalším krokom je určenie hmotnosti palivového dreva. Aby ste to dosiahli, musíte poznať ich hustotu - závisí to od druhu dreva:
- borovica - 470 kg / m3;
- breza - 600 kg / m3;
- buk - 620 kg/m 3;
- dub - 650 kg/m3.
Hmotnosť palivového dreva vypočítame pomocou vzorca: M = Vd * r.
Kde p je hustota dreva.
Ak sa výpočet vykoná napríklad pre dubové palivové drevo, potom M = 0,0315 * 650 = 20,5 kg.
Množstvo tepelnej energie, ktoré sa získa spaľovaním tejto hmoty dreva, vypočítame pomocou vzorca: Q = M * 0,8 * T * účinnosť.
Kde 0,8 - toto číslo ukazuje, aká časť paliva úplne spáli (80%);
T - merná výhrevnosť paliva, MJ/kg:
- dub - 20 MJ/kg;
- buk - 15,5 MJ/kg;
- breza - 16,5 MJ/kg;
- osika - 18,2 MJ/kg.
Účinnosť - účinnosť pece: pre tu uvažovanú jednotku sa účinnosť môže rovnať 75%.
Potom: Q = 20,5 * 0,8 * 20 * 0,75 = 246 MJ.
Na určenie výkonu ohrievača používame vzorec: W = Q / t.
Kde t je doba horenia jednej náplne paliva, s. V normálnom režime bude takéto množstvo palivového dreva horieť o niečo dlhšie ako 2 hodiny, preto trváme t = 8200 s.
Potom W = 246 * 1 000 000 / 8200 = 30 000 W = 30 kW.
Tento výpočet je však použiteľný pre tradičné pece, v ktorých sa palivo spaľuje obvyklým spôsobom. V generátoroch tepla s dlhým spaľovaním je režim trochu odlišný a čas spaľovania paliva sa môže meniť, takže tu uvedená metóda často spôsobuje veľkú chybu.
Pre presnejšie posúdenie by ste mali, ak je to možné, použiť experimentálne údaje. Podľa svedectiev používateľov, ktorí sa podieľajú na výrobe kachlí s núteným prívodom vzduchu, s objemom ohniska do 100 litrov, možno z každého litra odobrať približne 0,205 kW.
Kachle, ktoré tento článok navrhuje vyrobiť vlastnými rukami, budú mať ohnisko s objemom 112 litrov. Potom bude jeho výkon približne 112 * 0,205 = 23 kW. Užitočný objem bude približne 70–80 litrov.
Ak vezmeme do úvahy, že priemerná dĺžka polena je približne 40 cm, budeme brať dĺžku ohniska 46 cm, jeho šírku a výšku potom môžeme považovať za 36 cm a 25 cm.
Pri týchto rozmeroch bude sporák vážiť cca 150 kg.
Doba prevádzky bez dopĺňania paliva je 10 – 12 hodín pri dreve a cca 24 hodín pri uhlí.
Určenie rozmerov prierezu komína
Požadovaná plocha prierezu komína závisí od výkonu generátora tepla, ktorý je k nemu pripojený. Pomer týchto hodnôt je uvedený v SNiP, venovanom organizácii vykurovacích, ventilačných a klimatizačných systémov:
- pri inštaláciách s výkonom do 3,5 kW musí mať prierez komína rozmery minimálne 140x140 mm;
- s výkonom od 3,5 do 5,2 kW - 140x200 mm;
- od 5,2 do 7 kW - 140x270 mm;
- nad 7 kW - 270x270 mm.
Ak je generátor tepla pripojený k okrúhlemu oceľovému potrubiu, jeho prierezová plocha by mala byť rovnaká ako plocha obdĺžnikových komínov uvedených v SNiP. Preto je pre naše kachle s výkonom 23 kW minimálny prierez kruhového komína 27 x 27 = 729 metrov štvorcových. cm, to znamená, že jeho priemer musí byť najmenej 30,5 cm.
Materiály a nástroje
Na výrobu pece s dlhým spaľovaním budete potrebovať valcovanú oceľ. Ideálnou možnosťou je vyrobiť prírezy zo žiaruvzdornej ocele s prídavkom molybdénu a chrómu. Ako príklad môžeme uviesť značky 12Х1МФ a 12ХМ. Ale mali by ste byť pripravení na skutočnosť, že tento materiál je dosť drahý.
Ak zvýšenie nákladov na domácu pec s dlhou životnosťou nie je súčasťou vašich plánov, použite bežnú konštrukčnú oceľ. Stojí oveľa menej ako legovaný, stačí si vybrať správnu značku. Najodolnejšie domáce generátory tepla sú vyrobené z ocele 20 (vydržia 15 rokov prevádzky). Môžete však použiť aj iné nízkouhlíkové triedy - Steel 10, St. 3 atď. Akosti s vyšším obsahom uhlíka - od triedy „Steel 35“ a vyššej – sú vytvrdené pri vysokých teplotách. V dôsledku toho sa stávajú krehkými, a preto nie sú vhodné na výrobu pecí.
S materiálmi je všetko jasné, teraz sa pozrime na konkrétne typy produktov na prenájom, ktoré budeme potrebovať:
- Plechy hrúbky 3 a 4 mm (na výrobu ohniska a výmenníka tepla).
