Самодельная печь длительного горения бубафоня. Печь бубафоня своими руками Баба фаня

Печи длительного горения становятся все более популярными. Ну, кому не хочется тратить на обогрев меньше топлива (читай – денег) и времени? Хочется всем. Тем более что вовсе не обязательно покупать дорогие котлы. Есть очень интересные печи длительного горения, которые легко можно сделать собственными руками. Например, очень интересная и оригинальная конструкция такой печи – Бубафоня. Этот топливный котел был придуман умельцем из Колымы и выложен на одном из форумов. Так как у автора ник был bubafonja, так и повелось, что печь называют Бубафоня (иногда Бубафония или Бубофоня). Первые сообщения об этой конструкции датированы 2008 годом. Вот за такой совсем небольшой промежуток времени (6 лет) она стала очень популярна.

Как работает Бубафоня, ее достоинства и недостатки

Конструкция этой чудо-печки такова, что подвижный поршень опирается на сложенные на дне топки дрова. Он делит камеру сгорания на две части: внизу под ним горят дрова, а сверху догорают пиролизные газы. Получается, что дрова горят не снизу-вверх, как обычно, а сверху-вниз. Процесс при этом проходит намного медленнее, а топливо сгорает практически без остатка. Кислород для горения дров подается через трубу, которая служит стержнем для поршня. В верхнюю часть топки, где горят пиролизные газы, кислород поступает через отверстия в крышке (там, где вставляется труба от поршня, и там, где крышка совмещается с корпусом) потому заботиться о герметичности не нужно. Это даже вредно – печка при недостатке кислорода «задыхается». За счет такого разделения камер топливо прогорает полностью. Интенсивность горения регулируется через трубу, к которой приварено поршневое кольцо. Для удобства народ приваривает к трубе небольшой штырь, к которому подвижно крепится металлический диск, диаметр которого немного больше этой трубы. Некоторые просто перекрывают или ограничивают поступление воздуха любым предметом, регулируя этот зазор.

Время горения одной закладки зависит в большей степени от объемов топки: чем больше топка, тем больше дров, тем дольше горит топливо. В среднем одна закладка дров в Бубафоню из газового баллона горит 4-6 часов (зависит еще от дров и другого «добавочного» топлива). Те, кто делал Бубафоню из 200 литровой бочки, говорят, что одна закладка их греет до 20-24 часов. Не зря ведь говорят, что Бубафоня – печь длительного горения . И правда, горит долго.

Несмотря на очевидные плюсы, есть у этой печки и недостатки: первый – небольшой «радиус действия» при большой теплоотдаче. Возле печки тепло, даже жарко. Чуть дальше отойдешь – холодно. Но эта проблема решаема. Чтобы улучшить ситуацию поступают двумя способами: устраивают принудительную конвекцию (смену воздуха) при помощи вентилятора или делают водяную рубашку, а нагретую воду пускают по трубам для отопления помещения.

Если с вентилятором все просто, то водяную рубашку можно сделать двумя способами: вокруг корпуса или снимать тепло с трубы дымохода. Проще реализуется рубашка на дымоходе. Этот вариант имеет и еще один плюс: для отопления используется тогда и тепло от корпуса печи, а также то, которое раньше шло на улицу через дымоход. Теперь оно тоже обогревает ваше помещение. Кроме того, при установке водяной рубашки на трубе, на выходе дым уже не будет таким горячим и можно не так сильно заморачиваться с изоляцией стены вокруг трубы. Как .

Печь «Бубафоня» можно использовать для организации водяного отопления сделав водяную рубашку на корпус или трубу

Еще один важный недостаток – не самый привлекательный вид. Если Бубафоню использовать в техническом помещении – в гараже, теплице, на даче, то особо беспокоиться не о чем. Как есть, так есть. Ну а если хотите с ее помощью отапливать дом, то придется прятать ее где-то в котельной, подвале, в пристройке. Можно еще ее облагородить. Например, обложить кирпичом. Этим, кстати, вы намного повысите комфортность нахождения рядом с печкой: кирпич погасит большую часть жесткого излучения, смягчит его, и станет своеобразным аккумулятором тепла: кирпич нагреется, а затем, когда печь погаснет, будет, постепенно остывая, отдавать накопленное тепло.

Красить Бубафоню не рекомендуют: без толку – краска обгорит, да еще при горении отравить может. Выдержит краска только в одном случае, если она термостойкая, но наносить ее нужно по всем правилам, а это совсем нелегко и недешево.

Недостаток «Бубафоня» - неказистый вид, но греет очень хорошо и горит действительно долго

Не стоит забывать о том, что Бубафоня – железная печь. Поставить ее просто на деревянный пол не получится – может случиться пожар. Причем очень быстро: температура пиролиза очень высока (350 о С и выше), следовательно, и корпус печи имеет высокую температуру. Так что и обжечь сможет серьезно, и древесину незащищенного пола или близлежащих стен сожжет. Так что внимательно относимся к пожарной безопасности и готовим место для печи: используем асбестоцементные плиты, металлические листы, кирпич, теплоизолирующие материалы (минеральную вату или картон и другие жаростойкие материалы).

Несколько проблематична и эксплуатация печи, но это - обратная медаль простоты конструкции. Выбирать золу и подгружать топливо при неудобно. Собственно, варианта тут два: принять это как факт или внести изменения в конструкцию. Но как они (изменения) повлияют на эффективность работы печи – сказать сложно. Нужно сказать, что золы от дров и опилок остается очень мало, так что чистить ее нужно нечасто.

Есть один простой вариант доработки печи Бубафоня, который позволяет легко удалять золу: сварить специальный зольник. Он состоит из такого же блина, как и поршень, но без отверстия и с загнутыми кверху краями. К середине блина-зольника привариваем толстый металлический прут. Тогда при сборке печи на дно ставим зольник, на него – топливо, разжигаем. Потом на стержень зольника надеваем поршень, ну и в конце – крышку. При такой конструкции зола собирается в поддоне, который легко за прут вытаскивается из остывшего и разобранного котла.

Так изнутри выглядит «Бубафоня» когда топливо в ней тлеет

Что нужно для изготовления и как сделать

У этой печи есть два больших преимущества: ее легко сделать самостоятельно и горит она очень долго. Размеры указывать нет смысла: каждый использует то, что есть под рукой без привязки к каким-то нормам. Конструктивно печь состоит из:

• Корпуса.
• Крышки.
• Поршня.
• Трубы дымохода.

Для изготовления корпуса и крышки Бубафони может подойти:

• Пустой газовый баллон;
• Толстостенная металлическая бочка (с верхом или без);
• Отрезок трубы среднего или большого диаметра (стенка должна быть толстая);
• Листовой металл (его нужно будет согнуть и сварить из него трубу).

Оригинальная печка была круглая, но сегодня есть уже и квадратные. Умельцы используют принцип работы, а конструкцию изменяют под свои нужды.

Проще всего делать печь Бубафоня из газового (пропанового, кислородного или любого другого) баллона. Нужно просто срезать верхнюю часть баллона и приварить к верхней части (крышке) упоры или фиксаторы, которые будут удерживать крышку на корпусе.

От старого баллона отрезать верх и корпус для «Бубафони» готов, осталось немного доработать крышку: приварить упоры

Несложно изготовить корпус для печи Бубафоня из бочки. Особенно если бочка с заклепанной/закатанной/приваренной крышкой. Нужно срезать верхнюю часть (удобнее болгаркой) с небольшой частью корпуса (10-15 см, но можно больше или меньше – зависит от размеров бочки). Собственно корпус готов. Но чтобы удобнее было к нему прилаживать крышку, и край не был острым, при помощи молотка или кувалды загните край внутрь. На отпиленной части, которая будет крышкой, край загните тоже, но уже наружу. Теперь крышка плотно «садиться» на корпус.

Печь «бубафоня! можно сделать из бочки

Если бочка без крышки, ее нужно будет сварить из вырезанного по диаметру бочки металлического блина и полосы металла. Заботиться о чересчур плотном прилегании крышки к корпусу не нужно. Щели необходимы для подачи кислорода в верхнюю камеру сгорания. А вот приварить ручки можно – удобнее будет снимать/надевать ее.

Если корпус будете изготавливать из куска трубы с толстыми стенами, нужно будет хорошо приварить дно. Крышку соорудить аналогично описанному выше способу. Если есть только листовой металл, его нужно будет согнуть. Проще это сделать на листогибе, но если такого устройства нет, придется использовать подручные средства. Например, обвернуть вокруг трубы подходящего диаметра, дерева и т.п. Добившись нужной формы, сварите из листа цилиндр, потом приварите дно и сделайте крышку.

• металлический блин, диаметр которого немного меньше диаметра корпуса (тут не нужна точность, поршень должен легко двигаться, а через зазор между блином и стенкой будут выходить пиролизные газы в верхнюю камеру);
• труба, через которую подается воздух в нижнюю камеру;
• несколько кусков уголка или металлические полосы, которые приваривают снизу к блину.

Посредине блина вырезаем отверстие, равное диаметру трубы. На одной стороне блина навариваем несколько полос из металла или уголка, которые не дадут поршню плотно улечься на дрова и обеспечат доставку воздуха для горения дров. Металлические полоски нужно располагать от края внутреннего отверстия до наружного. Можно напрямую, можно загнуть винтом. Они служат направляющими для подачи воздуха. Иногда, чтобы воздух лучше расходился по сторонам, а не оставался в середине топки, на эти направляющие наваривают еще один блин меньшего диаметра с небольшим отверстием посредине.

Поршень для «бубафони»

Длина трубы для подачи воздуха больше высоты корпуса на 6-10 см. Вставляем в вырезанное ранее отверстие эту трубу и привариваем ее. Можно сделать дополнительные ребра жесткости, так как без них через некоторое время блин «поведет» от высоких температур.

Печь Бубафония почти готова. Осталось немного. В центре крышки нужно вырезать отверстие, через которое будет проходить труба поршня (чуть больше диаметра этой трубы). Тут также нет нужды беспокоиться о герметичности: через зазоры будет поступать воздух для горения пиролизных газов.

Привариваем трубу дымохода . В корпусе ниже отметки, где заканчивается крышка, вырезаем отверстие под дымоотводящую трубу. Для обеспечения нормальной тяги рекомендуют использовать диаметр не менее 100 мм - это если корпус сделан из газовых баллонов, для конструкций большего диаметра советуют брать 150 мм. Длина горизонтального участка дымохода – около 40 см, далее дымоход поднимается вверх. Общая его высота – не менее 2-3 метров. Лучше - больше. Большинство владельцев печек делают 4-5 метровые дымоходы.

Сам дымоход рекомендуют делать сборным. И начинать сборку не от печи, как обычно, а от крыши – так проще будет его разбирать для чистки. Можно сделать стакан с ревизией, чтобы трусить сажу можно было, не разбирая дымохода.

Как и чем топить Бубафоню

Вся прелесть этой конструкции – ее легко приспособить под любое топливо. В таком «первозданном» виде она пригодна больше для дров . Но и дрова можно пересыпать какими-то отходами: щепой, опилками, шелухой подсолнуха или гречихи и т.д. Чем больше будет в котле утрамбовано топлива, тем дольше будет гореть печь, но при этом уровень закладки горючих материалов должен быть ниже выхода дымоходного отверстия.

