Как работает печь Булерьян

Есть такое мнение, что печь Булерьян когда-то изготовили обычные канадские парни-лесорубы. Все это ложная информация, потому что изготовить такой непростой агрегат человеку, далекому от азов теплотехники, просто невозможно. Этот отопительный агрегат изобрели умные люди – инженеры и конструкторы, хотя изготавливали специально для лесорубов. Почему? Все дело в том, что в Канаде лес валят только зимой, когда природа спит. И валят не большими площадями, а выборочно делянками. Поэтому лесорубам все время приходится переезжать с места на место. А на новом месте надо сразу же обогреться. Поэтому этой конструкции печи были предъявлены достаточно жесткие требования.

• Отопительный агрегат должен быстро нагреваться и прогревать отапливаемое помещение. И все это должно происходить за 20 минут, не больше.
• Он должен работать не только на дровах, но и на щепе, опилках, ветках и сучьях.
• Небольшие габаритные размеры, ведь печь придется постоянно перевозить.
• Но при этом должна быть достаточно вместительная топка, чтобы в нее смогли помещаться большие поленья и коряги.
• Время работы с одной закладки не меньше 8 часов. Уставшему человеку будет сложно просыпаться и подкладывать дрова.
• Простота регулировки мощности, чтобы работяга после первого вводного инструктажа мог спокойно справиться с котлом.
• Сама печь должна быть недорогой, но в тоже время достаточно технологичной.
• Она должна быть на все сто процентов энергонезависимой. Представьте, что было бы в тайге, где нет мастерских, чтобы заменить небольшое электронное плато.
• Также в конструкции должны отсутствовать сплавы, обработка которых требует наличие специального оборудования. Это по всем позициям должна быть простая печь.
• Не забыли разработчики и о безопасной эксплуатации этого агрегата. Первое – образование угара исключили полностью при любых ситуациях. Второе – сам отопительный прибор, а, точнее сказать, его корпус по температуре нагрева не превышал +70°С. Это было учтено для того, чтобы спросонья лесоруб, наткнувшись на нее, не получил ожог.

Все это канадским инженерам удалось учесть и вложить в конструкцию Буллерьяна.

Устройство агрегата

Отопительные печи Булерьян – это на самом деле не стопроцентная разработка канадцев. В основу изобретения была вложена модель стальной печки, которая среди обывателей носила название – печь-калорифер. А, по сути, это конвекционно-трубный котел воздушного типа длительного горения.

Итак, в чем особенность Булерьяна?

• С торцевой стороны печки круглого сечения установлена большая дверца. В ней расположен патрубок, выполняющий функции поддувало. В последнем установлена заслонка поворотного типа, через которую воздух поступает в камеру сгорания топлива. Это своеобразный дроссель, с помощью которого можно регулировать мощность отопительного прибора.
• Дальше идет большая по объему топка. В ней располагаются батареи труб, они занимают практически две третьи внутреннего пространства. И именно такой занимаемый трубами объем гарантирует 70% конвективной тепловой отдачи котла. 10% остается на излучение, которое исходит от корпуса прибора. Вот почему КПД агрегата составляет 80%.
• Внизу устанавливается колосниковая решетка. Это достаточно мощное приспособление толщиною 4 мм. Оно может быть выполнено из стали или из чугуна.
• Сверху над топкой устанавливается горизонтальная перегородка. Она полностью не перекрывает котел, не доходя до передней стенки, оставляя зазор. В перегородке сделаны отверстия, площадь которых занимает 7% от самой ее площади. Необходимо отметить, что количество отверстий, их диаметр и место расположения точно откалибровано и зависит от мощности самого отопительного агрегата.
• Забор воздуха для сжигания топочных газов берется из самой топки. Специальные продухи для вторичного воздуха в этой конструкции не предусмотрены. Количество отбираемого воздуха зависит от типа используемого топлива и от режима работы самого котла. Кстати, это один из отличительных моментов Булерьяна от классических моделей.
• Камера дожига – это пространство между горизонтальной перегородкой и верхней стенкой печи. Она работает только в том случае, если сама печь переходит на режим длительного горения.
• Интересная конструкция дымохода. После печи располагается горизонтальная его часть длиною один метр, которая носит название «боров». В этой части догорание топочных газов притормаживается.
• Далее в дымоходе устанавливается шибер. У него очень интересная конструкция. Это не вьюшка, с помощью которой можно полностью перекрыть дымоход. Это, по сути, заслонка, у которой нет четверти. Кстати, вот этот дроссель на фото ниже.
  

  

  Почему необходим этот вырез? Помните, мы уже говорили о безопасности Булерьяна, где упоминали, что том, что угар в этих агрегатах невозможен. Так вот за счет данного выреза тяга всегда присутствует в топке прибора. А, значит, угарные газы всегда будут выводиться через дымоход наружу.

• Над шибером устанавливается еще один элемент – экономайзер. Это устройство в печи длительного горения Булерьян работает как классический элемент, в котором остаточными газами обогревается вода или воздух. По сути, это вертикальный участок дымохода длиною 2-3 м, хорошо теплоизолированный. На этом участке угарные газы двигаются струйно. В борове они до конца не успевают остыть, то есть поступают в экономайзер с определенной температурой. От стенок экономайзера происходит ИК излучение, потому что данный участок изготовлен из металла и нагревается. При этом увеличивается концентрация тепловой энергии, за счет чего газы просто вспыхивают. Конечно, концентрация должна дойти до определенной степени. Этот эффект называется перескок пламени.

