Печь бубафоня своими руками

03.08.2017  /  Автор: admin



Обогрева в личном хозяйстве требуют не только жилые помещения. Многие хозяева не могут себе представить ни одного дня, чтобы не поработать, например, в мастерской или гараже, а зимой без локального отопления в этих постройках будет очень некомфортно. Обогрев может быть необходим и в приусадебном хозяйстве – теплицах, помещениях для  домашних животных и птицы.

Печь бубафоня своими руками



Проводить в такие постройки отопительный контур от дома – крайне сложно и разорительно. Лучше предусмотреть установку печек, которые можно будет протапливать по мере необходимости твердым топливом – дровами, опилками, углем и т.п. Вариантов подобных отопительных приборов – немало, и многие из них отличаются и экономичностью, и удобством в использовании. Печки можно приобрести в магазинах, но хороший хозяин всегда сможет сделать ее и самостоятельно. Одна из таких распространенных поделок — печь бубафоня своими руками.



Название «бубафоня» звучит для несведущего читателя несколько необычно, а между тем популярность этой печки весьма высока. Объясняется это и тем, что схема ее устройства достаточно проста, а саму бубафоню можно отнести к печам длительного горения, экономно расходующим топливо и не требующим постоянного его добавления в топку.

В настоящей публикации будет рассмотрены прототип бубафони, принцип ее работы, порядок расчета основных параметров и то, как можно соорудить такую печку даже из подсобных материалов.



Базовые принципы работы печи бубафоня

Название «бубафоня» пошло от сетевого ника «bubаfonja», который принадлежит российскому мастеру Афанасию Бубякину с далёкой Колымы. Неизвестно, первым ли он создал самодельную печь подобной конструкции, но именно его модель, опытом сборки которой он поделился в интернете, стала своеобразным «хитом», основой для подражания, базой для собственных наработок и усовершенствований для многих домашних умельцев.

По мнению большинства, прототипом для подобной разработки послужила конструкция котла длительного горения литовской компании «Strоpuva», завоевавшего широкую популярность и у российских домовладельцев.

Прототипом бубафони, скорее всего, является «Strоpuva»

Котлы «Strоpuva» выпускаются достаточно широким модельным рядом, от S7 до S40 (цифра говорит о мощности обогрева в киловаттах). Однако для всех характерна особая форма —  узкий вытянутый вертикальный цилиндр. Это не прихоть конструкторов – такое строение определяется самим принципом работы этого котла длительного горения. Загруженное в него твердое топливо и разжигается, и горит сверху вниз. Это достигается тем, что необходимый для процесса окисления воздух подается только в тонкий верхний слой загрузки.

На схеме представлена принципиальная схема котла «Strоpuva».

принципиальная схема котла длительного горения «Strоpuva»

  • Топочная камера (8) загружается твердым топливом) дровами, опилками, углем, брикетами) через специальное окно (6).
  • Розжиг верхнего слоя обычно проводят с помощью легковоспламеняющихся жидкостей. Затем на этот слой опускается устройство распределения воздуха (7). Оно может иметь крестовидную форму со специальными дефлекторами для подачи воздуха на определённую глубину горящего слоя.

Крестообразный газораспределитель котла «Strоpuva»

Встречаются модели с распределителем в виде поперечины, а в последнее время стали широко использоваться дисковидные – как знать, может это уже было позаимствовано конструкторами «Strоpuva» именно от «бубафони», так как такое нововведение было внесено уже после обнародования ее схемы.

  • Чтобы печь работала устойчиво, подаваемый воздух нуждается в определенной подготовке – нагреве примерно до 400 ºС. Этот процесс проходит в специальной камере (2). В этой же камере установлен специальный переключатель режимов – заслонка (4) с положениями «уголь» или «дрова».
  • Камера нагрева соединена с распределителем воздуха телескопическим трубчатым каналом (5), который выдвигается по мере опускания зоны горения.

Хорошо виден телескопический канал подачи воздуха

  • Управление интенсивностью горения осуществляется заслонкой (1), которая регулирует количество поступающего в зону горения воздуха. В рассматриваемом случае это происходит автоматически – устанавливается биметаллическая пружина, изменяющая свою конфигурацию в зависимости от температуры нагрева
  • Так как «Strоpuva» рассчитан именно для системы отопления, то предусмотрен теплообменник (водяная рубашка) с патрубками для обратки (11) и выхода нагретой воды (10).
  • В нижней части корпуса смонтирован люк (9) для ревизии и проведения чистки котла от остаточных продуктов сгорания.