Если вы собираетесь топить Бубафоню исключительно опилками, толщина стенок печи должна быть больше (не менее 10 мм), как и размеры котла – плотность у опилок невелика, как не трамбуй. Других конструктивных особенностей вносить нет нужды. Разве что вы придумаете устройство для подачи топлива внутрь топки. Опилки ведь не дрова, они могут сыпаться.

Чтобы опилки горели нормально, до засыпки в Бубафоню вставьте трубу или держак от лопаты, насыпьте опилки вокруг трубы, утрамбуйте. Когда все топливо заложено, выньте трубу. Теперь можно разжигать и устанавливать поршень.

Можно сделать так, чтобы работала печь Бубафоня на отработке. Чтобы не переделывать конструкцию на дно укладываете несколько битых огнеупорных кирпичей и несколько целых стоя (на них опирается поршень), через трубу подачи воздуха пропускается «топливопровод». Можно для этой цели использовать трубу меньшего диаметра. Между битыми кирпичами разводите огонь, сверху на целые устанавливаете поршень и крышку.

Есть много вариантов печи Бубафоня с разными переделками и усовершенствованиями. Одни из них работают лучше, другие – хуже. Каждый приспосабливает отличную идею под свои потребности и под тот вид топлива, который для него более доступен/удобен. Про один из вариантов . Единственное, с чем Бубафоня не очень дружит – уголь. Он имеет большую зольность, а некоторые марки спекаются. Шлаку деваться некуда, и он часто «душит» пламя. Лучше обстоит дело, если смешать тот же уголь с дровами, опилками и т.п., но проблема зольности или спекаемости никуда при этом не девается. Неплохой вариант – топить брикетами. В этом случае можно использовать и каменноугольные брикеты и любые другие: зольность их намного ниже, а горит печка просто нереально долго. Брикеты сами горят долго, а печи длительного горения вообще – оочень долго. Подробнее о , а о . Так что можно сказать, что Печка Бубафоня работает с любым видом топлива.

Печь «Бубофаня» является одной из разновидностей пиролизных печей (печей длительного горения). Ее конструкция настолько проста, что сделать ее под силу даже начинающему сварщику. Не смотря на то, что сделать печь Бубафоня своими руками не сложно, однако нужно знать некоторые тонкости, о которых мы написали в этой статье.

Что такое «Бубафаня»

Печь «Бубофаня»

«Бубофаня», выполненная из газового баллона

Состоит она из двух цилиндров, вставленных один в другой:

первый цилиндр большего размера со съемной крышкой выполняет роль топки (в качестве топлива используются дрова или опилки);

В крышке цилиндра делается отверстие для вставки второго цилиндра (трубы) ; через эту трубу воздух будет поступать в топку;

Топка оснащается съемной крышкой

К трубе (распределителю воздуха) приваривается поршень (так называемый «блин»); для того, чтобы нагретые газы слишком быстро не улетали в дымоход, их путь прохождения воздуха увеличиваются с помощью лопастей, наваренных на «блин»;

По мере сгорания дров поршень под действием силы тяжести постепенно опускается вниз , уплотняя при этом топливо и не давая ему слишком быстро остывать;

пиролизные газы (газы, образующиеся в процессе тления топлива) сгорают над поршнем, увеличивая при этом КПД печи на 25-30%;

С помощью регулятора тяги (задвижки) , расположенной в верхней части трубы, можно менять подачу воздуха и, соответственно, интенсивность горения.

Распределитель воздуха с наваренным на него «блином» с лопастями вставляется в первый цилиндр

Так как уголь при спекании образует плотный шлаковый слой, блокирующий горение, «Бубофаня» топится только дровами или опилками. Длительность горения напрямую зависит от объема печи. Так, печь, сконструированная из 200-литровой бочки, способна отапливать помещение без докладывания новой партии дров до 2 суток. Конструкция, выполненная из 40-литрового газового баллона, будет гореть 8 часов.

Принцип действия «Бубофани»

Схема печи «Бубофаня»

Принцип работы этой буржуйки напоминает литовский котел «Стропува». Так же, как и в заводских образцах, топливо в нем тлеет медленнее за счет того, что поступление воздуха производится не снизу, а сверху . Но, в отличие от котла «Стропува», в котором воздух подается по телескопической (выдвижной) трубе с распределителем, в «Бубофане» труба цельная. Для ее свободного хода в крышке предусматривается отверстие чуть больше самой трубы.

Сложную же конструкцию дефлектора (воздухораспределителя), применяемого для усиления тяги в «Стропуве», автор заменил гнетом («блином») с наваренными на нем лопастями. Газ для дожига поступает во вторую камеру через отверстие в отводящей трубе и зазор между «блином» и стенкой печки. Разложение органики при ограничении кислорода в первой камере при этом идет интенсивней и, соответственно, увеличивается КПД печи. Кстати, вскоре после появления в Интернете описания котла «Бубофаня» в «Стропуве» появились схожие усовершенствования.

Как сделать печь «Бубофаня»

2. Желательно, чтобы отношение ширины корпуса к его высоте было не более 5:1 (минимум 3:1). При малой ширине топки воздух будет уходить, не успевая прогреть, в трубу. В слишком большой камере топливо будет сгорать по краям медленней, а в центре на месте сгоревших дров образуется пустота, куда будет оседать «блин». Подача воздуха полностью прекратится, в результате чего печь просто погаснет.

Этапы сборки печи

Важно! Чтобы газ, оставшийся в баллоне, не воспламенился, перед использованием его следует тщательно промыть вначале с добавлением уксусной или любой другой кислоты, а затем раствором кальцинированной соды.

3. При изготовлении печи из газового баллона у него срезается верхняя часть (в дальнейшем она понадобится для изготовления крышки).

4. Для того, чтобы воздух через зазоры в крышке не просачивался в топку, ее можно сделать двойной с прокладкой асбестом. При этом она меньше раскаляется, и вероятности ожога меньше. Для удобства открывания печи к крышке привариваются 2 ручки.

5. Так как крышка должна быть прижата к корпусу максимально плотно, по ее краю наваривается полоса металла . В получившийся зазор (с помощью него крышка будет крепиться к печи) для увеличения герметичности прокладывается асбестовая лента.

6. В крышке вырезается отверстие подходящего диаметра для вставки воздуховодной (внутренней) трубы (для небольшого газового баллона его диаметр будет составлять 80-90 мм).

7. В слишком длинном воздуховоде будет создаваться излишняя тяга, поэтому его длина должна быть максимум на 150 мм больше высоты самой печи. К примеру, если высота котла составляет 850 мм, то длина внутренней трубы должна быть около 900-1000 мм.

Длина воздуховода должна быть чуть больше длины печи

8. В верхней части трубы устанавливаться задвижка для регулировки поступления в топку воздуха.

Задвижку (заслонку) на верхней части трубы можно закрепить с помощью болта

9. Для крепления колена в боковой части баллона вырезается отверстие 100-120 мм. Диаметр стояка дымохода, вставляемого в колено, делается чуть больше – 120-150 мм.

10. Стык между коленом и дымовой трубой уплотняется асбестовым шнуром или стеклотканью.

11. Серьезным недостатком печей подобных конструкций является их небольшая теплоотдача, поэтому для аккумулирования тепла стационарный котел лучше обложить кирпичом или камнем.

Важно! Так как температура в дымоходе невысокая, в нем достаточно быстро скапливается конденсат, что приводит к осаждению сажи на стенках. Поэтому труба для отвода дыма должна иметь минимальное количество изгибов и наклонов. Желательно, чтобы дымоход подсоединялся к печи под углом точно 90°.

Схема «Бубофани»

Изготовление «блина»

Он приваривается к краю внутренней трубы так, чтобы отверстие для прохождения воздуха оставалось полностью открытым. Снизу к «блину» крепится 4-6 лопастей . Их высота для небольших котлов 40 мм, при диаметре печи 600-800 мм ребра делаются чуть выше – около 60 мм.

В больших печках допускается использовать в качестве лопастей отрезки швеллера. В случае же, если путь для прохождения воздуха по трубе слишком короткий (такое бывает в узких высоких печах), для лучшей его циркуляции ребра «блина» делают изогнутыми по часовой стрелке. В небольших печах для удлинения пути воздуха на устье «блина» можно наварить звездочку или небольшую круглую пластину.

Разновидности воздухораспределителей (блинов) для «Бубофани»

Печь «Бубофаня» изнутри

Розжиг печи

Снять крышку и поршень;

Загрузить дрова в камеру до отметки;

Засыпать сверху щепки и бумагу для растопки;

Закладывание топлива

Разжечь дрова;

Розжиг печи «Бубофаня»

Установить поршень и крышку обратно в корпус;

После закладки дров в печь вставляется «блин», а затем она закрывается крышкой

Разжечь печь можно и с помощью горящей ветоши, смоченной в бензине, бросив ее в воздухоподающую трубу; через нее же можно и понемногу добавлять топливо.

Посмотрите видео, печь Бубафоня своими руками:

Не перевелись еще мастеровитые Левши на Руси – хочется сказать, глядя на оригинальную конструкцию этой печки. Пусть ее название «Бубафоня» не поражает воображение красотой звучания, зато по своей теплоотдаче она не уступает заводским разработкам.

Что представляет собой данная отопительная установка, на каком принципе основана ее работа и можно ли воспроизвести подобную конструкцию в домашних условиях. На все эти вопросы, интересующие владельцев теплиц, дач и гаражей мы постараемся ответить.

Тепло в дом, а не в трубу!

Тот, кто думает, что горящие дрова отдают нам все свое тепло, глубоко ошибается. КПД стандартной дровяной печки не превышает 50%. Остальные 50% «греют облака». Причина таких больших потерь проста: при сгорании дров происходит процесс термического разложения (пиролиз) с образованием горючих газов. В обычной топке им не хватает времени и температуры для того, чтобы воспламениться и отдать свой энергопотенциал. Поэтому они просто улетают в атмосферу вместе с углекислым газом. В пиролизных котлах энергия топливных газов используется лучше (КПД 85-90%), поскольку процесс горения топлива здесь идет медленно и при высокой температуре.

Конструктивная схема стандартного котла «пиролизника» достаточно сложная и ее трудно воспроизвести без специального оборудования. В этом отношении печь длительного горения Бубафоня – настоящая находка для мастера-самодельщика. В ее простой конструкции удачно реализован процесс пиролиза. Эффективность сгорания топлива достигает 90% и не уступает заводским котлам, стоимость которых в десятки раз выше.

Такую установку можно успешно использовать везде, где нет газовых сетей (гаражи, теплицы, дачные дома), зато в избытке имеются дрова и другие отходы переработки древесины. На чистом угле бубафоня работает плохо, поскольку это топливо спекается, образуя шлаковый слой блокирующий работу печи. В смеси с дровами уголь ведет себя лучше, увеличивая теплоотдачу.

Принцип работы печи Бубафоня «на пальцах»

Можно долго рассказывать теорию, поясняющую работу этой отопительной установки и оперировать терминами, понятными лишь инженеру-теплотехнику. Наша же задача состоит в том, чтобы помочь домашним мастерам сделать печь Бубафоня своими руками.