Кстати, пламя в экономайзере располагается в очень ограниченном пространстве. Деваться ему некуда, поэтому происходит частичное движение и пламени, и теплых сгораемых газов вниз обратно в топку. При этом горение в камере сгорания быстро затихает. Получившаяся в экономайзере тепловая пробка начинает остывать и проскакивает дальше по дымоходу. Интенсивность горения начинает расти.

Чем хорош такой колебательный режим работы буржуйки Булерьяна? Это дает возможность удерживать работу на грани тления и пламени.

Внимание! КПД 80% достигается только наличием экономайзера в дымоходе агрегата, без него этот показатель не превышает 60%. Вот такой нужный узел. Хотя некоторые потребители уживаются с КПД 60%, убирая экономайзер. Но при этом срок эксплуатации печки снижается до трех лет.

Трубы в Булерьяне

Хотелось бы обратить ваше внимание на фотографию выше. Вы можете обратить внимание, что левая и правая конструкции отличаются друг от друга размерами и количеством труб. Понятно, что это две модели с разной мощностью, левая с низкой до 25 кВт, правая с большей до 100 кВт.

Почему мы сравниваем именно эти две позиции? Нам хотелось бы обратить ваше внимание на тот факт, что существуют определенные правила, по которым собирается котел с определенной мощностью. Во-первых, в них используются трубы диаметром 60-100 мм. Во-вторых, количество разное. Но учтите вот какой момент – диаметр труб нельзя применять в зависимости от мощности установки. То есть, это не пропорциональные величины. Мощность напрямую связана с количеством труб. И чем больше мощность агрегата, тем больше труб придется в него установить.

Еще раз обратим ваше внимание на фотографию выше, правый рисунок. Чисто визуально можно отметить, что форма этого прибора каплевидная. Зачем это необходимо? Все дело в том, что трубная конструкция влияет на снижение КПД прибора. Если диаметр труб увеличить или увеличить их количество, то и в том, и в другом случае КПД падает. Именно каплевидная форма помогает сдерживать уменьшение коэффициента полезного действия. Казалось бы, маловажная деталь, но именно она сыграла важнейшую роль в эффективности работы печки. Таким способом изобретатели решили одну из главных проблем данного типа конструкции. Но такая форма работает лишь в одном случае, если мощность печи не превышает 120 кВт. Форму более мощных моделей придется моделировать с помощью компьютерных программ.

Вот такое непростое устройство печи Булерьян. Хотя и ничего сложного в этом нет, поэтому многие домашние мастера задаются вопросом, а можно ли сделать печь Булерьян своими руками? Конечно, можно, если вы хороший сварщик, ведь сборка металлического агрегата происходит только с помощью электросварки, где важной составляющей является герметичность и надежность швов изделия.

Вариации на тему Булерьян

Итак, печка Булерьян – это конвекционный агрегат, который отапливает помещение с помощью теплого воздуха, нагреваемого внутри трубной конструкции. Но изобретатели не остановились на этом. Они стали предлагать различные модификации, и одна из них – это печь Булерьян с водяным контуром. Кстати, вот она на фотографии снизу.

По сути, это точно такая же конструкция с единственным отличительным нюансом – внутри трубной батареи циркулирует не воздух, а теплоноситель. Поэтому все трубы объединены между собой патрубками. То есть, создается единый герметичный контур, который можно соединить с отопительной системой дома или подключить к отдельно стоящему бойлеру.

Хотелось бы добавить, что такая конструкция котла прекрасно работает по принципу естественной циркуляции теплоносителя. Высокая температура воды и напорный коллектор могут поднять теплоноситель на высоту до 8 м. В малоэтажном строительстве, используя данный тип котлов, можно обходиться без установки циркуляционного оборудования. А это большой плюс в экономии потребления электроэнергии.

Небольшие печи Булерьян отлично обогревают баню, плюс нагревают воду для помывки. И хотя самый маломощный агрегат рассчитан на больший объем прогрева, наши российские умельцы смогли использовать данный тип печей и в небольших баньках.

Технология растопки

• Сначала необходимо быстро нагреть помещение, поэтому в топку закладывают топливо, которое быстро разгорается. Оно должно быть сухим. Кстати, это может быть просто бумага или картон в большом количестве. Топливо зажигается, открывается шибер и заслонка поддувала, дверца закрывается. По сути, котел Булерьян начинает работать, как обычная буржуйка с КПД 20-40%. При этом из труб начинает в помещение поступать горячий воздух – 4 трубы выделяют 4-6 м³ в минуту. Вот это производительность. К тому же воздух разогреется внутри батареи до +140°С. Вот почему помещение так быстро нагревается.
• Здесь необходим опыт, потому что разгонная закладка до углей должна дойти буквально за 4-5 минут. Если дверца снабжена стеклом, то смотреть можно через него. Если стекла нет, тогда только через патрубок поддувала. Дверцу открывать не рекомендуется.
• Если закладка сгорела до углей, надо провести дополнительную закладку из крупных поленьев. Чем крупнее, тем лучше.
• А вот теперь шибер надо закрыть, а заслонку поддувала подогнать под необходимый уровень. Кстати, на ней есть градация, так что можете ориентироваться по ней.
• После всех манипуляций котел переходит в режим пиролиза. Поэтому воздух, поступающий из труб, имеет температуру +75°С, а корпус котла остывает до +55°С. То есть, агрегат переходит в штатный режим работы.

И еще одна рекомендация – использовать в качестве топлива для Булерьяна уголь или кокс запрещается. У них слишком сильное выделение тепловой энергии с высокой температурой. Это влияет на качество работы (может снизиться КПД) и на долгосрочность эксплуатации.