- Plechy s hrúbkou 0,3–0,5 mm s farebným polymérovým povlakom (plášť).
- Rovný roh 50x4 mm (potrebný na výrobu roštu).
- Potrubie s priemerom 50 mm (vyrobíme z neho výmenníkové rúry a plameňové rúry).
- Na odvod dymu slúži rúrka s priemerom 150 mm.
- Obdĺžnikové potrubie 60x40 mm (vzduchové potrubie).
- Pás 20x3 mm.
Okrem toho budete potrebovať nasledujúce materiály a produkty:
- čadičová vlna 20 mm s hustotou 100 kg/m 3;
- kľučky a pánty na dvere;
- azbestová šnúra (používa sa ako tmel).
Konštrukcia bude zváraná, takže domáci majster by sa mal vyzbrojiť zváračkou. Môžete použiť elektródy značky MP-3C alebo ANO-21. Budete tiež potrebovať brúsku a vŕtačku so sadou kovových vrtákov. Všetko ostatné sú nástroje na bežné inštalatérske práce a meter s ceruzkou.
Prípravné práce
Valcovaná oceľ musí byť rozrezaná na polotovary. Samozrejme, môžete to urobiť sami - pomocou brúsky, ale racionálnejším spôsobom je objednať si rezanie v nejakej dielni vybavenej gilotínovými nožnicami a plynovou rezačkou. Práca bude vykonaná rýchlejšie a lepšie. A nebude to stáť oveľa viac ako ručné rezanie, pretože brúsne kotúče tiež stoja peniaze.
Výkres: predná a bočná časť pece
Nákres domáceho sporáka
Oceľové plechy sa musia rozrezať na časti, ktorých zoznam je uvedený v tabuľke.
Tabuľka: množstvo a rozmery oceľových plechov
Tiež je potrebné vyrobiť trysky z rúr a roštové časti z rohov.
Je jasné, že s hmotnosťou 150 kg bude presun hotovej piecky náročný. Preto by sa mal montovať priamo na mieste určenom na inštaláciu. Tiež je potrebné pripraviť:
- Miesto sa volí tak, aby bola kachle od stien vzdialená aspoň 1 m. Ak sú steny zdobené nehorľavým materiálom, napríklad vermikulitovou omietkou, možno uvedenú vzdialenosť zmenšiť na 0,85 m.
- Stojan je vyrobený z akéhokoľvek nehorľavého materiálu a presahuje 300 mm za hranice kachlí v každom smere. Najjednoduchším spôsobom je položiť ho z tehly.
Na podlahe zo strany spaľovacích dvierok je položená čadičová alebo azbestová výstelka a na nej oceľový plech s hrúbkou najmenej 1,5 mm. Rozmery tohto protipožiarneho náteru sú zvolené tak, aby bola podlaha chránená v okruhu 1,2 m od osi spaľovacích dvierok.
Pokyny krok za krokom s fotografiami
Vytvorenie ohniska
V počiatočnej fáze sú všetky diely - sú vyrezané z plechu s hrúbkou 4 mm - zlepené bodovým zváraním. K spodnej časti sú privarené bočné steny, potom oblúk (ktorý je zároveň spodkom výmenníka tepla) a rámy dverných otvorov. Čo by sa malo stať, je znázornené na obrázku. Ako vidíte, dno trochu presahuje steny ohniska. Jeho predná časť je zároveň spodným rámom otvoru popolovej komory.
Po zložení konštrukcie sú všetky spoje zvarené súvislým švom. Potom sa skontroluje tesnosť ohniska.
Zostava ohniska
Výmenník tepla s vodným plášťom
Vonkajšie steny výmenníka tepla sú vyrobené z oceľového plechu hrúbky 3 mm. Hrúbka vodného plášťa obklopujúceho ohnisko je 20 mm. Jeho objem je obmedzený pásovými profilmi, ktoré sú privarené k ohnisku a majú výstup 20 mm - hrúbka tepelnej izolácie. Opláštenie sa k nim následne priskrutkuje. Spodná časť košele sa nachádza na úrovni roštu.
Proces montáže vodného plášťa
Vodný plášť je vystužený krátkymi kúskami prútu nazývanými klipsy. Sú usporiadané do šachovnicového vzoru. Najprv sa spony privaria na tupo k ohnisku, potom sa namontuje vonkajšia stena s predvŕtanými otvormi. Potom sa každá spona privarí z vonkajšej strany k vonkajšej stene súvislým švom.
Spony sú zvarené šachovnicovo
Vo vzdialenosti 50–100 mm od prednej hrany môžete nainštalovať spony vyrobené z oceľového pásu: tu sú prístupné na zváranie, takže je možné ich privariť k obom stenám bez toho, aby ste urobili otvory vo vonkajšej stene.
Všetky spoje prvkov vodného plášťa musia byť hermeticky utesnené.
Plameňové rúrky vo výmenníku tepla
Tieto prvky sú inštalované v otvoroch vytvorených v prednej a zadnej stene. Smerom k prednej stene sa mierne rozchádzajú a tvoria niečo ako vejár. Každá rúrka by mala byť na konci zvarená súvislým švom.