Процесс поверхностного горения

Горение верхнего слоя топлива с дозированным поступлением воздуха приводит, помимо прямой теплоотдачи, к выделению пиролизных газов, дожиг которых, после того, как котел войдет в нормальный режим работы, осуществляется в верхней части цилиндра, над распределителем воздуха. После этого отработанные газы выводятся в дымоходное отверстие (3).

По сути, котел получается комбинированным, сочетающим одновременно процессы прямого горения топлива, пиролиза и дожига в одном замкнутом объеме.

Подобную схему попытался воплотить и российский умелец. Главная проблема состояла в сложности изготовления телескопического узла подачи и устройства распределения воздуха в горящем слое. Однако было найдено очень оригинальное решение.

Примерная схема устройства печки — бубафони

  • Весьма сложный распределитель воздуха был заменён массивным диском – «блином», с нижней части которого приварены дефлекторы из металлического профиля – швеллера или уголка. Тем самым создаются каналы для максимально равномерного распределения газа по поверхности. Этот «блин» своей массой прижимает горящий слой, и под действием силы тяжести постепенно опускается по мере расходования топлива.
  • Теперь о воздуховоде. Он был сделан не телескопическим, а цельным, из одного отрезка трубы, приваренным к «блину» распределителя воздуха. Таким образом, сам канал поступления воздуха также постепенно опускается – получается некое подобие поршня со штоком, перемещающегося в цилиндре. Для свободного движения воздушной трубы в верхней крышке печки вырезается отверстие соответствующего размера и формы, так, чтобы оно не затрудняло свободный ход всей конструкции, но, вместе с тем, не оставляло чрезмерно большого зазора для «подсоса» воздуха извне.

Слишком плотной обтюрации, кстати, в этом месте и не требуется – определенное количество кислорода должно попадать и в верхнюю камеру печки – именно он необходим для дожига пиролизных газов.

Разработчику этой печки больше пришлась по душе труба воздуховода с квадратным сечением

Крышку изготавливают таким образом, чтобы она максимально плотно прилегала к цилиндрическому корпусу бубафони. Поток воздуха регулируется заслонкой, установленной на торце воздуховода.

В верхней части корпуса вваривается  выводной патрубок для выхода продуктов сгорания, который соединяется с дымоходной трубой.

Итак, схема весьма проста и, казалось бы, незамысловата – можно изготавливать печку из любых подручных материалов. Так оно, в принципе, и есть, однако если подходить к этому вопросу с максимальной серьёзностью, и чтобы достичь наивысших показателей экономичности и мощности обогрева, следует ориентироваться на рекомендации по расчёту такого отопительного прибора

Печь бубафоня своими руками — рассчитываем основные параметры

Размеры основных деталей и узлов, напрямую влияющие на эксплуатационные характеристики печи, приведены на схеме.

Основные параметры правильной печки-бубафони

Если не удалось отыскать готовых чертежей для изготовления такого прибора, то нужно вооружиться калькулятором и провести некоторые расчеты самостоятельно.

1. Габариты печки, то есть диаметр корпуса (D) и его высота (Н), должны лежать в определённой пропорции. Оптимальным считается соотношение от 1 : 3 до 1 : 5. Инженерные теплотехнические расчеты показывают, что в слишком узкой печи поступающий воздух попросту выходит их зоны горения и выбрасывается в дымоходную трубу, что дает существенную потерю мощности агрегата. Если же сделать печь слишком широкой, то ближе к стенкам корпуса горения хорошего добиться сложно. Будет выгорать лишь центральная часть топливной закладки, блин в этом месте обязательно просядет и заклинит, процесс горения прекратится. Оптимальными же считаются диаметры печи от 300 до 800 мм.

2. Δ – толщина стенок корпуса. Этот параметр особо важен, если печку планируется «одеть» в водяную рубашку, превратив ее тем самым в котел. В этом случае следует ориентироваться на толщину от 4 до 6 мм.