Поэтому коротко перечислим самые важные ее особенности:

• Процесс горения топлива идет сверху вниз (как у восковой свечки), а не снизу вверх, как у обычной печи. Дрова закладываются в вертикальном положении, а сверху на них насыпают щепки, опилки и бумагу для растопки.
• Для дожигания пиролизных газов используется распределитель воздуха – стальной «блин» с лопастями и отверстием посередине. Воздух в зону горения поступает через трубу, приваренную к «блину». За внешнее сходство эту конструкцию иногда называют «поршень».
• Топливо поджигается сверху (при снятом распределителе воздуха). После разгорания пламени, «блин» с лопастями ставится на топливный массив, а сверху на корпус печи надевается крышка. Некоторые пользователи разжигают печь прямо через воздушную трубу, заливая в нее немного керосина.
• Процесс термического разложения древесины происходит под «поршнем». Под его весом горящее топливо уплотняется, температура возрастает и происходит термическое разложение с выделением горючих газов. По мере сгорания дров «поршень» опускается вниз, не давая топливу разрыхлиться и потерять температуру, необходимую для пиролиза.
• Выделяемый топливом горючий газ сгорает над поверхностью распределителя воздуха, увеличивая КПД печи на 20-30%.

Тяга печи регулируется посредством задвижки, установленной на трубе «поршня». Кислород, необходимый для горения пиролизного газа, поступает в верхнюю камеру через зазор между «поршнем» и крышкой. Поскольку тяга у такой печки достаточно мощная, то выхода дымовых газов через зазор между крышкой и корпусом, а также поршнем и крышкой не происходит. Высота дымовой трубы, по отзывам владельцев должна быть не менее 4 метров.

Из чего можно сделать котел Бубафоня?

Самые популярные варианты этой конструкции основаны на 200-литровой бочке или старом газовом баллоне емкостью 40 литров. Первый вариант обладает большей теплоотдачей и длительным периодом горения (до 2-х суток). Поэтому его используют для отопления больших теплиц, мастерских и ангаров.

Самодельный котел Бубафоня из газового баллона дает меньше тепла и выделяет его не более 8 часов. Поэтому его место – в дачном домике, небольшом гараже или хозяйственной постройке.

Учитывая не слишком презентабельный вид данной конструкции, ее ставят в дачном доме после небольшой доработки. Она заключается в обкладывании стального корпуса кирпичом или натуральным камнем. Эти материалы не только сделают печь красивой, но будут играть роль аккумуляторов тепла.

Последовательность изготовления

В качестве примера рассмотрим процесс изготовления печки Бубафоня из газового баллона. Первый этап работы — срезка его верхней части. Позже она понадобится нам в качестве крышки корпуса.

Второй шаг – изготовление колена-вытяжки. Для этого в боковой части корпуса баллона нужно вырезать отверстие подходящего диаметра. Колено сваривают из уголкового обрезка стальной трубы диаметром 100-120 мм. Для стояка дымохода придется найти более широкую трубу – 120-150 мм. Такой диаметр необходим для улучшения тепловой эффективности котла.

На конце вытяжки нужно приварить переходник для установки дымохода (Фото №2 и №3). Уплотнение перехода «вытяжка-стояк» выполняется шнуровым асбестом на глине или стеклотканью.

Шаг третий. Привариваем к крышке две ручки и верхний патрубок, который будет направлять движение «поршня». К корпусу печи крепим сваркой стальную полосу. Она создаст бортик, препятствующий сдвигу крышки с корпуса.

В крышке баллона газовой сваркой вырезаем отверстие для установки воздуховодной трубы (внешний диаметр 80-90 мм).

Воздуховодная труба может быть не только круглой, но и квадратной. От этого работа буржуйки не ухудшится, зато ее сборка станет проще (фото №5).

Фото №5 Квадратная труба воздухораспределителя

Шаг четвертый – из толстого стального листа (3-4 мм) вырезается «блин» с отверстием посередине, диаметром равным диаметру трубы воздуховода. Зазор между краем пластины воздухораспределителя и стенками баллона должен составлять 1/20 диаметра «блина».

Толщину металла для пластины выбирают в зависимости от размера корпуса котла. Так, для бытового газового баллона диаметром 30 см для изготовления «блина» потребуется пластина толщиной 8-10 мм. Для 200-литровой бочки эта толщина будет меньше (4-6 мм).

Снизу к пластине воздухораспределителя привариваем шесть лопастей. Они необходимы для равномерного горения топлива в нижней камере и полного сгорания пиролизных газов в верхней (фото №6).

В некоторых конструкциях в центре распределительного узла крепится вторая круглая пластина меньшего размера с небольшим отверстием (3-4 см). Она нужна для того, чтобы между топливом и лопастями оставалось свободное пространство выхода газов, а горящие угли не забивали канал подачи воздуха. Собрав все части печи, остается загрузить ее дровами, установив их вертикально, а сверху на них разложить щепки и бумагу для розжига (фото №7 и №8).

Если печка будет топиться не сухими, а сырыми дровами, то в конструкцию дымовой трубы нужно внести изменения. Ее следует продлить вниз, сделав колено для сбора конденсата и поставить на нем сливной кран.

© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.

Отопительная печь медленного горения «Бубафоня» – творение умельца с Колымы (жителя тамошнего в наши дни, не сталинские) Афанасия Бубякина. Он поделился своим удачным опытом в сети, где его ник bubafonja, отчего печка и получила свое прозвище. За прототип Афанасий взял котел литовского производства «Стропува», который, как бы его ни хаяли временами, за почти 15 лет промышленного выпуска прекрасно себя зарекомендовал.

На сегодняшний день бубафоня, можно сказать, любимое детище печников-любителей. После доработок Бубякина, о которых подробнее будет сказано ниже, ее может сделать своими руками домашний мастер практически любой квалификации, лишь бы умел обращаться со сварочным аппаратом . «Сварганить» бубафоню можно за выходные, и многим колымская печка исправно и сараи почти задаром (см. рис.): бубафоня хорошо греет почти на любом твердом топливе, от хвойных опилок до антрацита.

Самодельная печь “Бубафоня”

Это породило множество попыток приспособить бубафоню для водяного отопления дома: цена котла Stropuva на 20 кВт исключительно дровяного в РФ в настоящее время примерно 90 000 руб., а универсального дрова/уголь – около 120 000 руб. Аналоги, о которых речь еще пойдет далее, стоят 68-110 тыс. руб. Тоже не дешево.

Однако, если для котлов Stropuva со времени их появления в продаже в 2001 г. не отмечено ни одного полного или внезапного отказа, то с водогрейно-отопительными бубафонями фиаско следует за фиаско. Печь работает, разжигается, греет, но:

• Расход топлива соответствует КПД в лучшем случае 60%.
• На стенках топливной камеры интенсивно образуется нагар.
• При смене погоды приходится то и дело бегать в котельную вручную регулировать подачу воздуха. Зазеваешься – температура теплоносителя в системе за 15-20 мин. прыгает до 95-97 градусов, а это уже на грани вскипания со всем вытекающим.
• Время теплоотдачи с одной загрузки топлива получается до 12 час против 30 и более у «Стропувы».
• Водный конденсат в дымоходе образуется так обильно, что в сильный мороз замерзает и перекрывает дымоход.
• Наблюдаются случаи «обратного горения», когда печь тянет воздух через дымоход, а из воздуховода бьет пламя.

В целом, бубафоня с водяным контуром более-менее надежно и стабильно работает только при отборе до 10-15% ее тепловой мощности для ГВС , а попыткам взять побольше на отопление отчаянно сопротивляется. Надо сказать, что бубафоня как бубафоня тут не виновата. Внутренний запас тепла ей нужен, чтобы дожечь как следует отходящие газы (смесь пиролизных с дымовыми).

Это характерная особенность любой . Тем не менее, благодаря знанию происходящих в ней физико-химических процессов приспособить такую печь под отопительный котел все же возможно, что и доказали в свое время литовские конструкторы. А цель настоящей статьи – разобраться, как отучить печку от жадности к теплу применительно именно к конструкции Бубякина.

Конечный итог неоднозначен. С одной стороны, котел «Бубафоня» вещь все же возможная. С другой, нужно еще думать и думать, пробовать и снова думать. Особенно – с автоматикой и переключателем дрова/уголь. Но мы забегаем вперед, к делу.

Прототип

От чего же шел Афанасий? Разберем на примере самой продаваемой литовской модели – дровяного Stropuva S20 тепловой мощностью 20 кВт, см. рис. Универсальные котлы выглядят точно так же, но к названию добавляется индекс U, напр. StropuvaS20U. Они иногда, как в данном случае, ставятся в качестве резервных в элеваторных узлах частных домов и малоэтажек, чтобы, по крайней мере, избежать разморозки системы при отключении центрального отопления.

Схема котла Stropuva показана на рис. слева ниже. В нем есть несколько отличий от сложившейся тогда (2001 г) конструкции печей и котлов поверхностного горения. Первое – камера предварительного нагрева воздуха 2. К топливу он подается нагретым около 400 градусов, что обеспечивает горение совместно с пиролизом и эффективное дожигание отходящих газов.

Второй момент – воздух поступает к топливу сверху по полой телескопической штанге 5 с распределителем воздуха 7 (см. след. рис. справа). Распределитель – сложной конфигурации крестовина с дефлектором («ушами») для подачи части воздуха на некоторую глубину в топливную массу и воздушным капилляром.

Такая конструкция обеспечивает подачу окислителя точно в тонкий горящий слой непрерывно по мере оседания топливной массы. В результате полное сгорание топлива происходит в небольшой, по вертикали, зоне над и под воздухораспределителем. Чуть выше клубятся уже прогоревшие, но еще очень горячие дымовые газы; их тепло можно использовать как угодно не нарушая термохимического цикла топки. В сущности, «Стропува» – комбинированного типа, в котором горение, пиролиз и дожигание пиролизных газов совмещены во времени и пространстве.

Горение в такой системе нестабильно; если после розжига оставить подачу воздуха на максимале, топливо вспыхивает. Экономичный медленный режим горения обеспечивает воздушный дроссель (заслонка, поз. 1 на схеме) с приводом от энергонезависимой термомеханической автоматики. В отопительных котлах медленного горения находят применение в основном 2 ее схемы: на биметаллических пластинах и рычажно-дифференциальная.

О термомеханике

Принцип действия термомеханики на биметалле (термопружины) основан на разнице температурных коэффициентов расширения (ТКР) различных материалов, см. рис. Чем меньше начальный угол расхождения пластин α, тем больше при том же нагреве будет изгиб пружины. Поэтому термопружины чаще всего делают из пластин, по всей плоскости спеченных контактной сваркой, получается биметаллическая пластина. При небольшом, менее 100 градусов, нагреве, она буквально гнется дугой с большой силой.

Термопружины (термобиметаллические пластины) не требуют сложной кинематики привода заслонки; пружина из пластин длиной 300 мм и α = 3-5 градусов при нагреве до 85 градусов тянет с силой в несколько килограмм. Но термопружины из обычных материалов вследствие больших внутренних напряжений быстро устают: корректировать температуру в системе по термометру приходится примерно раз в месяц, и каждый сезон-два пружину (пластину) нужно менять, она сгибается насовсем.