Plameňové trubice sa rozvetvujú
Výroba roštov a dverí
„Tyče“ mriežky sú vyrobené z rohov 50x4 mm. Je dôležité umiestniť ich presne tak, ako je znázornené na obrázku - s uhlom nadol. Vďaka tomuto dizajnu sa mriežka zjednoduší pre vzduch prichádzajúci zospodu a distribuuje ho rovnomernejšie.
Výkres mriežky
Dvere sú obdĺžniky vyrezané z plechu, na vnútorný povrch ktorých je v dvoch radoch privarený pás. Medzi týmito radmi je vytvorená drážka, do ktorej je umiestnený tmel - azbestová šnúra. Dvere sú vybavené továrenskými kľučkami a pántmi.
Inštalácia vzduchových potrubí a potrubí
Vzduchové potrubie, vyrobené z obdĺžnikového potrubia s prierezom 60x40 mm, je namontované podľa výkresu. Musí byť vybavený prírubou, cez ktorú bude ventilátor pripojený. Vstup vzduchovodu do popolovej komory je vytvorený v zadnej stene.
Rúra s inštalovaným potrubím
Na pripojenie kachlí k vykurovaciemu systému sú do stien výmenníka tepla vyrezané rúry z rúrok s priemerom 50 mm.
Je tiež potrebné nainštalovať potrubie na odvod dymu.
Montáž držiakov a izolácie
Konzoly sú časti, ku ktorým sa priskrutkuje opláštenie. Sú privarené k vnútorným prvkom pece, ako je znázornené na obrázku.
Montáž tepelnoizolačného materiálu
Teraz je potrebné výmenník tepla s vodným plášťom obložiť na boku a na vrchu čadičovou vlnou a zviazať ho azbestovou šnúrou.
Poznámka! Použitie sklenenej vlny namiesto čadiča nie je povolené, pretože sa topí už pri 400 stupňoch.
Zakrytie a montáž dverí
Tu nie je nič zvláštne na komentár: ozdobné panely sú priskrutkované k držiakom pomocou skrutiek, dvere sú zavesené na pántoch. Potom by mali byť (dvere) natreté tepelne odolným smaltom. Nezabudnite odstrániť ochrannú fóliu z dekoratívnych panelov.
Takto vyzerá hotový výrobok
Inštalácia automatizačnej súpravy
Ventilátor sa priskrutkuje k prírube potrubia, snímač teploty je umiestnený pod čadičovou vatou na zadnej stene výmenníka tepla. Riadiaci modul s ovládačom je vhodne umiestnený na hornom kryte.
Prevádzka a údržba rúry
Pec s dlhým horením s núteným prívodom vzduchu sa veľmi ľahko používa:
- Palivo - drevo alebo uhlie - sa naloží do ohniska a zapáli sa obvyklým spôsobom.
- Pevným zatvorením dvierok užívateľ nastavuje rozsah teploty chladiacej kvapaliny na riadiacom module. Nezabudnite, že na výmenníkoch ohrievačov na tuhé palivá sa pri nízkych teplotách chladiacej kvapaliny tvorí veľmi agresívny kondenzát, preto sa odporúča nastaviť spodnú hranicu rozsahu aspoň na 50 stupňov.
- Po nastavení prevádzkového režimu používateľ stlačí tlačidlo Štart. Regulátor spustí ventilátor a vzduch začne prúdiť do ohniska. Počas prevádzky systém nezávisle nastavuje rýchlosť otáčania dúchadla, čím sa pec dostane na výkon potrebný na ohrev chladiacej kvapaliny.
Čo sa deje potom, je v už popísanom poradí: regulátor pomocou ventilátora striedavo zhasína kachle a potom ich opäť aktivuje.
Z času na čas treba kachle a komín vyčistiť od popola a sadzí.
Modernizácia domáceho sporáka
Používateľ má k dispozícii niekoľko vylepšení:
- Na ohrev vody z vodovodu (okruh TÚV) je možné inštalovať výmenník tepla. Je vyrobená z medenej rúrky s priemerom 8–12 mm a dĺžkou cca 10 m. Rúrka je navinutá okolo plameňových rúr a oba konce sú vyvedené cez otvory v zadnej stene.
- V prípade dlhšej neprítomnosti majiteľov je možné do výmenníka tepla nainštalovať vykurovacie teleso.Účelom tohto zariadenia nie je úplne vykurovať dom, ale zabrániť zamrznutiu systému. Preto môže mať vykurovacie teleso oveľa nižší výkon ako samotná pec: 3–5 kW. Nie je potrebné inštalovať žiadne ďalšie automatizačné zariadenia, stačí vybrať vykurovacie teleso so vstavaným termostatom (tie sa dnes dajú ľahko nájsť v predaji) a nastaviť ho na teplotu povedzme 20 stupňov.
Do výmenníka tepla môžete tiež vložiť objímku na inštaláciu bežného teplomeru - to je v prípade výpadku prúdu, bez ktorého bude elektronický snímač teploty a dokonca aj displej teploty nefunkčný.
