Печь булерьян (бернеран): принцип работы и устройство

Особенности конструкции

Собрать печь Булерьян своими руками действительно очень просто. Но только для тех, кто умеет обращаться с инструментом и железом, а также имеет представление об устройстве твердотопливных печек. Особых конструкционных сложностей здесь нет, но нужно помнить, что работа с железом требует особой аккуратности – оно не такое податливое, как дерево. Но в качестве конечного результата у вас должен получить отличный отопительный агрегат, который порадует быстрым прогревом и длительным горением.

Собранная своими руками печь Булерьян представляет собой традиционный твердотопливный агрегат, работающий на дровах по газогенераторной схеме. То есть, дрова здесь горят с выделением продуктов пиролиза, которые отправляются в камеру дожигания и сгорают там со вторичным воздухом. Продукты сгорания отправляются в дымоход, уходя в атмосферу и частично выпадая в виде конденсата – мы расскажем, как избавиться от него всего одним движением руки.

Буржуйка Булерьян состоит у нас из следующих частей:

• Основная камера сгорания – просторная, вместительная, дрова здесь лежат непосредственно на конвекционных трубах;
• Камера дожигания – располагается над камерой сгорания, представляет собой перфорированный или цельный лист железа, отделяющий верхнюю четверть всего внутреннего объема;
• Трубчатый конвектор – набор изогнутых труб, большая часть площади которых непосредственно контактирует с дровами, углями и сгорающими газами;
• Загрузочная дверца с небольшой глухой заслонкой – через нее в печь Булерьян, изготовленную своими руками, загружаются дровами. Она же позволяет отрегулировать доступ кислорода в камеру сгорания;
• Дымоход с шиберной заслонкой и камерой для сбора конденсата – обеспечивает удаление продуктов сгорания и собирает сконденсировавшиеся продукты сгорания с их последующим удалением.

Также в конструкции печи присутствуют трубки (инжекторы) для подачи вторичного воздуха – он нужен в камере дожигания для сгорания пиролиза.

Именно простота конвекционной печи Булерьян (ее еще называют печью Бренеран) и дала ей заслуженную популярность.

Способы усовершенствования печи Булерьян

Самодельный буллер, ввиду своей неказистости, даже в самый скромный интерьер вписывается довольно плохо. Между тем сделать эту печь по-настоящему привлекательной можно при помощи очень простого приёма — обложив её камнем или кирпичом.

Такое решение не только повысит эстетические достоинства агрегата, но и даст практическую выгоду:

• риск обжечься о корпус печи будет сведён к нулю;
• кирпичная кладка будет играть роль теплоаккумулятора, благодаря чему печь некоторое время сможет греть дом даже после исчерпания топлива;
• поры печного кирпича при нагреве выделяют водяной пар и при остывании снова впитывают его, благодаря чему в отапливаемом помещении все время поддерживается оптимальная влажность.

Наибольшей теплоёмкостью обладает шамотный кирпич, однако, из-за значительной теплопроводности его обязательно нужно обкладывать кирпичом керамическим.

Буллер, спрятанный в кирпичную «одёжку»

Возводить каменную или кирпичную оболочку следует вплотную к печи, а если где-то остаются щели, их нужно заполнить смесью из раствора и битого кирпича.

Воздушно-конвекционную печь очень легко можно превратить в котёл с водяной рубашкой.

Для этого достаточно объединить входные и выходные отверстия теплообменников коллекторами и подключить их к системе отопления. При этом следует учесть, что теплоёмкость воды в 800 раз больше воздушной, поэтому для её нагрева интенсивность горения в топке приходится увеличивать. В таких условиях срок службы печи из обычной стали сильно сокращается.

А вот нагрев воды для хозяйственно-бытовых нужд буллер может осуществлять без всяких переделок. Достаточно два из его восьми теплообменников подсоединить металлическими гофрами к трубам, установленным внутри утеплённого бака с водой. Во время растопки печи вода быстро нагреется, после чего её температура будет поддерживаться на уровне 60–70 градусов.