Для промышленного изделия, предназначенного на рынок, такие эксплуатационные удобства означают смерть прежде рождения, но умельцам самодельные термопружины, возможно, и пригодятся. В таком случае нужно брать пары нержавеющая сталь – латунь или, лучше, нержавейка – бронза. Пары нержавейка – бериллиевая бронза точно и стабильно работают годами, в т.ч. в военной технике, но бериллиевая бронза – стратегический материал строгой отчетности. В заводских котлах, и в той же «Стропуве», используются биметаллические пластины из специальных сплавов.

Мягкие металлы с большим ТКР (медь, алюминий) для термопружин не подходят. Их иногда используют в биметаллических пластинах, срабатывающих редко эпизодически, напр. в самовосстанавливающихся размыкателях электрических цепей.

Пластины для самодельной термопружины нужно брать трапециевидные, с широким основанием в 30-50 мм и узким 10-15 мм. Высота трапеции – 200-300 мм. Пластины склепываются узкими основаниями. Дополнительный рычаг с отношением плеч 1:3 – 1:5 (справа на рис.) даст рабочий ход в 120-130 мм, что для воздушного дросселя достаточно.

Толщина пластин должна быть от 0,5 мм, причем разная для разных металлов: менее упругая – толще. На 0,5 мм нержавейки нужно примерно столько же бериллиевой бронзы, 1 мм обычной оловянистой бронзы и 2 мм латуни.

Иногда в фабричных котлах термомеханику делают дифференциально-рычажную. Принцип тот же, но используется неодинаковый нагрев одного и того же материала. А именно – внутренней и внешней стенок водяной рубашки; разницу отслеживает пара шарнирно связанных в одной точке длинноплечих рычагов. Рычажно-дифференциальная система долговечна и стабильна, но требует достаточно сложной кинематики из деталей прецизионной точности, т.к. линейная разность расширения обечаек котла доли миллиметра.

Возвращаясь к «Стропуве», осталось рассказать об переключателе дрова/уголь и особенностях обвязки котла. Изначально литовский котел проектировался под горючий сланец, которым Прибалтика богата. Горит сланец примерно как дерево, так что под дрова «Стропува» пошла без существенных переделок.

Но с углем возникли проблемы: для дожигания его отходящих газов необходим дополнительный воздух. Его взяли из воздухонагревателя, устроив в нем клапан с ручным управлением, но разрежения в пространстве дожигания оказалось мало для нужного подсоса. Просто так решить задачу оказалось невозможно, пришлось для топки на угле сделать наддув от электровентилятора из расчета примерно 1 Вт электрических для наддува на 1 кВт теплоотдачи котла. Впрочем, для производителей от этого нет худа без добра: вентилятор наддува в комплект универсального котла не входит, поставляется опционально. За отдельную плату.

Т.е., угольная «Стропува» потеряла энергонезависимость, это нужно помнить, планируя покупку или пытаясь повторить конструкцию. А загрузка из некоторых сортов угля при этом и не догорает полностью. Остаток пригоден для дожигания в следующей загрузке, но его приходится выгребать из зольника и отделять топливо от золы.

На угле «Стропува» обеспечивает теплоотдачу до 5 суток. На сегодняшний день это показатель весьма средненький : угольные котлы сверхдлительного горения на одной загрузке греют до 30 суток и позволяют догружать топливо без останова и нарушения режима горения, т.е. розжиг им нужен раз в сезон. Но работают они только и только на угле.

Обвязка

Обвязка котла «Стропува» особенная: она не годится для котлов иных типов, и наоборот. Тут литовцам нужно отдать должное: схема хорошо продумана с учетом особенностей отопления жилых домов, несложна и относительно недорога, что в значительной степени компенсирует дороговизну самого котла. Схема обвязки для S20 в простейшем варианте, без теплого пола, представлена на рис.

Первое, что обращает на себя внимание – отдельный регистр R1; он обозначен красным. Эту батарею ставят в помещении, где ровный температурный режим не обязателен: в прихожей, на лестничной клетке. Балансировочным вентилем bk1 в холодную погоду (на максимале котла) регулируют, чтобы радиатор чуть теплился.

Температурная (не тепловая!) инерция котла составляет 20 градусов, а временная – около 20 мин. Т.е., если на котле по штатному термометру выставлено 70 градусов, то температура теплоносителя в течение 20 мин может меняться от 60 до 80 градусов. На это время избыток теплоносителя перепускается в R1, который таким образом, играет роль аварийного радиатора, но без нарушения режима горения и снижения КПД котла.

Второй тепловой буфер – бойлер ГВС B; эксплуатировать котел без него настоятельно не рекомендуется. Перепускным вентилем 3 устанавливают температуру воды ГВС, а таким же ниже по схеме – температуру регистров общего назначения.

Устройство перепуска подачи в обратку ТЗ-20-50 типовое. Его назначение – не допустить охлаждения обратки ниже 45-50 градусов, иначе в котле может выпасть кислотный конденсат вследствие переохлаждения дожигателя.

Второй балансировачный вентиль bk3 работает в паре с циркуляционным насосом P на 40-80 Вт, обеспечивая оптимальную скорость циркуляции в рубашке котла и регистрах по отдельности. Если насос с авторегулировкой оборотов по температуре на подаче, то bk3 не нужен, поэтому поставляется опционально.

Такая схема не требует регулярной подпитки от водопровода, а слив 5 используется только при перезапитке, поэтому поплавкового крана вовсе нет. Но система должна быть полностью герметичной, поэтому возможна установка только мембранного расширительного бака H. Второе ее, впрочем, относительное, неудобство – максимальное давление в котле 2 бар, а предохранительный клапан слива настроен жестко на 1,5 бар. Т.е., никакой насос не загонит теплоноситель выше 2 этажа, да и там батареи будут холоднее, чем на первом.

Хороша ли «Стропува»?

К указанным выше недостаткам, из которых главный – медленный разогрев (20 мин сам котел, а вся система?), необходимо добавить следующие:

1. Невозможность технологического останова: загрузка топлива должна прогореть полностью, только тогда на котле и системе можно производить какие-то работы.
2. Невозможность догрузки топлива без повторного розжига.
3. Заявленный производителем КПД (91,5%) не соответствует как декларируемым дилерами значениям (85-87%), так и результатам статистической обработки по расходу топлива у реальных пользователей, 76-78%
4. Под котел обязательно нужна отдельная котельная по требованиям МЧС (от 8 куб. м, потолок от 2,2 м, из негорючих материалов, открываемое окно, неперекрываемое приточное окно для воздуха, отдельный дымовой канал).

Тем не менее, «Стропуву» берут весьма охотно. Причины отнюдь не маркетинго-рекламные ухищрения:

• Исключительно высокая надежность котла, заложенная в самом принципе его устройства. В глубинке морозной зимой это, безусловно, важнее, чем несколько процентных пунктов КПД. Мелкие неисправности легко устранимы, не вызывают останова котла и заранее дают о себе знать.
• При пропадании электричества котел безо всякого постороннего вмешательства сам переходит на термосифонную циркуляцию и может в этом режиме работать неограниченное время при штатной загрузке топлива. В доме будет холодновато, но система не разморозится.
• Несложная и недорогая обвязка.
• Схема обвязки, если установлен бойлер ГВС косвенного подогрева (со встроенным теплообменником), позволяет заправлять систему антифризом без перезапитки на 5-7 лет и более.
• Монтаж котла не требует огнеупорного основания или усиления настила пола, лишь бы он был несгораемым.
• Большой предел регулировки мощности, более 10 раз.
• Реальный КПД держится в пределе регулировки мощности 100-10%.
• Как следствие из 5 предыдущих пунктов, экономичность по деньгам как при вводе в эксплуатацию, так и в течение ее.

Аналоги «Стропувы»

Хотя на сегодняшний день «Стропува» далеко не последнее слово теплотехники, по ТТД, эксплуатационным качествам и требованиям экологии котел остается на уровне современных требований, а конструкция его отработана и проверена временем. Не удивительно, что, пользуясь литовскими лицензиями, аналоги Stropuva на том же принципе выпускает множество фирм: Atlantic, Beretta, Candle, DEMRAD, Electrolux, Eurofan, FLAMINGO, FONDITAL, GLOBAL, HERMANN, Junkers, Liepsnele, LG, MIDEA, NOVA FLORIDA, Protherm, SIME, Starway, VAILLANT, Viadrus, Viessmann.

Известные отечественные производители литовских лицензий не берут, трудности с получением. Но взамен на российском рынке есть линейка котлов КВр (торговая марка «Твердотоп», см. рис. справа) концерна «Медведь», которые уступают «Стропуве» в наработанном времени эксплуатации, но кое в чем и превосходят литовца:

1. Цена на 20-25% ниже при сравнимых техданных. Для 20-кВт дровяного котла 68 тыс. против 85.
2. Допустимая длина дров – до 35 см для КВр на 10 кВт, 40 см для 20-кВт и 45 см для 40-кВт. «Литовца» нужно топить чурками.
3. Загрузочная дверца высотой 940 мм; вся укладка дров сразу перед глазами, можно ее поправить внизу, не трогая верх.
4. Механизм подъема воздухораспределителя совмещен с дверцей и собран на роликах. В «Стропуве» подъемный тросик протянут в трубке: тянуть тяжелее, и трубка со временем протирается.
5. Дверца зольника с защитой от дурака, что сводит на нет пожарную опасность.
6. Дверцы не обжигающие, а их уплотнения трудно изнашиваемые.
7. Есть шибер на дымоходе, т.е. котел можно подключать к любой существующей трубе с избыточной тягой.
8. Допустимое давление в системе 2,5 бар, что позволяет отапливать 2 этажа с мансардой в пределах санитарных норм.

Вместе с тем «Твердотоп – Медведь» не лишен и заметных недостатков:

• Минимальная высота потолка котельной – 2,5 м; сам котел очень высокий.
• Время теплоотдачи с одной загрузки дров – 20 час против 30 у «Стропувы».
• Верхний выход в дымоход. Если бить под трубу проем в стене, что проще, чем в бетонном перекрытии, то потребуется еще увеличить высоту котельной и поставить лишнее колено, требующее прочистки.

В целом же КВр со «Стропувой» врагами назвать нельзя, тот и другой рассчитаны на свои условия эксплуатации. «Стропува» – на места более-менее обжитые с развитым типовым строительством и с климатом ближе к европейскому. КВр эффективнее будет в условиях резко континентального климата в краях, где строятся более каждый сам по себе.

«Медленный котел» или пиролизник?

Выходит, пиролиз в котлах медленного горения едва проглядывает где-то в районе воздушного дефлектора? И это сказывается на его качественных показателях? Да, и чисто с раздельными газификацией и сгоранием превосходит котлы медленного горения по следующим параметрам:

1. Высокий КПД; 95% – норма.
2. Стабильность работы на любом виде топлива: двухступенчатое сгорание с обратной связью процесс принципиально устойчивый.
3. Компактность: котел на 20 кВт размером со стиральную машину, его можно ставить просто в кухне, лишь бы пожарники позволяли.
4. Экологичность: на выхлопе только СО2 и Н2О, что в принципе позволяет пожарникам выдавать разрешения на эксплуатацию без отдельной котельной.