Video: ako vyrobiť kachle s dlhým horením z tehál vlastnými rukami
Pri súčasnej úrovni technologického rozvoja nemusí majiteľ pece na tuhé palivo nutne vyskočiť uprostred noci a bežať na hromadu dreva po ďalší balík palivového dreva. Boli vynájdené jednotky, ktoré môžu fungovať bez zásahu používateľa niekoľko dní. Niektoré z nich sa dajú vyrobiť len v továrni, no nájdu sa aj také, ktoré si bez väčších ťažkostí doma rozmnoží aj neskúsený majster. Jeden z týchto modelov - dlho horiaca pec s núteným prívodom vzduchu - sme preskúmali v tomto článku. Uvedené pokyny s výkresmi a fotografiami vám pomôžu vykonať všetky práce na výrobe ohrievača bez chýb.
Boom kachlí na tuhé palivá, ktorý vznikol na trhu vykurovacích zariadení, má niekoľko dôvodov. Je to do značnej miery spôsobené masívnou výstavbou chatiek a vidieckych domov v miestach, kde nie je možnosť pripojenia na hlavný plyn. Svoju úlohu zohral aj výrazný nárast cien energií, ktorý si vynútil duplikáciu inštalovaných vykurovacích jednotiek s kotlami na drevo a uhlie. Ale hlavná vec, ktorú by som chcel poznamenať, je vznik návrhov, ktoré používajú úplne iný prístup k spaľovaniu tuhého paliva, vďaka čomu je možné niekoľkokrát predĺžiť čas medzi zaťaženiami. Jednotky využívajúce nový princíp sa líšia zložitosťou, veľkosťou a výkonom. Dnes budeme hovoriť o jednoduchom sporáku s dlhým spaľovaním, ktorý si môžete postaviť vlastnými rukami za víkend. Takáto jednotka samozrejme nie je vhodná na vykurovanie veľkého domu, ale bude nevyhnutná na vykurovanie úžitkových miestností, garáže alebo skleníka. Okrem toho materiály pre prácu možno nájsť na každom zbernom mieste kovového šrotu.
Aké vykurovacie zariadenia sú klasifikované ako kachle s dlhým spaľovaním? Výhody a nevýhody existujúcich dizajnov
Rôzne konštrukcie kotlov s dlhým spaľovaním vám umožňujú vybrať si najlepšiu možnosť, ako si ho vyrobiť sami
Každý, kto niekedy zapálil kachle na drevo, si všimol, že palivo v ňom môže horieť rôznou rýchlosťou. S úplne otvoreným popolníkom a voľným dymovým kanálom vzduch intenzívne vstupuje do spaľovacej zóny, takže palivové drevo horí rýchlo a pri vysokej teplote. V tomto prípade sa teleso kachlí nahreje len niekoľko minút a veľká časť tepelnej energie sa vyhodí von do komína. Východiskom z tejto situácie je obmedzenie množstva kyslíka v pracovnom priestore pece, čo sa dosiahne čiastočným zablokovaním dúchadla. Palivové drevo začne tlieť a plamene sa stlmia a zadymí - zariadenie sa prepne do režimu výroby plynu. Spaľovací proces trvá niekoľko hodín, počas ktorých zostáva teplota jednotky na tuhé palivo takmer nezmenená. Obtiažnosť spočíva v tom, že prevádzka vykurovacieho kotla v tomto stave vyžaduje stálu účasť operátora, inak môže požiar úplne zhasnúť. Okrem toho nedostatok kyslíka ovplyvňuje úplnosť spaľovania paliva. Aktívne uvoľnené horľavé zlúčeniny uhlíka (pyrolýzne plyny) jednoducho nemôžu oxidovať a horieť, čo vedie k extrémne nízkej účinnosti zariadenia.
Pyrolýza je proces rozkladu tuhého paliva pri vysokej teplote a nedostatku kyslíka. Prchavé uhľovodíkové zlúčeniny vznikajúce v dôsledku takzvanej suchej destilácie sú plyny, ktorých spaľovacie teplo sa blíži metánu.
Prevádzková schéma továrenských kotlov s dlhým spaľovaním je najčastejšie založená na pyrolýznom spaľovaní paliva
Na rozdiel od tradičného dizajnu prevádzková schéma pece s dlhým spaľovaním zahŕňa dávkovaný prívod vzduchu nie zdola, ale zhora. Keďže kyslík je dodávaný len do tenkej vrstvy paliva, je vylúčená možnosť vznietenia celej záťaže, čo výrazne zvyšuje prevádzkový čas jednotky. Horľavé plyny, ktoré boli predtým odstránené spolu s dymom, sú v moderných modeloch s dlhou životnosťou úplne spálené. Na tento účel sú pece vybavené zónou dodatočného spaľovania, do ktorej je vzduch privádzaný samostatnými kanálmi. Vysoká teplota spaľovania pyrolýznych plynov umožňuje zvýšiť účinnosť zariadenia a výrazne znížiť emisie škodlivých látok do atmosféry. Pokiaľ ide o ďalšie rozdiely, vykurovacie kachle nového dizajnu ľahko spoznáte podľa väčšej ložnej komory. Schopnosť opakovane zvyšovať zaťaženie paliva, ktoré sa objavilo v dôsledku premiestnenia spaľovacej zóny do spodnej vrstvy paliva, určuje dlhodobý prevádzkový režim.
