Як працює піч Булерьян

Є така думка, що піч Булерьян коли виготовили звичайні канадські хлопці-лісоруби. Все це неправдива інформація, тому що виготовити такий непростий агрегат людині, далекій від азів теплотехніки, просто неможливо. Цей опалювальний агрегат винайшли розумні люди – інженери та конструктори, хоча виготовляли спеціально для лісорубів. Чому? Вся справа в тому, що в Канаді ліс валять тільки взимку, коли природа спить. І валять не великими площами, а вибірково ділянками. Тому лісорубам весь час доводиться переїжджати з місця на місце. А на новому місці треба відразу ж обігрітися. Тому цієї конструкції печі були пред’явлені досить жорсткі вимоги.

Опалювальний агрегат повинен швидко нагріватися і прогрівати опалювальне приміщення. І все це має відбуватися за 20 хвилин, не більше.
Він повинен працювати не тільки на дровах, але і на трісці, тирсі, гілках і сучках.
Невеликі габаритні розміри, адже піч доведеться постійно перевозити.
Але при цьому повинна бути досить містка топка, щоб в неї змогли вміститися великі поліна і корчі.
Час роботи з однією закладки не менше 8 годин. Втомленому людині буде складно просипатися і підкладати дрова.
Простота регулювання потужності, щоб роботяга після першого вступного інструктажу міг спокійно впоратися з котлом.
Сама піч повинна бути недорогою, але в теж час досить технологічною.
Вона повинна бути на всі сто відсотків енергонезалежною. Уявіть, що було б в тайзі, де немає майстерень, щоб замінити невелике електронний плато.
Також у конструкції повинні бути відсутніми сплави, обробка яких вимагає наявності спеціального обладнання. Це по всіх позиціях повинна бути проста піч.
Не забули розробники і про безпечної експлуатації цього агрегату. Перше – освіта чаду виключили повністю при будь-яких ситуаціях. Друге – сам опалювальний прилад, а, точніше сказати, його корпус по температурі нагріву не перевищував +70°С. Це було враховано для того, щоб спросоння лісоруб, наткнувшись на неї, не отримав опік.

Все це канадським інженерам вдалося врахувати і вкласти в конструкцію Буллерьяна.

Пристрій агрегату

Опалювальні печі Булер’ян – це насправді не стовідсоткова розробка канадців. В основу винаходу була вкладена модель сталевий печі, яка серед обивателів носила назву – піч-калорифер. А, по суті, це конвекційно-трубний котел повітряного типу тривалого горіння.

Отже, в чому особливість Булерьян?

З торцьового боку печі круглого перерізу встановлена велика дверцята. У ній розташований патрубок, який виконує функції піддувало. В останньому встановлена заслінка поворотного типу, через яку повітря надходить в камеру згоряння палива. Це своєрідний дросель, за допомогою якого можна регулювати потужність опалювального приладу.
Далі йде велика за обсягом топка. У ній розташовуються батареї труб, вони займають майже дві треті внутрішнього простору. І саме такий займаний трубами обсяг гарантує 70% конвективної теплової віддачі котла. 10% залишається на випромінювання, яке виходить від корпусу приладу. Ось чому ККД агрегату становить 80%.
Внизу встановлюється колосникова решітка. Це досить потужне пристосування товщиною 4 мм. Воно може бути виконано із сталі або чавуну.
Зверху над топкою встановлюється горизонтальна перегородка. Вона повністю не перекриває котел, не доходячи до передньої стінки, залишаючи зазор. У перегородці зроблені отвори, площа яких займає 7% від її площі. Необхідно відзначити, що кількість отворів, їх діаметр і місце розташування точно відкалібровано і залежить від потужності самого опалювального агрегату.
Забір повітря для спалювання топкових газів береться з самої топки. Спеціальні продухи для вторинного повітря в цій конструкції не передбачені. Кількість відібраного повітря залежить від типу використовуваного палива і від режиму роботи самого котла. До речі, це один з характерних моментів Булерьян від класичних моделей.
Камера допалювання – це простір між горизонтальною перегородкою і верхньою стінкою печі. Вона працює тільки в тому випадку, якщо сама піч переходить на режим тривалого горіння.
Цікава конструкція димоходу. Після печі розташовується горизонтальна його частину довжиною один метр, яка носить назву «борів». У цій частині догорання топкових газів пригальмовується.
Далі в димоході установлюється шибер. У нього дуже цікава конструкція. Це не змія, з допомогою якої можна повністю перекрити димохід. Це, по суті, заслінка, у якої немає чверті. До речі, ось цей дросель на фото нижче.

Чому потрібен цей виріз? Пам’ятаєте, ми вже говорили про безпеку Булерьян, де згадували, що те, що угар в цих агрегатах неможливий. Так ось за рахунок цього вирізу тяга завжди присутній в топці приладу. А, значить, чадні гази завжди будуть виводитися назовні через димар.
Над шибером встановлюється ще один елемент – економайзер. Це пристрій в печі тривалого горіння Булерьян працює як класичний елемент, в якому залишковими газами обігрівається вода або повітря. По суті, це вертикальний ділянку димоходу довжиною 2-3 м, добре теплоізольований. На цій ділянці чадні гази рухаються струминно. У борове вони до кінця не встигають охолонути, тобто надходять в економайзер з певною температурою. Від стінок економайзера відбувається ІЧ випромінювання, тому що дана ділянка виготовлений з металу і нагрівається. При цьому збільшується концентрація теплової енергії, за рахунок чого гази просто спалахують. Звичайно, концентрація повинна дійти до певної міри. Цей ефект називається перескок полум’я.