Но повсеместному распространению «пиролизников» мешают и серьезнейшие недостатки:

• Высокая стоимость, примерно вдвое выше, чем у «медленного» котла на ту же мощность.
• Небольшие пределы регулировки мощности: превосходство в КПД в реальных условиях при смене погоды нередко излучается в мировое пространство аварийным радиатором и утекает в канализацию сбросом перегревшегося теплоносителя.
• Ограниченный срок службы жаростойкой футеровки камеры сгорания, т.е. требуется регулярный дорогостоящий ремонт.
• Полная энергозависимость: без наддува вентилятором и электропитания управляющей автоматики котел просто гаснет.

В общем, пиролизный котел пока только хорошая перспектива. Свое слово он скажет, когда разработчики управятся с его недостатками, а возросшая цена топлива заставит считать и проценты от КПД.

Беремся за Бубафоню

Теперь выясним, почему печь бубафоня столь популярна. Что такого внес Бубякин в исходную конструкцию, что сделало ее повторяемой простейшими средствами в домашних условиях при сохранении параметров, сравнимых с фирменными?

Но тогда никак не пристроить воздухонагреватель, а подогрев поступающего воздуха необходим, иначе приличного КПД не жди. В Колымском крае это вопрос отнюдь и отнюдь не отвлеченный.

Бубякин решил и эту проблему в духе всей печи: сложный воздухораспределитель-дефлектор заменил достаточно тяжелым гнетом-«блином» с ребрами снизу. Таким образом удалось почти весь рабочий процесс загнать под блин: он своей тяжестью уплотняет горящий слой и воздух успевает прогреться как следует буквально за сантиметры пути от устья воздуховода. Это позволило при правильном исполнении печи и ее надлежащей эксплуатации избежать обратного горения, заодно уменьшив высоту печки едва ли не вдвое и сохранив в такой предельно простой конструкции (см. рис. справа) КПД свыше 70% Тепловая мощность регулируется, как и в «Стропуве», подачей воздуха.

Выход отходящих газов на дожигание был обеспечен также элементарно просто: в зазор между «блином» и стенкой печи. Доля пиролиза в зоне под блином в печи Бубякина возросла; соответственно усилилась и роль дожигания в пространстве над гнетом. Этим и некоторыми другими обстоятельствами, см. ниже, и объясняется трудность приспособления бубафони под отопительный котел.

Любопытный факт

Вскоре после появления в рунете описания бубафони фирма Stropuva анансировала важное усовершенствование: воздухораспределитель новой конструкции, см. рис. слева, позволяющий добавить к КПД несколько процентных пунктов. Интересно, а самому-то Афанасию на Колыму они хоть написали об этом?

Где взять чертежи?

В свободных источниках точных сведений о правильных пропорциях бубафони не доищещься, а платные эту тему и вовсе обходят стороной. Оно и понятно, эту печку делают в основном из подручного хлама кто как соображает и может. Предельных параметров, которые способна дать сама идея тут, конечно, ждать не приходится.

Что ж, возьмемся за конструирование сами и, порывшись в доступных железяках, разработаем чертежи самостоятельно по своим потребностям и возможностям. Взгляните на рис. Сколько там всяких размеров (определяющие выделены цветом)! И как они между собой связаны?

Среди законов Мерфи, которых уже после самого Мерфи набралось на довольно толстенькую брошюрку, есть и такой: «Любая простота есть только видимая часть скрытой сложности». Но не смущайтесть, сейчас мы вам все объясним таким образом, чтобы конструирование печки заняло не более вечера.

Главная пропорция – отношение внутреннего диаметра заготовки корпуса D к ее высоте H. H/D должно быть в пределах 3:1 – 5:1, а собственно D – 300-800 мм. При меньшем диаметре воздух, не успев прореагировать с топливом, уйдет, унося с собой в трубу КПД, а при слишком большом топливо по краям будет гореть слишком медленно, в центре топливной массы образуется яма, блин в нее сядет и печь погаснет. Но не спешите пока в сарай искать подходящую железину! И не отвергайте сразу ржавую бочку из-под горючего, о ней мы далее еще поговорим.

Следующий важнейший, особенно для котла, параметр – толщина стенки корпуса Δ. Если на печи будет водяная рубашка, а корпус из обычной стали, Δ должна быть в пределах 4-6 мм. Это условие требует особого пояснения.

Через слишком тонкую стенку в воду сразу уйдет чрезмерно много тепла, отходящие газы остынут ниже 400 градусов немедленно после выхода из щели между «блином» и корпусом, как показано на поз А рис. слева. Да, цвет стенки соответствует не ее цветовой температуре (нагретая до желтого свечения сталь расплавится), а потоку тепла сквозь стенку в данном месте.

Итого, отходящие газы не смогут догореть как следует, КПД котла получится неприемлемым, на стенках топочной камеры скоро образуется плотный нагар, а в дымоходе – обильный конденсат. Стенки жарового корпуса фирменной «Стропувы» толщиной 2,5 мм, что и берут за основу многие умельцы. Но он, во-первых, выполнен из жаростойкой стали, теплопроводность которой гораздо меньше, чем у обычной конструкционной. Во-вторых, в «Стропуве» остаточные газы выделяются примерно с 3/4 верхней поверхности топливной массы и сразу же непосредственно со стенкой контактирует небольшая их часть.

В бубафоне отходящим газам приходится протискиваться сквозь довольно узкую щель, и весь их поток проходит вплотную к стенке. Поэтому самодельный котел-бубафоню нужно делать с толстыми жаровыми стенками. Тогда тепловое сопротивление стенки из обычной стали окажется достаточным для поддержания необходимой температуры в пространстве дожигания. Ход остаточных газов в таком случае показан на поз. Б рис. Однако слишком толстой стенку делать тоже нельзя: общая тепловая/временная инерция котла окажется такой, что вода в системе может закипеть даже если хозяин прикроет воздушный дроссель или автоматика отработает своевременно.

А из листа можно?

Разумеется, обечайку корпуса можно получить, прокатав стальной лист между валками. Но листогибочные станки любителей и мелких «железных» ИП, как правило, гнут сталь не толще 2,5 мм. На котел такая субтильная бубафоня вряд ли сгодится, но для воздушно-инфракрасного обогрева подсобных помещений вполне подойдет. Подробнее см. далее, о бубафоне из бочки.

Баллон и труба

Вот теперь уже можно мысленно переворошить наличные металлоресурсы: лучшая бубафоня – из газового баллона промышленного назначения или отрезка трубы большого диаметра . На мощность до 12-15 кВт баллон предпочтительнее – днище варить не нужно, а округлый верх обеспечит лучшее дожигание. Для печи малой мощности это особенно важно, т.к. в ней полнее скажется закон квадрата-куба: отношение поверхности к объему с уменьшением размера геометрического тела увеличивается. Типичные основные размеры баллонно-трубных бубафонь показаны на рис.

Распределитель воздуха

Теперь перейдем к блину. Для оптимизации рабочего процесса по КПД зазор между ним и корпусом с должен быть 0,05D. К примеру, для баллона с внутренним D = 300 мм получится с = 15 мм. Тогда диаметр блина d = D – 2H = 270 мм.

С ребрами дело обстоит сложнее. Их высота h зависит от D нелинейно. В пределах D = (600-800) мм можно взять h = 0,1D. Для меньших D вычисляем h как пропорцию, зная, что для D = 600 мм h = 60 мм, а D = 300 мм h = 40 мм.

Осталось найти толщину блина σ. Она должна быть тем больше, чем меньше D. Почему? Вес блина нужно выдержать в определенных пределах: гнет слишком легкий не придавит горящий слой в меру, КПД упадет и печь окажется склонной к вспыхиванию и обратному горению. Слишком тяжелый блин просто вдавится в топливо и оно погаснет. Подробный расчет займет слишком много места, а величина σ не очень критична, поэтому просто укажем:

• Для D = 300 мм σ = 6-10 мм.
• Для D = 400 мм σ = 6-8 мм.
• Для D = 600 мм σ = 4-6 мм.
• Для D = 800 мм σ = 2,5-4 мм.

Промежуточные значения, если требуется, вычисляются как пропорция и берется большее из стандартного ряда толщин листового металла.

О конструкции воздухораспределителя

В дровяной котел-бубафоню с D от 500 мм обычно ставят блин, конструкцию которого уже можно назвать классической, справа на рис.ниже. Ребра – прямые отрезки швеллера подходящего размера, расположенные радиально. Под образовашимися каналами топливо будет выгорать быстрее, что обеспечит нужную просадку блина в его массу. Самый блин можно сделать из листа потоньше, 2-2,5 мм, его легче резать. А необходимый вес гнету придаст наваренное сверху кольцо из того же швеллера. Такая конструкция, кстати говоря, куда меньше склонна к заеданию в печах большого диаметра.

Обратите внимание, устье воздуховода расположено по нижнему обрезу ребер. Это нужно, чтобы воздух, прежде чем попасть в зону горения, прогрелся, пройдя несколько см в массе топлива. Образующийся при этом в центре небольшой его конус, если слишком уж разрастется, расползается под весом блина. Печка при этом издает короткий скрипящий или скрежещущий звук, это нормально.

Для узких высоких бубафонь путь воздуха под блином с прямыми ребрами оказывается слишком коротким для хорошего сгорания топлива. Поэтому ребра выполняют изогнутыми по часовой стрелке, если смотреть со стороны блина. Заодно их закрутка создает в дожигателе циркуляцию (вихрь), что способствует полному догоранию в малом объеме.

Физически-географический курьез: вихрь образуется благодаря силе Кориолиса, возникающей вследствие вращения Земли. Поэтому в южном полушарии, буде кто-то там вознамерится сделать бубафоню, ребра должны загибаться против часовой стрелки. Иначе вместо вихря в дожигателе на стенки сядет сильный нагар.

В малых бубафонях ( , ) воздух требуется подать еще глубже в топливо и пропустить до поступления в зону горения по более длинному пути. Но тогда нужно избежать образования слишком уж широкого конуса топлива под центром блина. Оптимальный выход для самодельщика – наварить на устье воздуховода негодную звездочку диаметром примерно в 1/4-1/3 D, и с центральным отверстием диаметром около 1/3 диаметра воздуховода d, который мы еще рассчитаем, средняя поз. на рис.

А вот блин слева на рис. – пример полного пренебрежения техническим здравым смыслом : тонкий, быстро прогорит. Вырезан через пень-колоду, застревать будет. Ребра из слишком высокого уголка: печка то ли вспыхнет, то ли не разгорится, но греть как следует все равно не будет.

Дымоход

Для дальнейших расчетов нам понадобится площадь поперечного сечения дымохода S. Вычислить ее по известным методикам сложно, т.к. КПД и других нужных параметров единичного изделия из подручных материалов мы заранее не знаем. В промышленных условиях делают опытный экземпляр, «гоняют» его так и сяк в испытательной камере и по полученным данным уточняют исходные для расчета серийного образца; иногда опытных экземпляров приходится делать несколько.