Výhody a nevýhody
Moderné kachle s dlhým spaľovaním majú veľa výhod, ktoré môžu hrať rozhodujúcu úlohu pri počiatočnom výbere vykurovacieho zariadenia. Nevýhody existujúcich konštrukcií však vyžadujú zváženie kladov a záporov pred rozhodnutím o výmene existujúcej vykurovacej jednotky za nový pyrolýzny kotol.
Medzi výhody uvažovaných štruktúr patria:
- viacnásobné zvýšenie prevádzkového času na jedno palivové zaťaženie;
- možnosť úplnej autonómie - pri vstupe do hlavného režimu si prevádzka jednotky nevyžaduje zásah operátora;
- palivo horí prakticky bez zvyškov;
- používanie nielen uhlia a palivového dreva ako paliva, ale aj drevnej štiepky, pilín, suchého rastlinného odpadu, peliet atď.;
- znížená hmotnosť a rozmery;
- možnosť nastavenia spaľovacieho procesu;
- Účinnosť pyrolýznych kotlov s dlhým spaľovaním dosahuje 90%;
- zvyšky dymu neobsahujú sadze ani škodlivé látky;
- veľa dizajnov dostupných pre domácich majstrov.
Nezabudnite sa pozrieť na nevýhody tohto typu rúry:
- zvýšené požiadavky na komín. Musí mať dostatočnú výšku a tepelnú izoláciu;
- V peciach s dlhým spaľovaním je možné použiť iba suché palivo. Nadmerná vlhkosť znižuje teplotu plameňa a vodná para blokuje prístup kyslíka, čo znemožňuje prevádzku jednotky v režime generátora plynu;
- znížená teplota dymu podporuje vrstvenie sadzí a iných produktov spaľovania na stenách komína;
- pri spaľovaní mokrého paliva sa v zvyškoch dymu objavujú ťažké frakcie a nebezpečné chemické zlúčeniny;
- vyššia cena v porovnaní s konvenčnými pecami.
Ak zvážite všetky pre a proti, nie je ťažké pochopiť, že široká popularita kachlí s dlhým spaľovaním nie je vôbec náhoda, ale výsledok presných výpočtov a starostlivo navrhnutého dizajnu.
Typy kachlí s dlhým spaľovaním. Výber jednoduchej a efektívnej vykurovacej jednotky, ktorú si urobíte sami
Začali sme hovoriť o typoch kachlí s dlhým spaľovaním kvôli potrebe rozhodnúť sa o dizajne, ktorý je najvhodnejší na výrobu sami. Preto zvážime všetky možnosti kotlov na tuhé palivá novej generácie a tiež študujeme vlastnosti ich prevádzky.
Pri klasifikácii vykurovacích kachlí podľa spôsobu spaľovania sa rozlišuje niekoľko základných schém.
1. Tradičné prevedenie so šírením plameňa zdola nahor, pri ktorom horiace plyny prechádzajú celou vrstvou paliva a sú odvádzané do komína. Pozdĺž cesty produktov spaľovania je inštalovaný výmenník tepla a prídavné spaľovanie, do ktorého sa privádza ďalší vzduch. Vykurovacie zariadenia tohto typu zahŕňajú svetoznámy Buleryan alebo Breneran, kachle profesora Butakova a variácie týchto jednotiek s upravenými výmenníkmi tepla.
Buleryan je dlho horiaci kotol so vzduchovým výmenníkom tepla
2. Šachtová pec, v ktorej je spaľovacia zóna posunutá na rošt a splodiny horenia sú odvádzané cez priľahlú komoru, kde dochádza k dohoreniu a výmene tepla. Táto konfigurácia je mimoriadne vhodná na výrobu vykurovacieho telesa z tehly, čo je uľahčené stáročnými skúsenosťami s konštrukciou kachlí na drevo so vzduchovými kanálmi (hrubé kachle).
Schéma kotla banského typu na tuhé palivo
3. Horné spaľovacie jednotky, v ktorých je horná časť palivovej náplne zapálená a plameň smeruje nadol. Ako horenie postupuje, je potrebné privádzať vzduch pod vrstvu popola, takže táto konštrukcia vyžaduje špeciálne riešenia na dodávanie kyslíka do spaľovacej zóny. Jednoduchosť tohto sporáka a efektívnosť jeho prevádzky prispeli k vzniku mnohých možností, ktoré sú k dispozícii na opakovanie doma. Okrem toho materiálom na výrobu takejto vykurovacej jednotky môže byť buď obyčajný kovový sud alebo plynová fľaša pre domácnosť. Osobitne by som chcel vyzdvihnúť dizajn „dlhotrvajúcej“ pece na brucho známej na internete s názvom Bubafonya – modifikácia litovského kotla „Stropuva“, mimoriadne obľúbeného medzi domácimi majstrami.
V kotloch Stropuva je možná dlhodobá prevádzka vďaka spaľovaniu vrchnej vrstvy paliva
4. Pece pracujúce v režime plynového generátora alebo pyrolýzneho spaľovania. Palivové drevo horí pri vysokých teplotách a nedostatku kyslíka, čo prispieva k uvoľňovaniu veľkého množstva horľavých plynov. Prchavé zlúčeniny získané ako výsledok takzvanej suchej destilácie sa spaľujú v oddelenej komore, do ktorej sa privádza sekundárna časť vzduchu. Táto schéma je z hľadiska dizajnu najkomplexnejšia, ale z hľadiska efektívnosti a jednoduchosti použitia nemá obdobu.