Блиц-советы

1. В целях экономии лучше не покупать готовый дымоход для печи, а сварить согласно чертежам своими руками из обычной черной трубы длиной около пяти метров, прикрепить анкерами к стене и просто утеплить её.
2. Чтобы температура печки нарастала медленнее, надо слегка прикрыть заслонку (регулятор поддула).
3. Чтобы огонь в котле сильно не пылал, дрова надо докладывать постепенно, а не сразу всю закладку целиком, уменьшая при этом количество кислорода внутри, с помощью регулировки поддула.
4. Нельзя использовать влажные дрова, так как они плохо горят и сильно коптят, засоряя дымарь.
5. Чтобы быстро стереть сажу и копоть с поверхности огнеупорного стекла окошечка на дверке печи, надо просто обмакнуть тряпку в растворе с золой, и протереть ею стеклышко.
6. В дальнейшее будет очень удобно использовать кочергу с треугольным наконечником для выгребания сажи из зольного поддона буллера.

Эксплуатационные особенности

Безопасность и эффективности печи «Булерьян» зависят не только от точности сборки, но и от правильности эксплуатации. При использовании данной установки следует учитывать следующие рекомендации.

1. Топить печь следует только дровами или древесными отходами (опилки, бумага). Установка не рассчитана на уголь любого типа и жидкое топливо.
2. Разжигание печки следует проводить с помощью бумаги или щепы (лучины) с постепенной загрузкой поленьев, начиная с небольшого размера. В момент разжигания поддувало надо выдвинуть на 2–3 см.
3. Первый этап: активное сжигание дров длится порядка 35–45 минут, до набора нужной температуры. В этот период поддувало открывается, обеспечивая поступление кислорода воздуха для поддержания горения. Далее зольник задвигается, поддувало закрывается – для прекращения активного горения и перехода на режим тления. Одновременно регулируется тяга с помощью задвижки дымохода.

В качестве топлива для печи «Булерьян» можно использовать древесину любых пород и достаточно крупные поленья. Рекомендуется только изредка перемешивать дрова из твердого дерева. При длительном пользовании парилки можно провести докладку топлива. Для этого дверцу надо открывать медленно, а предварительно открыть поддувало

Важно, чтобы дым при закладке не проник в помещение. Следует также помнить, что в условиях бани данные печи должны непрерывно работать не более 7–8 ч

Расчёт самодельного Булерьяна для дома

Расчёт топки твердотопливного теплогенератора является достаточно сложным, но для любительского уровня вполне подойдёт его упрощённый вариант. Он выполняется в два этапа.

Этап первый: определение мощности печи при полном (пламенном) горении

В таком режиме закладка топлива сгорит примерно за 1 час (3600 сек), а КПД печи составит примерно 50%. Для расчёта нужно знать теплотворную способность топлива. Вот данные для некоторых видов древесины:

• берёза: 16200 кДж/кг;
• ясень: 18200 кДж/кг;
• дуб: 20000 кДж/кг.

Произведём расчёт для топлива с наименьшей производительностью — берёзы. Полено весом в 1 кг за час работы с учётом КПД = 50% сгорит с такой мощностью:

W = (16 500 000 / 3600) х 0,5 = 2300 Вт.

Следовательно, для мощности в 15 кВт нам понадобится:

М = 15 / 2,3 = 6,52 кг берёзовых поленьев.

С учётом того, что плотность берёзы составляет 650 кг/м3, рассчитаем объём закладки массой 6,52 кг:

V = 6,52 / 650 = 0,01 м3 = 10 л.

Исходя из того, что коэффициент заполнения топки для твердотопливных печей составляет 0,63, рассчитаем объём топки:

Vт = 10 / 0,63 = 15,9 л.

Этап второй: определение мощности печи в режиме тления

Обычно эта величина составляет всего 10% от номинальной мощности, то есть той, с которой агрегат работает в режиме пламенного горения. Для нашего примера мощность тления составит всего 1,5 кВт. Таким образом, чтобы обеспечить выход тепла в режиме тления хотя бы на уровне 4,5 кВт, объем топки нужно увеличить в 3 раза — примерно до 48 л. Тогда в неё удастся уместить примерно 19,5 кг берёзовых поленьев.

Как сделать своими руками

Классический «Булерьян» представляет собой цельную конструкцию из металла с двухкамерной топкой, опоясанной металлическими же трубами. Чтобы собрать печку своими руками, необходимо запастись следующими инструментами и материалами:

• детальный чертеж агрегата;
• несколько стальных листов (4 мм) для стенок топочной;
• трубы диаметром около 6 см;
• стандартный сварочный аппарат;
• болгарка;
• специальная установка для изгибания металлических труб;
• набор рабочих инструментов: ножовка, плоскогубцы, дрель и т. п.