К счастью, опыт эксплуатации бубафонь и ошибок при их создании накоплен уже немалый. Поэтому S можно с достаточной для любителя точностью вывести по удельному часовому энерговыделению закладки топлива e, не «заморачиваясь» КПД и длительностью теплоотдачи. Для этого, во-первых, задаем максимальную высоту топливной массы в печи Hf = 2/3H. Затем, по школьным формулам, определяем объем топлива Vf. Удельная теплота сгорания разных его видов есть в справочниках, но нам нужно знать массу. Для некоторых видов вот данные к расчету:

• Дрова осиновые среднего размера: вместимость (массовый коэффициент укладки) 0,143 кг на 1 куб. дм. Vf; E = 2,82 кВт/ч.
• Сухие опилки или мелкая стружка хвойные: вместимость 0,137 кг на 1 куб. дм. Vf; E = 3,2 кВт/ч.
• Ольховые брикеты: вместимость 0,285 кг на 1 куб. дм. Vf; E = 3,5 кВт/ч.
• Твердолиственные брикеты: вместимость 0,31 кг на 1 куб. дм. Vf; E = 3,1 кВт/ч.
• Уголь каменный ДПК: вместимость 0,4 кг на 1 куб. дм. Vf; E = 4,85 кВт/ч.
• То же, ССОМ: вместимость 0,403 кг на 1 куб. дм. Vf; E = 5,59 кВт/ч.
• Антрацит мелкий АМ: вместимость 0,485 кг на 1 куб. дм. Vf; E = 5,68 кВт/ч.
• То же, крупный АКО: вместимость 0,5 кг на 1 куб. дм. Vf; E = 5,72 кВт/ч.
• Торф белорусский: вместимость 0,34 кг на 1 куб. дм. Vf; E = 2,36 кВт/ч.

Теперь все очень просто: находим полное часовое энерговыделение E = eM, где M – масса закладки топлива, тогда минимальное сечение дымохода S(кв. см) = 1,75E(кВт/ч). Например, у нас печь из баллона. D = 3 дм, Hf = 6 дм. Vf = ((πD^2)/4)Hf = 42 куб. дм. Берем самое энергичное из предполагаемых топлив; допустим, ССОМ. Его в топку поместится 42х0,403 = 17 кг, с округлением. Энергии эта закладка, если ее сжечь полностью за час, способна выделить E = 5,59х17 = 95,03 кВт или, округленно, 100 кВт. Площадь сечения дымохода нужна S = 1,75х100 = 175 кв. см, не менее. Просчитав обратно от площади к диаметру, получим 15 см или 150 мм. Риторический вопрос к опытным печникам: хватит такой трубы на 10 кВт тепла? А рассчитать сможет кто угодно.

Тут же можно прикинуть, какая мощность печи получится. Самодельные бубафони отдают тепло около 12 час. Тогда Pпечи = 100/12 = 8,5 кВт на хорошем угле. А на опилках? Поделим их энерговыделение (3,2 кВт) на угольное (5,59 кВт), 3,2/5,59 = 0,572 и возьмем результат за поправочный коэффициент k1 = 0,572. Второй определим как отношение вместимостей опилок и угля: k2 = 0,137х0,403 = 0,34; общая поправка k = k1k2 = 0,572х0,34 = 0,195. На опилках печка выдаст 8,5х0,195 = 1,66 кВт, этого хватит, чтобы прогреть до температуры обеспечения активности гараж или птичник 6х4х2,25 м. Чтобы добиться «угольной» мощности, опилки придется сжечь за 0,195х12 = 2,34 или примерно за 2,5 час. Способна ли на это печка на максимале? Данная методика ответа на этот вопрос не дает. Что поделаешь, она приблизительная. Но простая.

Здесь возникает еще один вопрос: 20-кВт «Стропува» на загрузке в 140 кг того же угля греет 5 суток. Какой же тогда у нас выходит КПД бубафони на угле? А мы и не будем сжигать его на максимале, заслонку прикроем, а то печка сгорит. Как и «Стропува», если у нее убрать воздушный регулятор. Для расчета нужно было привестись к одному и тому же какому-то времени, вот 12 час и взяты, как характерное время сгорания дров. Так удобнее сверяться по известным опытным данным.

Второе, даже в самых фанфарных рекламных проспектах пишут: «до 5 суток», т.е. на техминимуме мощности в 10% от номинала. Итого – 2 кВт/ч, а наша печка с одной загрузки в 17 кг и выделяя 2 кВт/ч, будет отдавать тепло 50 час. А 140 кг с учетом потерь тепла при розжиге хватит на 4-5 суток. Долговременный КПД получается примерно такой же, как у Стропувы, и без наддува с переключателем Д/У.

О разжигании угля

Обычно бубафоню разжигают, наливая в воздуховод немного ЛВЖ и бросая туда спичку или горящий фитиль. Но уголь, особенно антрацит, так не разожжешь. Для растопки угля его загружают по нижний обрез загрузочного люка, а поверх угля на 2/3 высоты проема накладывают сухие мелкие дрова, поджигают, и дверцу закрывают.

Когда дрова прогорят до пылающих углей (в фирменных котлах для наблюдения предусмотрено смотровое окошко с жаростойким стеклом), дверцу открывают, догружают угля до верха люка и воздуховод полностью открывают. Полчаса-час за печкой наблюдают; когда она начнет раскаляться, прикрывают воздуховод до нормы.

Воздуховод

Воздуховод по известной площади сечения дымохода считается еще проще: d = (0,5-0,55)((4S/π)^0,5), обозначения – на схеме размеров. И для нашей баллонной печки с диаметром дымохода в 150 мм для воздуховода понадобится труба 76-80 мм по внутри.

К примеру, обгибаем заготовку воротника вокруг трубы воздуховода. Это несложно, т.к. воротник можно делать из оцинковки. Собрав или сварив стык, надеваем на трубу снова, прижимаем в одном месте и меряем получившийся двойной зазор. Допустим, вышло 1,6 мм. Тогда δ = 0,8 мм; L = 64 мм и q = 214 мм. Берем L = 65-70 мм и q = 215-220 мм. Воротником самодельщики чаще всего пренебрегают ради простоты, а зря. КПД от него зависит весьма заметно.

Прочие мелочи

• Отступ технологических проемов от верха i = h + σ + 20 мм.
• Высота нижнего обреза топочной дверцы Hm = Hf + h + σ + 30 мм, так лучше для ревизии и чистки верхней поверхности блина.
• Высота загрузочной дверцы hm = H – Hf – i; ширину дверцы берем не более 1/4 длины окружности жарового корпуса по его внешнему диаметру.
• Высота дверцы зольника ha = h + σ + (100-150) мм; ширина – как для загрузочной дверцы. Высокая дверца зольника необходима, т.к. уголь в бубафоне может не догореть полностью и выгребать спекшиеся остатки замучаешься.

Дверцы

Для любителей предпочтительнее также давно отработанный технически способ: выступающие горловины и двойные дверцы с прокладкой из листового асбеста или базальтового картона, см. рис. Такая конструкция хороша и тем, что в некоторой степени предохраняет от ожогов, внешняя часть дверцы не раскаляется до наружной температуры жарового корпуса.

Водяная рубашка

Для обеспечения при необходимости термосифонной циркуляции достаточной интенсивности слой воды в рубашке должен быть потоньше, но не настолько, чтобы начала сказываться ее собственная вязкость. Считать тут нечего, на практике давно отработано оптимальное значение – 40-60 мм. Толщина металла – 1 мм на 1 бар нормального эксплуатационного давления при высоте рубашки до 2 м. В общем, 2,5 мм сталь будет держать в любом случае, а гнуть ее в домашних или кустарных условиях можно.

Если речь идет о бубафоне-котле, то рубашка должна быть идеально концентричной жаровому корпусу и равномерной ширины, иначе внутри возникнет холодное пятно, сбивающее весь режим печи. Тут тоже нет серьезных сложностей: верхнюю и нижнюю крышки рубашки выполняют из согнутого в кольца уголка, как показано на рис. справа. Там же видно, что прежде нужно вырезать проемы под люки в жаровом корпусе, иначе потом очень неудобно будет.

Где и как ставить?

Печь-бубафоня в процессе работы сильно нагревается, а у котла при догорании топлива раскаляется днище, это первое. Второе, т.к. в процессе сгорания происходит и пиролиз, в бубафоне довольно интенсивный, в состав дымовых газов входит значительное количество воды, даже если топливо было загружено абсолютно сухое. Вследствие этого установка бубафони, помимо общих противопожарных требований, должна производиться на огнеупорное основание из шамотного кирпича, а дымоход быть оборудован сборником конденсата со сливным краном, как показано на рис. Бубафоню на ножках нужно ставить точно так же: раскаленное днище излучает тепло так сильно, что цементная стяжка пола трескается и крошится на глазах, особенно во влажных помещениях.

А все-таки – из бочки?

Бубафоня из бочки или тонкого листового металла под котел не пойдет однозначно при самом тщательном исполнении. Главное – из-за слишком тонких жаровых стенок, как сказано выше. Но для воздушного обогрева подсобных помещений сгодится. В таком случае для получения приемлемых качественных показателей гнет нужно выполнять по образцу блина для бубафонь-«маломерок», с изогнутыми лопастями и увеличив их количество. Как именно, посмотрите на видео ниже. Такую печку, несмотря на относительную сложность блина, умелец средней квалификации сможет сделать за день-два.

Видео: печь-бубафоня из бочки

Куда годится бубафоня?

Лучший вариант использования печи-бубафони – воздушно-излучательный обогрев небольших хозяйственных или производственных помещений , в которых в холодное время года постоянно находятся люди или домашние животные. Тут 12-часовой рабочий цикл печи оказывается как раз впору.

Второй предпочтительный вариант – резервная печь в теплицах и оранжереях . Идеальная для них печь работает только на дровах. Вдруг их не окажется, но будет в распоряжении уголь, торф, любой горючий мусор – бубафоня его переварит и поддержит допустимую температуру. Для такого случая хорошо подойдет самодельная печка из бочки: топить ее придется редко, и прослужит она долго.

Для обогрева при временной работе зимой в гараже или сарае бубафоня не подходит: пока разгорится, нужно уже и уходить, а нельзя, пока не догорит полностью. Тут выгоднее : разогревается мгновенно, теплоотдача регулируется простой подтопкой, срочно уходя, можно залить топку водой или забросать снегом.

Что же касается замены фирменных отопительных котлов для жилых домов бубафонями, то здесь остается нерешенной проблема, которая решает все. А конкретно – как снабдить термомеханической автоматикой регулировки подачи воздуха подвижный воздуховод? Кто догадается и сделает – войдет в историю самодеятельного технического творчества.

Крупные компании, занимающиеся производством твердотопливного отопительного оборудования, тратят огромные средства на развитие и усовершенствование своей продукции, время от времени радуя нас просто-таки революционными нововведениями. Народные умельцы, конечно, не могут тягаться с флагманами индустрии, но и они порой совершают технические прорывы, вызывающие интерес даже у профессионалов. Ярким примером подобных явлений может считаться изобретение печи длительного горения Бубафоня, которая очень быстро завоевала популярность в широких народных массах.