Pyrolýzny kotol je pomerne zložitá konštrukcia, takže jeho výroba doma je plná najväčších ťažkostí
Ak hovoríme o ďalších vlastnostiach kachlí s dlhým spaľovaním, môžu byť štvorcové alebo okrúhle a môžu byť vyrobené z kovu alebo tehly.
Vysoká teplota plynov počas pyrolýzneho spaľovania vyžaduje povinné obloženie pracovného priestoru, ktoré sa vykonáva pomocou žiaruvzdorných tehál alebo ochranných náterov.
Pri výbere dizajnu a dizajnu kachlí s dlhým spaľovaním je potrebné vziať do úvahy nielen výhody a účinnosť existujúcich možností, ale aj možnosť opakovania konkrétneho dizajnu doma. Napríklad výrobu kachlí Buleryan alebo Butakov si nemožno predstaviť bez použitia výkonného stroja na ohýbanie rúr. Vzhľadom na zložitú konfiguráciu zariadenia budú potrebné značné skúsenosti so zváraním a dodatočné náklady na nákup hrubých oceľových plechov a rúr s veľkým priemerom. Konštrukcia pyrolýzneho kotla okrem finančných investícií a zručnosti zvárača kladie nároky na presnosť výpočtov a znalosť všetkých nuancií suchej destilácie palivového dreva. Čo sa týka špičkových spaľovacích jednotiek, tie sú ideálnou možnosťou ako prvý DIY dizajn. Po prvé, nebudú potrebné prakticky žiadne náklady a po druhé, zariadenie ako „Stropuva“ alebo Bubafoni odpustí všetky nesprávne výpočty a nedokonalosti zvarov. Jeho dizajn je taký efektívny, že nedovolí ani začínajúcemu domácemu remeselníkovi, aby bol sklamaný svojimi schopnosťami.
Konštrukcia a princíp činnosti horného spaľovacieho pece
Jednotka na tuhé palivo s dlhou životnosťou s hornou horiacou vrstvou môže byť vyrobená zo železného suda z paliva a mazív, plynovej fľaše alebo oceľových rúr s veľkým priemerom. Hrúbka stien puzdra musí byť aspoň 4–5 mm, inak môžu vplyvom vysokej teploty vyhorieť. Výška vykurovacieho zariadenia musí byť najmenej 1 m, pretože trvanie jeho prevádzky závisí od množstva paliva. Nemali by ste sa však snažiť postaviť jednotku, ktorá je príliš vysoká. Po prvé, bude nepohodlné ho nakladať a po druhé, príliš hrubá vrstva palivového dreva alebo pilín môže znížiť ťah natoľko, že sa spaľovanie jednoducho zastaví.
Vertikálnu rúru možno tradične rozdeliť na tri pracovné priestory:
- nakladacia komora - časť telesa, do ktorej sa nakladá palivo. Počas prevádzky sa nakladacia výška znižuje, keď sa brikety, palivové drevo alebo hobliny vyhoria;
- spaľovacia zóna alebo pracovná zóna je úsek s najvyššou teplotou. V tejto vrstve horľavého materiálu dochádza k oxidačným reakciám, pri ktorých sa uvoľňuje veľké množstvo tepla;
- zóna výfuku horľavých plynov - vysokoteplotný priestor, v ktorom dochádza k výmene tepla a dodatočnému spaľovaniu produktov spaľovania.
Schematický diagram kotla s dlhým spaľovaním uvedený nižšie vám umožňuje úplne pochopiť jeho konštrukciu a princíp činnosti.
Schéma dlho horiaceho kotla s vertikálnym zaťažením
Na obmedzenie spaľovacej zóny sa používa rozdeľovač vzduchu. Toto zariadenie je plochý kovový kruh s hrúbkou 5–6 mm, v strede ktorého je otvor na prívod kyslíka do pracovnej oblasti. Prívod vzduchu sa vykonáva cez dlhé oceľové potrubie vyvedené cez horný kryt vykurovacej jednotky. Nerušený pohyb zariadenia na distribúciu vzduchu je zabezpečený rozdielom priemeru kovovej placky a telesa jednotky a výška horiacej vrstvy závisí od šírky obežného kolesa. Keďže ten určuje vzduchovú medzeru medzi palivom a piestom, jeho parametre určujú, ako rýchlo bude palivo horieť.
Domáci rozdeľovač kotlového vzduchu
Experimentálne sa zistilo, že výška lopatiek rozdeľovača vzduchu by nemala presiahnuť 50 mm, inak sa zvýši rýchlosť spaľovania paliva, čo povedie k potrebe častejšieho dopĺňania horľavého materiálu.
Priemer vzduchového kanála musí byť minimálne 60 mm, pričom veľkosť otvoru rozvádzača nad 20 mm sa považuje za nadmernú - presýtenie kyslíkom zvyšuje intenzitu spaľovania, čo je pre agregát tohto typu neprijateľné.