До речі, полум’я в економайзері розташовується в дуже обмеженому просторі. Діватися йому нікуди, тому відбувається часткове рух і полум’я, і теплих горючих газів вниз назад в топку. При цьому горіння в камері згоряння швидко затихає. Вийшла в економайзері теплова пробка починає остигати і проскакує далі по димоходу. Інтенсивність горіння починає рости.

Чим гарний такий коливальний режим роботи буржуйки Булерьян? Це дає можливість утримувати роботу на межі тління і полум’я.

Увага! ККД 80% досягається тільки наявністю економайзера в димоході агрегату, без нього цей показник не перевищує 60%. Ось такий потрібний вузол. Хоча деякі споживачі вживаються з ККД 60%, прибираючи економайзер. Але при цьому термін експлуатації печі знижується до трьох років.

Труби в Булерьяне

Хотілося б звернути вашу увагу на фотографію вище. Ви можете звернути увагу, що ліва і права конструкції відрізняються один від одного розмірами і кількістю труб. Зрозуміло, що це дві моделі з різною потужністю, ліва з низької до 25 кВт, права з більшою до 100 кВт.

Чому ми порівнюємо саме ці дві позиції? Нам хотілося б звернути вашу увагу на той факт, що існують певні правила, за яким збирається котел з певною потужністю. По-перше, в них використовуються труби діаметром 60-100 мм. По-друге, кількість різне. Але врахуйте ось який момент – діаметр труб можна застосовувати в залежності від потужності установки. Тобто, це не пропорційні величини. Потужність безпосередньо пов’язана з кількістю труб. І чим більша потужність агрегату, тим більше труб доведеться в нього встановити.

Ще раз звернемо вашу увагу на фотографію вище, правий малюнок. Чисто візуально можна відзначити, що форма цього приладу каплевидна. Навіщо це необхідно? Вся справа в тому, що трубна конструкція впливає на зниження ККД приладу. Якщо діаметр труб збільшити або збільшити їх кількість, то і в тому, і в іншому випадку ККД падає. Саме каплевидна форма допомагає стримувати зменшення коефіцієнта корисної дії. Здавалося б, незначну деталь, але саме вона зіграла найважливішу роль в ефективності роботи печі. Таким способом винахідники вирішили одну з головних проблем цього типу конструкції. Але така форма працює лише в одному випадку, якщо потужність печі не перевищує 120 кВт. Форму більш потужних моделей доведеться моделювати з допомогою комп’ютерних програм.

Ось таке непросте пристрій печі Булер’ян. Хоча і нічого складного в цьому немає, тому багато домашні майстри задаються питанням, а чи можна зробити піч Булерьян своїми руками? Звичайно, можна, якщо ви хороший зварювальник, адже збірка металевого агрегату відбувається тільки за допомогою електрозварювання, де важливою складовою є герметичність і надійність швів виробу.

Варіації на тему Булерьян

Отже, піч Булерьян – це конвекційний агрегат, який опалює приміщення за допомогою теплого повітря, що нагрівається всередині трубної конструкції. Але винахідники не зупинилися на цьому. Вони стали пропонувати різні модифікації, і одна з них – це піч Булерьян з водяним контуром. До речі, ось вона на фотографії знизу.

По суті, це точно така ж конструкція з єдиним відмітною нюансом – всередині трубної батареї не циркулює повітря, а теплоносій. Тому всі труби об’єднані між собою патрубками. Тобто, створюється єдиний герметичний контур, який можна поєднати з опалювальною системою будинку або підключити до окремо стоїть бойлеру.

Хотілося б додати, що така конструкція котла прекрасно працює за принципом природної циркуляції теплоносія. Висока температура води і напірний колектор можуть підняти теплоносій на висоту до 8 м. В малоповерховому будівництві, використовуючи цей тип котлів, можна обходитися без установки циркуляційного обладнання. А це великий плюс в економії споживання електроенергії.

Невеликі печі Булер’ян відмінно обігрівають лазню, плюс нагрівають воду для миття. І хоча самий малопотужний агрегат розрахований на більший обсяг прогріву, наші російські умільці змогли використовувати даний тип печей і у невеликих баньках.

Технологія розтоплення

Спочатку необхідно швидко нагріти приміщення, тому в топку закладають паливо, яке швидко розпалюється. Воно повинно бути сухим. До речі, це може бути просто папір або картон у великій кількості. Паливо запалюється, відкривається шибер і заслінка піддувала, дверцята закриваються. По суті, котел Булерьян починає працювати, як звичайна буржуйка з ККД 20-40%. При цьому з труб в приміщення починає надходити гаряче повітря – 4 труби виділяють 4-6 м3 на хвилину. Ось це продуктивність. До того ж повітря розігріється всередині батареї до +140°С. Ось чому приміщення так швидко нагрівається.
Тут необхідний досвід, тому що розгінна закладка до вугілля повинна дійти буквально за 4-5 хвилин. Якщо дверцята забезпечена склом, то можна дивитися через нього. Якщо скла немає, тоді тільки через патрубок піддувала. Дверцята відкривати не рекомендується.
Якщо закладка згоріла до вугілля, треба провести додаткову закладку з великих полін. Чим більше, тим краще.
А ось тепер треба закрити шибер, а заслінку піддувала підігнати під потрібний рівень. До речі, на ній є градація, так що можете орієнтуватися по ній.
Після всіх маніпуляцій котел переходить в режим піролізу. Тому повітря, що надходить з труб, що має температуру +75°С, а корпус котла охолоджується до +55°С. тобто, агрегат переходить в штатний режим роботи.

І ще одна рекомендація – використовувати в якості палива для Булерьян вугілля або кокс забороняється. У них дуже сильне виділення теплової енергії з високою температурою. Це впливає на якість роботи (може знизитися ККД) і на довгостроковість експлуатації.