Печь Бубафоня: знакомимся поближе

Рассказ о данной печи следует начинать с небольшой предыстории. Как известно, важнейшим недостатком всех угольно-дровяных теплогенераторов является потребность в частом обслуживании: топливо само в топку не запрыгивает и пользователю то и дело приходится его туда подкладывать. В какой-то степени этот процесс можно автоматизировать, но только в случае с некоторыми видами горючего - измельчённым или имеющим вид небольших гранул (пеллет). Если же печь или котёл предполагается топить поленьями или крупнокусковым материалом, то без участия владельца, конечно, не обойтись.

Так выглядит Бубафоня, изготовленная из баллона

В таких условиях, понятно, для разработчиков было делом чести придумать что-нибудь эдакое, чтобы если не автоматизировать подачу дров, то хотя бы заставить прибор дольше работать на одной их порции. Было предложено несколько идей и одна из них заключалась в применении принципа верхнего горения. Ничего особо революционного в нём не было: каждому известно, что топливо, подожжённое снизу, сгорит гораздо быстрее того, которое подожгли сверху.

Прототип Бубафони - котел Стропува

Объясняется это тем, что конвективный поток увлекает пламя вверх. В появившихся теплогенераторах верхнего горения топливо закладывалось в виде колонны, прижималось сверху грузом и сверху же поджигалось. Зона горения вместе с грузом постепенно опускалась книзу, пока весь запас горючего не превращался в золу.

Самую удачную версию создали инженеры компании Stropuva. Этот теплогенератор отличался от прочих двумя конструктивными элементами:

1. Специальной камерой, в которой воздух перед поступлением в топку нагревался до температуры 400 градусов. Горячий воздух вызывал пиролиз твёрдого топлива, то есть его термическое разложение на смесь горючих газообразных веществ (водород, метан и пр.), которые сгорали в верхней части топки. Такая схема обеспечивает более полное сгорание топлива, вследствие чего КПД теплогенератора возрастает и он становится более экологичным (выхлоп по большей части состоит из углекислого газа и водяного пара).
2. Телескопическим воздуховодом с наконечником особой формы, по которому воздух поступал строго в зону горения. При помощи этого элемента удалось ещё больше замедлить движение пламени книзу.

Благодаря этим техническим решениям теплогенератор Stropuva при достаточно высоком КПД (по заявке производителя - 91%, по оценкам покупателей - 77%) мог работать на одной закладке топлива до 30 часов. Для сравнения: обычная металлическая печь требует перезаправки каждые 4 часа.

Вот эту-то модель и решил использовать в качестве прототипа неравнодушный к техническому творчеству Афанасий Бубякин. На одном из форумов он зарегистрировался под никнэймом «Бубафоня», поэтому именно так окрестили предложенную им печь. Рассмотрим подробнее её конструкцию.

Устройство печи

Воспроизвести печь Stropuva в условиях домашней мастерской невозможно. Самый сложный узел - телескопический воздуховод: с одной стороны, необходимо стремиться к уменьшению зазоров между его секциями, чтобы исключить «несанкционированный» подсос воздуха в топку (плохо сказывается на режиме горения); с другой - необходимо исключить заклинивание секций, тем более что к данному элементу не так-то просто подобраться для ремонта. Задачу усложняют особые условия, в которых приходится работать данному элементу. Для его изготовления требуется не только дорогое высокоточное оборудование, но и специальная сталь.

Что же предложил А. Бубякин? Он уложил на топливо груз в виде диска с отверстием посередине, а к этому отверстию приварил вертикальную трубу, выпущенную наружу через отверстие в крышке печи. Эта труба и является воздуховодом, по которому окислитель поступает точно в зону горения. По мере сгорания топлива груз опускается, а вместе с ним опускается и воздуховод, неизменно снабжая воздухом только активную область.

Принцип работы печи Бубафоня

Цель была достигнута, при этом конструкция получилась очень простой и легко собиралась. Но на таком воздуховоде невозможно установить камеру подогрева воздуха, а без неё КПД печи оказался бы крайне низким. Автор вышел из положения следующим образом: к нижней поверхности диска приварил несколько радиально расположенных уголков (можно заменить швеллерами или трубками), так что получились воздухораспределительные каналы.

Двигаясь по ним от центра блина к периферии, воздух успевает прогреться до необходимой температуры. Благодаря этому, образование пиролизного газа становится более интенсивным. Через зазор между блином и корпусом он поступает в верхнюю часть топки, где и происходит его дожигание.

Вот, собственно, и всё.

Достоинства конструкции

1. Для её изготовления не требуются какие-либо сложные детали или дорогие материалы. Самое сложное оборудование, какое может понадобиться - сварочный аппарат. Собрать Бубафоню из подручных материалов можно буквально за один вечер.
2. За счёт применения остроумной конструкции воздуховода и нагревателя размеры печи в сравнении с прототипом удалось сократить почти вдвое.
3. Печь способна работать на одной закладке топлива в течение 12 часов.
4. Форма воздухораспределителя исключает обратное горение.
5. Агрегат имеет КПД свыше 70%.

Важно отметить, что после публикации чертежей печи Бубафоня в интернете компания Stropuva стала оснащать свои теплогенераторы воздухораспределителем новой конструкции, идея которого была явно позаимствована у детища А. Бубякина.

Вот такой воздухораспределитель появился в котле Stropuva

Следует сказать и о неудобствах, с которыми придётся мириться владельцу данной печи.

Недостатки

1. Подкладывать топливо на ходу, то есть до полного прогорания ранее уложенной порции, нельзя, поскольку оно в таком случае загорится снизу и быстро сгорит.
2. Бубафоню трудно чистить, особенно её нижнюю часть.
3. Оптимальный режим горения является устойчивым только в случае печного отопления. Попытки осуществлять отбор тепла при помощи воды, оснастив Бубафоню водяной рубашкой, могут привести к резкому ухудшению её характеристик. Как показал опыт, отбирать можно не более 15% тепла.
4. Поскольку воздуховод постоянно, хоть и медленно, движется, имеющуюся на нём заслонку невозможно подключить к энергонезависимой автоматике (в самоделках чаще всего применяют биметаллические пластины). То есть регулировать мощность печи приходится вручную. Это особенно неудобно при наличии водяной рубашки: если «проспать» потепление, теплоноситель может закипеть.

Применяется Бубафоня на объектах, для которых эстетические достоинства установки не существенны: в гаражах, хозпостройках, теплицах и оранжереях. При этом у неё даже есть преимущество перед фирменными оранжерейными печами типа Bullerjan: в отличие от них, Бубафоня может работать не только на дровах, но и на угле.

Собираясь изготавливать печь своими руками, важно помнить, что для помещений с кратковременным пребыванием людей она не годится, поскольку сравнительно долго разжигается. В таком случае правильнее будет обзавестись «буржуйкой».

Расчёт печи

Конечно, печь Бубафоня можно сделать и наобум, не задумываясь особо о размерах деталей и их соотношениях. Но в таком случае рабочие показатели агрегата окажутся средненькими.

Чертёж-пояснение к разделу «Расчёт Бубафони»

Какой-то научно обоснованной методики расчёта пока не разработали, но Бубафоню делали очень многие, так что на сегодняшний день накоплен богатейший практический опыт. Именно на нём основаны изложенные ниже рекомендации:

1. Внутренний диаметр корпуса печи (D) должен лежать в пределах от 300 до 800 мм. При отклонениях в большую сторону интенсивность горения топлива у стенок окажется слишком низкой, груз просядет в образовавшуюся под ним яму и печь заглохнет. Если же диаметр окажется слишком маленьким, воздух будет уходить в дымоход, не успев окислить все топливо, в результате чего печь будет работать с пониженным КПД.
2. Высота корпуса (Н) должна быть в 3–5 раз больше диаметра D.

Толщина стенки корпуса будет зависеть от того, как используется печь. Рассмотрим два варианта:

1. Воздушно-инфракрасный обогрев (без водяной рубашки). В таком случае достаточной будет толщина в 2,5 мм.
2. Печь оснащена водяной рубашкой и используется в качестве котла.

Тут понадобится более толстая стенка - от 4 до 6 мм. При меньшей толщине вода будет забирать на себя слишком большое количество тепла и скапливающиеся в верхней части корпуса газы сильно остынут (температура ниже 400 градусов). Сгорание их будет неполным, а значит:

• КПД печи существенно упадёт;
• на стенках агрегата будет откладываться большое количество копоти;
• в дымоходе будет наблюдаться обильное образование едкого конденсата.

При толщине стенки более 6 мм недопустимо увеличится тепловая инерция Бубафони: пользователь не сможет предотвратить закипание теплоносителя, даже если полностью закроет заслонку.

Взаимосвязь толщины стенки и качества дожигания

Диаметр блина должен составлять 0,9D. Тогда в зазор между ним и стенкой корпуса будет просачиваться оптимальный объем образующегося газа, который успеет полностью сгореть.

Соотношение высоты h каналов, в которых происходит нагрев воздуха, и диаметра D зависит от величины последнего.

Таблица: соотношение высоты каналов и диаметра

Толщину блина S подбирают так, чтобы его масса оказалась не слишком малой и не очень большой. В первом случае из-за недостаточного прижима упадёт КПД теплогенератора и возрастёт вероятность обратного горения или вспыхивания топлива; во втором - груз «утонет» в топливной массе, что приведёт к угасанию печи. Укажем примерные значения S для некоторых диаметров.

Таблица: зависимость толщины блина от диаметра

Промежуточные значения следует вычислять методом интерполяции (пропорционально), а принимать следует ближайшее большее значение из стандартного ряда толщины листовой стали.

Расчёт дымохода

Площадь сечения F дымоотводящего канала будем подбирать по упрощённой методике.

Объём топливной нагрузки

Определяем объём топливной загрузки из условия, что корпус печи заполняется на 2/3 высоты: Vз = (3,14 / 4 * D^2) * 2/3 * H.

Для примера рассчитаем печь из баллона D = 300 мм высотой 0.9 м. Объём загрузки нужно рассчитывать в кубических дециметрах (дм 3): Vз = (3,14 / 4 * 3^2) * 2/3 * 9 = 42 дм 3 .

Количество теплоты

Теперь необходимо определить, какое количество теплоты даст топливная загрузка при сжигании в режиме интенсивного горения (считается, что на это уходит примерно 1 час). Для этого нужно знать две величины: массу топлива Мдм в 1 куб. дм закладки (с учётом неплотной загрузки) и мощность сгорания 1 кг топлива при условии интенсивного горения, то есть за 1 час (Екг).

Таблица: характеристики разных видов топлива

Расчёт выполняем для наиболее калорийного топлива из всех видов, которые предполагается использовать. Пусть это будет каменный уголь ССОМ. Его масса в закладке составит: М = Мдм * Vз = 0,403 * 42 = 17 кг.

При интенсивном сжигании эта масса за час сгорит с мощностью Е = Екг * М = 5,59 * 17 = 100 кВт.

Площадь сечения дымохода

Зная максимально возможную мощность сгорания, вычисляем потребную площадь сечения дымохода по формуле: F = 1,75 * Е = 1,75 * 100 = 175 см 2 .