Rozdeľovacie potrubie sa najčastejšie vyrába s otvoreným okrajom, takže ako okysličovadlo sa používa atmosférický vzduch. Miesto, kde vzduchové potrubie vstupuje do horného poklopu, nie je utesnené - voľný prístup kyslíka do priestoru nad piestom umožňuje horenie prchavých uhľovodíkových zlúčenín. Existuje aj možnosť, keď vzduch vstupuje do spaľovacej zóny z hornej komory, kde sa predhrieva. Táto konštrukcia zvyšuje výkon vykurovacieho zariadenia a robí jeho prevádzku stabilnejšou. Množstvo kyslíka je regulované špeciálnou klapkou inštalovanou v okne prívodu vzduchu.
Na odstránenie produktov spaľovania je horná časť kotla vybavená dymovým kanálom s malou horizontálnou časťou. Na uvoľnenie ťahu spravidla stačí 50–60 cm rovného potrubia. Napriek tomu, že v peciach tohto typu dosahuje úplnosť spaľovania paliva 90–95%, je potrebné pravidelne odstraňovať popol a popol, ktorý sa hromadí na dne zariadenia. Na tento účel sa v spodnej časti krytu vytvorí okno a nainštalujú sa utesnené dvere.
Na pripojenie kachlí s dlhým spaľovaním k kvapalnému vykurovaciemu systému je jednotka vybavená okruhom výmeny tepla alebo vodným plášťom.
Výkresy a schémy
Nepochybnou výhodou vyššie uvedeného dizajnu dlho horiaceho „hrnčeka“ je jeho nenáročná veľkosť. Pre správnu funkciu kachlí spravidla postačuje znalosť princípov jeho fungovania a dodržiavanie základných proporcií. Predkladáme vám však výkresy a schémy existujúcich konštrukcií, vyrobených a testovaných v reálnych podmienkach.
Výkres vertikálnej nakladacej pece
Nákres dlho horiaceho kotla
Schéma pece s dlhým spaľovaním s otvoreným vzduchovým kanálom
Výkres kotla
Potrebné materiály a nástroje
Než začnete stavať kachle s dlhým spaľovaním, pripravte si tieto materiály:
- dvestolitrový sud s palivom a mazivami. Je vhodné zvoliť nádobu s hrubými stenami, bez poškodenia alebo silne zhrdzavených plôch. Ako puzdro môžete použiť potrubie vhodného priemeru alebo propánovú fľašu (domácnosť 50 l alebo automobil 80–100 l). Okrem toho môžu byť kachle vyrobené z oceľového plechu s hrúbkou najmenej 3 mm;
- kovová rúrka s priemerom najmenej 60 mm - na usporiadanie vzduchového kanála;
- oceľová rúra s priemerom 100 mm - na výrobu komína;
- oceľový žľab alebo roh s policou 50–60 mm;
- kovový plech s hrúbkou 5–6 mm, o niečo väčší ako priemer tela - na výrobu rozdeľovača vzduchu;
- oceľový plech s hrúbkou najmenej 3 mm, ktorý bude potrebný na výrobu veka;
- pánty pre spodné dvere.
Pokiaľ ide o nástroje, bude ich mať každý domáci majster:
- zvárací invertor alebo transformátor;
- uhlová brúska (populárne „brúska“);
- čistiaci a rezací kotúč pre uhlové brúsky;
- elektrická vŕtačka;
- súprava vrtákov na kovoobrábanie;
- kladivo;
- kovadlina;
- meracie a značkovacie nástroje.
Ak konštrukcia vykurovacej jednotky počíta s usporiadaním vodného okruhu, potom je potrebné dodatočne zásobiť oceľovým plechom a dvoma závitovými rúrami na vloženie kotla do hydraulického vykurovacieho systému.
Podrobné pokyny na výrobu kachlí s dlhým spaľovaním vlastnými rukami
1. Na výrobu korpusu sporáka použijeme brúsku, ktorou opatrne odrežeme vrch kovového suda. Samozrejme, v prípade použitia nádoby s hrúbkou viac ako 3 mm bude použitie plynovej frézy opodstatnenejšie. Ešte raz pripomíname, že prácu treba robiť opatrne – z odrezanej časti sa v budúcnosti vyrobí veko pece. Ak sa ako teleso používa rúrka, je potrebné k nej privariť spodný výrez z plechu s hrúbkou 5–6 mm.
Pri odrezaní krytu nezabudnite, že tento prvok bude potrebný neskôr
2. V spodnej časti sú štyri nohy z kanála alebo uholníka pripevnené k telu pomocou zváracieho stroja. Upozorňujeme, že ak je telo vyrobené z kovu a má obdĺžnikový tvar, môžete to urobiť bez ďalších podpier.
Jedna z možností usporiadania podperných nôh
3. Pomocou tej istej brúsky alebo autogénu sa z oceľového plechu s hrúbkou 5–6 mm vyreže rozdeľovač vzduchu - kruh, ktorý sa s malou medzerou zmestí do hlavne. Okraje kovovej placky musia byť dôkladne očistené, aby sa zabránilo možnosti dotyku stien rúry.
4. V strede zariadenia na rozvod vzduchu sa vyreže otvor s priemerom 20 mm a privarí sa potrubie na prívod vzduchu do spaľovacej zóny.