Весь процесс работы над печью можно разделить на следующие этапы:

1. Изгибаем трубы в соответствии с выбранной схемой. Для классической модели понадобится 8 одинаковых труб.
2. Делаем трубный отвод Т-образной формы. Он будет размещаться за задней стенкой печки и выполнять сразу две задачи – отводить угарный газ (верх отвода) и конденсат (нижняя часть). Обязательно оборудуйте нижнюю часть отвода специальным краном, тогда вы сможете сливать конденсат по мере необходимости.
3. Устанавливаем в отвод специальную заслонку, с помощью которой мы будем регулировать быстроту сгорания дров в топливе, а также контролировать тягу.
4. Такую же заслонку ставим и на передней дверце печи в поддувало.
5. Чтобы заслонки надежно фиксировались, можно установить внутри трубы специальную пружину.
6. Чтобы сделать крышку печи, понадобится 2 куска трубы примерно по 40 мм. Их нужно разрезать по шву и развернуть наружу так, чтобы получился зазор. В него вставляем специальную шину, и получаем два кольца, которые входят друг в друга. Установите одно кольцо на лицевом торце «Булерьяна», а второе приварите так, чтобы то, что побольше, выполняло функцию дверцы.

Герметичность конструкции должна быть абсолютной, чтобы процесс генерации газа и циркуляция теплых воздушных масс были эффективными. 

Теперь варим каркас из труб. Пространство между ними заполняем кусками листового металла, провариваем пространство между патрубками для конвекции. К дверце печи прилаживаем замок, который лучше купить готовым. В верхнюю часть стенки вставляем воздушный инжектор – так у нас будет дополнительная возможность для регулирования силы тяги. Привариваем ножки будущей печи и проверяем всю конструкцию на устойчивость.

Вот и все, осталось заложить дрова в топку и наслаждаться теплом.

Чтобы упростить задачу, в качестве основы конструкции можно использовать старый котел водяного отопления. Правда, конструкция такого типа выглядит не так привлекательно, но абсолютно не уступает в эффективности.

Особенности эксплуатации

Чтобы буллер работал с максимальной эффективностью, топить его следует полностью высушенными дровами — влажность не должна превышать 10%. Сырую древесину можно подсушить прямо на печи.

Топится Булерьян так:

1. Полностью открыв заслонку поддувала и шибер, в топку загружают хорошо высушенный легковоспламеняющийся материал — мелкий хворост, щепу, можно даже бумагу.
2. Теперь нужно поджечь закладку и закрыть дверцу. На этой стадии печь работает в режиме горения и интенсивно прогревает остывшее помещение. Опытные пользователи так подбирают объем первой закладки, чтобы она превратилась в угли как раз к моменту установления комфортной температуры. Если дверца не прозрачная, следить за горением следует через поддувало.
3. После прогорания первой закладки до углей на неё укладывают основное топливо — деревянные поленья, торфобрикеты или пеллеты. Дверцу закрывают, а заслонку поддувала поворачивают в положение, соответствующее желаемой мощности. Шибер нужно полностью закрыть. При этом печь выйдет на основной режим: тление топлива с частичным пиролизом.

Температура в топке при этом составляет 550–650 градусов, поступающий из теплообменников воздух будет нагреваться до 60–70 градусов. Корпус будет иметь температуру 50–55 градусов, а выхлоп — около 120 градусов.

Возможные ошибки

Крайне нерациональными являются попытки эксплуатировать печь Булерьян с повышенной мощностью — из-за низких теплоёмкости и теплопроводности воздуха большая часть образующегося при этом тепла будет уходить в дымоход.

Фирменный буллер нельзя топить углем — это топливо при сгорании даёт температуру в 800–900 градусов, от которой стенки печи быстро прогорают. К такому же результату приведёт постоянная эксплуатация данного агрегата в режиме горения с пламенем, на который он не рассчитан. Правда, иногда пользователи все же идут на это, так как при таком режиме работы конденсат образуется в меньшем объёме и, главное, он является гораздо менее токсичным.

Что касается самодельных буллеров, то здесь все зависит от используемых материалов. Толстые стенки из жаростойкой стали выдержат любой режим работы и любое топливо. Если же печь изготавливалась, как это часто бывает, из металлолома, то есть обычной конструкционной стали, то правила эксплуатации фирменных булеров распространяются и на неё.