Таким образом, диаметр дымохода для такой печи после округления и приближения к ближайшему стандартному значению составит 150 мм (F = 3,14 / 4 * 15^2 = 173 см 2).

Расчёт мощности печи

Учитывая, что закладка топлива в Бубафоне сгорает примерно за 12 часов, мощность её следует определять по формуле: W = E/12. Для нашего примера она составит: W = 100 / 12 = 8.33 кВт. Напомним, что расчёт был выполнен для высококалорийного угля.

Расчёт воздуховода

Диаметр воздуховода должен составлять 50–55% от диаметра дымохода. Таким образом, в нашем примере печь следует оснастить воздуховодом диаметром 75–83 мм.

Материалы и инструменты

Заготовку для корпуса Бубафони следует выбирать с учётом вышеизложенных требований. Если агрегат планируется использовать в качестве печи, то есть без водяного теплообменника, то корпус можно изготовить из бочки или листа толщиной 2,5 мм. Второй вариант возможен, если у мастера есть доступ к листогибочному станку: для получения цилиндрической заготовки лист нужно прокатать между валками.

Если же Бубафоню вы намерены оснастить водяной рубашкой, то делать её нужно из промышленного газового баллона или отрезка трубы большого диаметра. Если требуемая мощность печи составляет 12–15 кВт, то предпочтение следует отдавать именно баллону. Объясняется это следующим:

• для баллона характерно наилучшее соотношение площади поверхности и объёма;
• в нём уже имеется днище;
• сферическая верхушка обеспечивает более полное сгорание смеси пиролизных и дымовых газов.

Гнёт в виде диска следует делать из листовой стали необходимой толщины.

Каналы для подогрева воздуха можно выполнить из уголка или швеллера.

Водяную рубашку можно выполнить из трубы или бочки с большим диаметром, чем у корпуса. Если таких заготовок нет, теплообменник можно сварить из листовой стали.

В арсенале домашнего мастера помимо обычных слесарных инструментов должны быть болгарка и сварочный аппарат.

Подготовительные работы

В рамках подготовительных работ необходимо нарезать заготовки, из которых будут выполняться элементы Бубафони.

Обратите внимание! В печах с внутренним диаметром корпуса менее 500 мм радиальные каналы для нагрева воздуха приходится делать изогнутыми, иначе окислитель не успеет набрать достаточную температуру. Соответственно, длина заготовок, из которых будут делаться эти каналы, должна быть немного больше радиуса гнёта.

Как было сказано выше, для печей с малым диаметром груз приходится вырезать из стального листа большой толщины. Можно поступить иначе: заготовку вырезать из тонкого листа (2,5–3 мм), а массу добрать кольцом из швеллера или уголка, наваренным на блин сверху.

На полу для Бубафони следует соорудить несгораемую подставку из бетона или огнеупорного (шамотного) кирпича. Кирпич следует выкладывать в два ряда, причём в нижнем блоки устанавливают на ложок (длинный торец). Если в помещении, где предполагается установить Бубафоню, имеется земляной пол, то перед устройством фундамента необходимо выбрать в грунте прямоугольную выемку небольшой глубины и засыпать её дно смесью песка и щебня.

Пошаговая инструкция: как сделать печь длительного горения Бубафоня

Гнёт с воздуховодом и каналами для нагрева воздуха

Груз с системой воздухоподачи показан на рисунке.

Варианты изготовления гнета с системой воздухоподачи

Это вариант для печи с достаточно большим диаметром, например, из бочки, поэтому каналы для подогрева воздуха сделаны прямыми. По их нижнему обрезу выполнено устье воздуховода. Благодаря такому исполнению, воздух перед поступлением в область горения проходит некоторое расстояние в топливной массе, набирая необходимую температуру.

Корпус Бубафони можно изготовить из стальной бочки

В печи из баллона или трубы небольшого диаметра воздухораспределительные каналы, как уже говорилось, приходится делать изогнутыми, чтобы увеличить их длину. Благодаря такому исполнению, в топке образуется вихрь, обеспечивающий более полное сжигание топлива.

Обратите внимание! Направление вращения вихря зависит от направления силы Кориолиса, действующей в разных полушариях по-разному (это связано с вращением Земли). Для печи, работающей в нашем северном полушарии, каналы должны быть изогнуты по часовой стрелке, если смотреть на гнёт снизу. В южном полушарии, соответственно, направление изгиба должно быть противоположным. Если перепутать, последствия окажутся весьма заметными: вихрь образовываться не будет, вдобавок стенки топки станут интенсивно покрываться копотью.

В Бубафоне из баллона по причине малого диаметра корпуса воздух в топливо приходится подавать глубже. Чтобы избежать при этом образования широкого конуса топлива под срединной частью гнёта, на устье воздуховода следует наварить отработавшую своё звёздочку диаметром (0,25–0,33)D. Диаметр отверстия в её центре должен быть в 3 раза меньше диаметра воздуховода.

В диске необходимо прорезать отверстие с диаметром, соответствующим диаметру воздуховода. После этого к блину приваривают и сам воздуховод. Его длина должна быть такой, чтобы при самом нижнем положении блина на виду (над воротником в крышке) оставался 150-миллиметровый участок. О высоте воротника будет рассказано ниже.

В верхней части воздуховода следует просверлить сквозное отверстие диаметром 8,5 мм. Далее нужно вставить в это отверстие прут диаметром 8 мм и приварить к нему диск диаметром, соответствующим внутреннему диаметру воздуховода - это будет заслонка. Прут, играющий роль её оси, с одной стороны сгибается - это будет ручка.

Как соорудить корпус

Верхнюю часть корпуса необходимо срезать, превратив её в съёмную крышку. Без этого нельзя будет установить гнёт с воздуховодом.

В крышке прорезается отверстие под воздуховод. К краям этого отверстия приваривают гильзу или воротник. Эту деталь можно сделать из отрезка трубы, а можно скрутить из оцинковки. При этом необходимо соблюдать два условия:

• зазор между воротником и воздуховодом должен быть не более 2,5 мм;
• высота воротника должна быть в 80 раз больше этого зазора.

При соблюдении этих условий аэродинамическое сопротивление зазора окажется достаточно большим, и воздух через него будет подсасываться слабо.

Только теперь, когда высота воротника известна, можно точно вычислить длину воздуховода: выше было сказано, что его хвостовик должен торчать из воротника на 150 мм.

Также в корпусе необходимо вырезать загрузочный проём. Его ширина должна составлять не более 25% длины окружности топки.

Дверца, которая будет закрывать проём, должна быть герметичной. В противном случае здесь также будет иметь место подсос воздуха, из-за чего КПД печи заметно снизится. Дверцу делают двойной с прокладкой из базальтового картона или асбеста (изображена на рисунке).

Так выглядит дверца загрузочного проема

Совет. Классический вариант Бубафони не имел зольной камеры, но опытные пользователи настоятельно рекомендуют её предусмотреть. При наличии данного элемента чистить печь будет гораздо проще. Колосниковую решётку можно сварить из прутьев арматуры диаметром 8 мм.

Водяная рубашка (+ чертёж)

Напомним ещё раз, что водяной рубашкой можно оснащать только такую Бубафоню, стенки которой имеют толщину в 4–6 мм. При меньшей толщине стенок, например, если Бубафоня выполнена из бочки, газы будут слишком сильно остывать. Из-за этого их сгорание будет неполным.

Толщина водяной рубашки должна составлять 40–60 мм - при таких параметрах печь сможет обеспечить естественную циркуляцию теплоносителя. Наружная стенка должна иметь толщину по 1 мм на каждую атм давления в системе (при условии, что высота рубашки составляет менее 2 м). Обычно применяют сталь толщиной 2,5 мм - она выдерживает давление в 2,5 атм (наиболее распространено в автономных системах отопления) и легко гнётся.

Весьма желательно, чтобы рубашка была круглой и имела во всех точках одну и ту же толщину. Если толщина где-либо будет отличаться, в рубашке появятся зоны со сравнительно низкой температурой и режим работы печи будет нарушен. Но поскольку такая операция, как сгибание листа в цилиндрическую заготовку, не для всех является доступной, иногда данным требованием пренебрегают - делают водяные рубашки для Бубафонь шестиугольными или даже квадратными.

Разумеется, в рубашке следует оставить проёмы для загрузочной и зольной дверок.

Профили поперечного сечения водяной рубашки

Крышку и днище круглой водяной рубашки можно изготовить из согнутых в кольца уголков.

Снаружи водяную рубашку следует обложить базальтовой ватой с плотностью 100 кг/м 3 (понадобится слой толщиной в 3 см), после чего печь, точнее, теперь уже котёл, обшивается декоративными стальными панелями с цветным полимерным покрытием.

Изготовление дымохода

При сгорании даже самого сухого топлива образуется водяной пар - это результат окисления углеводородных молекул. Поскольку температура в Бубафоне не слишком высока, значительная часть этого пара превращается в дымоходе в конденсат.

Схема расположения дымохода

Поэтому система дымоудаления обязательно должна быть снабжена конденсатосборником со сливным краном. Данный элемент делается очень просто:

1. Нужно взять тройник того же диаметра, что и дымоотводящий патрубок печи.
2. С одной стороны на тройнике наваривают несколько шпилек, к которым будет привинчиваться заглушка - здесь и будет собираться конденсат. В заглушку следует врезать патрубок с резьбой, на которую будет навинчиваться шаровой кран.
3. Средний патрубок тройника следует присоединить к дымоотводящему патрубку печи так, чтобы конденсатосборник оказался повёрнутым вниз.

Водяное отопление можно организовать, соорудив на дымоходе водяную рубашку

Остаётся прикрепить к последнему патрубку тройника, направленному вверх, дымовую трубу. Она должна быть хорошо утеплена, иначе из-за низкой температуры выхлопа тяга будет никудышной.

Как топить Бубафоню

Заправленную древесным топливом печь разжечь достаточно просто: нужно плеснуть в воздуховод немного горючей жидкости, а затем бросить туда спичку или горящую бумагу. Но в случае заправки углем такой способ не даст никакого результата. В такой ситуации применяют чуть более сложную технологию:

1. Уголь засыпают до начала загрузочного проёма, далее на 2/3 высоты проёма поверх угля накладывают мелко наколотую сухую древесину.
2. Древесное топливо поджигают и закрывают дверцу.
3. Когда древесина превратится в пылающие угли, необходимо открыть дверцу и добавить угля, доведя его уровень до верха загрузочного проёма. Заслонку в воздуховоде при этом полностью открывают.
4. Через 30–60 мин, когда печь начнёт раскаляться (все это время за ней необходимо наблюдать), заслонку в воздуховоде нужно перевести в рабочий режим.

Видео: печь Бубафоня из газового баллона своими руками

Печь Бубафоня имеет простецкий вид, но простота эта является кажущейся: если при изготовлении размеры отдельных элементов «брать с потолка», добиться приемлемых характеристик не удастся. В данной статье мы привели формулы, которые помогут собрать теплогенератор правильно. Если в качестве заготовки использовать газовый баллон, то при заправке углем мощность теплогенератора составит порядка 8 кВт. Пользуясь нашей пошаговой инструкцией, вы сможете изготовить собственную Бубафоню в течение одного дня.