Lopatky zariadenia na distribúciu vzduchu sú namontované v rovnakej vzdialenosti
5. Na zadnej strane plochého piesta sú privarené štyri časti kanála alebo uholníka, ktoré sú rovnomerne umiestnené v kruhu. Všimnite si, že čepele by nemali vyčnievať za rozdeľovač vzduchu. V budúcnosti bude vďaka týmto prvkom medzi kovovou palacinkou a palivovým drevom vzduchová medzera, ktorá je potrebná na spaľovanie paliva.
V dôsledku toho by zariadenie na distribúciu vzduchu malo vyzerať takto
6. Z predtým odrezaného vrchu suda sa vytvorí veko. Na tento účel sa z vonkajšej strany pozdĺž celého obrysu privarí kovový pás tak, aby jeho priemer umožnil voľnú inštaláciu vrchnej časti kachlí na telo.
Zhotovenie veka
7. Vo veku je vyrezaný otvor o 3–5 mm väčší ako je priemer vzduchového potrubia. Okrem toho sú na jeho vrchu privarené dve rukoväte vyrobené z kovových pásikov. S ich pomocou bude jednoduchšie otvoriť poklop na nakladanie paliva.
8. V spodnej časti tela je vyrezaný poklop na čistenie rúry. Pokúste sa vykonať túto časť práce pomocou brúsky s nainštalovaným tenkým kruhom. Zabezpečíte tak presnejšie lícovanie dverí s korpusom. Pozdĺž obvodu poklopu je zvarený tenký kovový pás, aby sa eliminovala výsledná medzera. Potom sú závesy zvárané, konštrukcia je inštalovaná na tele a je namontovaný ventil.
9. Na druhej strane kachlí, vo vzdialenosti 50–100 mm od ich horného rezu, je vyrezané potrubie na odvod dymu. Používa sa ako kus oceľovej rúry, do ktorej s miernym zásahom zapadne komín.
Inštalácia potrubia na odvod dymu
Je lepšie použiť komín skladacej konštrukcie, pozostávajúci z niekoľkých sekcií - počas prevádzky sa bude ľahšie čistiť.
V tomto bode možno výrobu jednotky vertikálneho typu na tuhé palivo považovať za ukončenú. Zostáva len nainštalovať kachle na miesto a pripojiť komín.
Dlhé horiace kachle: konečná verzia
Ako správne nakladať palivo a ovládať jednotku
Jednotka s dlhým spaľovaním sa líši od tradičnej pece zvýšeným objemom nakladania a obmedzeným prístupom kyslíka do pracovného priestoru. Prevádzková doba kotla závisí od množstva naloženého paliva, takže palivové drevo je naskladané čo najtesnejšie, bez toho, aby medzi polenami zostali veľké medzery. Ak sa ako palivo používajú materiály ako rašelina, jemné uhlie, hobliny, piliny alebo palety, potom nalejte na úroveň dymového kanála bez zhutnenia. Potrebné zhutnenie paliva zabezpečí ťažký kovový piest.
Plnenie paliva sa vykonáva v nasledujúcom poradí:
- odstráňte horný kryt z jednotky;
- odstráňte zariadenie na distribúciu vzduchu;
- naložte kachle na úroveň komína;
- nastriekajte hornú vrstvu horľavého materiálu kvapalinou do zapaľovača;
- nainštalujte regulátor vzduchu;
- vráťte kryt na svoje miesto;
- Kus handry namočený v horľavej kvapaline sa hodí do vzduchového kanála.
Ustálené horenie je sprevádzané rovnomerným vystupovaním dymu z komína. Keď drevo horí, potrubné potrubie sa pohybuje nadol. Môže sa použiť na posúdenie zostávajúcej doby prevádzky jednotky na tuhé palivo.
Najlepšie je zapáliť kachle pomocou handry navlhčenej horľavou kvapalinou.
Počas prevádzky sa na dne suda hromadí popol a popol. Treba povedať, že ich množstvo nemá žiadny vplyv na proces spaľovania. Produkty spaľovania paliva sa však musia pravidelne odstraňovať, pretože znižujú hrúbku plniacej vrstvy. Za týmto účelom otvorte spodné dvierka a pomocou bežnej kovovej naberačky vyberte popol.
Pri odstraňovaní popola ponechajte na dne rúry vrstvu s hrúbkou 10–20 mm. Na množstvo palivového dreva to nijako zvlášť neovplyvní, vytvorí sa však vynikajúci tepelnoizolačný vankúš, ktorý ochráni spodok jednotky pred vyhorením.
Video: Prevádzka dlho horiaceho sporáka vyrobeného zo suda
Uvažovaný dizajn má všetky výhody dlho horiacich kachlí, avšak špecifické použitie tejto vykurovacej jednotky môže zmeniť výhody na nevýhody. Napríklad, ak potrebujete hodinu alebo dve pracovať vo vykúrenej miestnosti, potom je lepšie použiť bežné kachle - poskytnú teplo ihneď po zapálení palivového dreva a palivo vyhorí práve v čase, keď odísť. Ak potrebujete vykurovať miestnosť celý deň, potom jednoducho nemôžete nájsť vhodnejší dizajn. V niektorých prípadoch je možné inštalovať dve vykurovacie jednotky ich napojením na jeden komín. Našťastie budete potrebovať veľmi málo miesta.