В случае, когда печь будет служить лишь для местного обогрева помещения прямой теплоотдачей, толщина стенок может быть и ниже – бубафони часто изготавливают из обычных металлических бочек. Однако это обязательно приводит к потере мощности – тонкие стенки большой площади дают падение температуры над «блином» и может потеряться или существенно снизиться эффективный дожиг пиролизных газов. Кроме того, раскаленные газы в бубафоне просачиваются через достаточно узкую щель между «блином» и стенками, оказывая на них сильное термическое воздействие, отчего тонкий листовой металл может быстро прогореть. Впрочем, если использовать металл порядка 2,5 мм, например, если корпус гнуть из целого листа, то для обогрева гаража или мастерской такой толщины будет вполне достаточно.

3. Параметры самого устройства распределения воздуха. Ошибочно полагать, что они ограничиваются только диаметром вырезанного «блина» — важна и его толщина, так как эта деталь должна обладать хорошей теплоемкостью – именно на этом участке осуществляется окончательный нагрев подаваемого воздуха.

Так, для начала — диаметр диска. Расчеты показывают, что оптимальным зазором между ним и стенкой печки будет величина С = 5%D. Для примера, если внутренний диаметр цилиндра корпуса равен 400 мм, то зазор необходим по 20 мм с каждой стороны, и получаем «блин» Ø 360 мм.

Толщина блина (σ)на практике получается обратно пропорциональна его диаметру. Чрезмерно тяжелый узел просто просядет в зону горения, загасив огонь, а слишком лёгкий не создаст надежного прижима. А это может закончится воспламенением всего топлива или даже обратным горением, года языки пламени будут выходить через подающую воздушную трубу, а приток воздуха пойдет через дымоход.

Примерная толщина стального «блина» приведена в таблице

Внутренний диаметр цилиндра печи (D)
Толщина заготовки «блина» (σ)
300 мм 8 ÷ 10 мм
400 мм 6 ÷ 8 мм
60 мм 4 ÷ 6 мм
800 мм 2,5 ÷ 4 мм

Высота ребер навариваемых воздуховодов (швеллеров, уголков или стальных полос). Здесь нет четкой линейной зависимости, но можно ориентироваться на следующие значения. 

Внутренний диаметр цилиндра печи (D)Высота ребер воздуховодов (h)
300 мм 40 мм
400 мм 50 мм
600 мм 60 мм
800 мм 80 мм

Если изготавливается цилиндр другого диаметра, то толщину несложно просчитать пропорционально, приведя ее, конечно, к стандартным толщинам выпускаемых металлических листов.

Оптимальная конфигурация распределительных каналов

Однако, если есть желание сделать действительно эффективную печку, то лучше выполнить их в виде изогнутых по направлению часовой стрелки лопастей – путь воздуха в этом случае увеличивается, улучшая равномерное горение топлива на поверхности, и, кроме того, появляется направленный турбулентный поток, который способствует наиболее полному дожигу пиролизных газов.Важна и сама конструкция создаваемых воздушных каналов. Самое простое – крестообразное расположение швеллеров с боковыми полками нужной высоты.

А это — совсем неудачный пример изготовления распределителя воздуха

А это – образец того, как делать ни в коем случае не надо. Края «блина» не обработаны, металл очень тонкий, а полки уголка, наоборот, чрезвычайно завышены. По сути, теряется весь эффект бубафони – скорее всего, такая деталь приведет к обширному горению топливной закладки.

4. Следующая важнейшая характеристика – диаметр выходного патрубка дымохода, а если точнее, то площадь его сечения (на схеме – S).

Этот параметр рассчитывается профессионалами по довольно сложным формулам, которые учитывают очень много характеристик. Однако практический опыт использования подобных печей позволяет несколько упростить порядок расчетов, и вычисления можно провести и самостоятельно.

Базовая формула:  S=1,75 E

— S – площадь поперечного сечения патрубка дымохода

— E – энергоотдача печки в единицу времени (кВт/ч)

Сама по себе величина E определяется следующей формулой: E=M × e

— M – масса закладки топлива в печку.

— e – удельная теплоотдача конкретного вида твердого топлива.

Масса закладки вычисляется, исходя из объема рабочей части печки и весового коэффициента укладки вида топлива, т.е. его удельной массы на единицу объема.







Фотогалерея (11 фото)

Комментарии