Печь длительного горения: принцип работы

Печи длительного горения могут стать отличным выбором в условиях, когда нет возможности использовать другие виды отопительных систем. Они позволяют получить максимум тепла из дров, но требуют правильного розжига и регулярного ухода.

Принцип функционирования таких изделий состоит в повышении длительности и эффективности сгорания топлива. Это достигается за счет особого строения топочной камеры, системы воздуховодов, а также ряда дополнительных функций, таких как вторичный дожиг. По сути они работают на основе пиролиза, это процесс разложения твердого топлива (преимущественно древесины) в условиях высоких температур и при минимальном (или полностью отсутствующем) поступлении кислорода.

В результате пиролиза дрова не сгорают, а тлеют, одновременно выделяя большой объем горючих газов, которые и сгорают в системе вторичного дожига. В результате такого «двойного» горения заметно повышается длительность отопления с одной закладки дров, и практически вся энергия, содержащаяся в топливе поступает в помещение в виде тепла.

Устройство и комплектация печей длительного горения

Внешне печь с функцией длительного горения практически не отличается от стандартных очагов. Главные отличия скрыты внутри корпуса и состоят в особенностях устройства и комплектации. В конструкцию стандартного изделия входят:

• Топка. Это камера сгорания топлива, в которой происходит процесс сгорания или пиролиза. Камера делится на две части, одна предназначена для сгорания дров, вторая – для вторичного дожига, то есть сжигания «дымовых» газов.
• Герметичная дверца. Обеспечивает правильную циркуляцию потоков воздуха. Часто оснащается панорамным стеклом, что позволяет владельцу любоваться «живым» огнем.
• Корпус. Изготавливается из прочных, огнестойких материалов, зачастую оснащается декоративной отделкой. Корпус может иметь разную форму, размеры, в зависимости от типа изделия, места установки и других факторов.
• Регуляторы процесса сгорания. Позволяют точно настраивать подачу первичного, вторичного воздуха.
• Зольный ящик. В нем накапливаются продукты горения (пепел, зола), которые можно быстро удалить по мере накопления. Также многие модели комплектуются дровником, в котором можно хранить определенный запас топлива.
• Дымоход. Предназначен для отведения газообразных продуктов горения наружу.

Все эти узлы являются неотъемлемой частью базового комплекта поставки любой печи длительного горения.

Достоинства и недостатки печей длительного горения

К преимуществам печей длительного горения относят:

• Экономичность. Благодаря длительному горению расходы на топливо будут минимальными.
• Высокий КПД. Эффективность многих моделей достигает 85-90%. То есть большая часть тепловой энергии из топлива остается внутри помещения.
• Отличная теплоотдача. Разнообразные дополнительные комплектующие позволяют равномерно распределить тепло даже на очень большой площади.
• Удобство использования. Нет необходимости в частой закладке дров.
• Минимальное количество отходов. Благодаря двойному сгоранию остается совсем небольшое количество золы.

Есть у изделия и ряд недостатков, основной – необходимость регулярно прочищать дымоход. Это связано с тем, что при низкотемпературном горении точка росы смещается внутрь дымохода. В результате на его стенках образуется конденсат вступающий в реакцию с продуктами горения. Это приводит к повышенному осаждению сажи и креозота на стенках конструкции.

Опасность таких осаждений состоит не только в нарушении воздухообмена, но и в химической активности креозота, который усиливает коррозию материала дымохода. Снизить интенсивность накопления загрязнений можно за счет использования исключительно сухих дров, выбора качественных сэндвич-труб и правильного подбора режима горения.

Также необходимо учитывать, что топочные камеры таких изделий не оснащаются футеровкой. Поэтому сразу после прекращения горения происходит быстрое остывание конструкции.

Дополнительные комплектующие

Помимо них часто используются разнообразные дополнительные комплектующие, которые позволяют повысить эффективность горения или улучшить распределение тепловой энергии внутри помещения. В их число входят:

• Турбина. Обеспечивает принудительный воздухообмен, заметно повышает тепловыделение изделия. Также позволяет обеспечить распределение горячего воздуха по всему дому.
• Система разводки горячего воздуха. Обеспечивает распределение нагретого воздуха по всем помещениям в доме.
• Конвекционный кожух. Служит для увеличения площади теплообмена.
• Система управления. Оснащается разнообразными датчиками и регуляторами, позволяет точно настраивать режим работы отопительной системы, автоматизировать многие ее функции.
• Водяной контур и дополнительные теплообменники. Позволяет подключить к печи систему водяного отопления. В этом случае топка выступит в роли дровяного котла для нее. Так как вода отличается высокой теплоемкостью, такая система позволит отопить даже очень крупные двух-трехэтажные здания.

Хотя дополнительные комплектующие повышают общую цену отопительной системы их наличие позволяет заметно повысить качество ее работы и равномерность распределения тепловой энергии по всем помещениям внутри здания.

Принцип работы и правила растопки печей длительного горения

Физика процесса сгорания топлива в печах длительного горения достаточно сложна, так как в процессе пиролиза выделяется много газообразных органических веществ разных классов. Для обеспечения оптимального протекания этой реакции необходимо поддержание оптимальной, относительно невысокой температуры (400-500 С) и минимальный доступ кислорода. Поэтому строение топки и системы подачи воздуха может быть достаточно сложным.

В системе вторичного дожига наоборот необходимо обеспечить максимально высокую концентрацию кислорода. Это нужно для максимально полного сгорания всех газообразных органических соединений. Таким образом предотвращается попадание во внешнюю среду опасных для экологии соединений и повышается КПД отопительной системы. Также интенсивная подача свежего воздуха позволяет снизить количество сажи и других загрязнений которые могут «забить» дымоход.

В связи с вышеприведенными факторами при растопке печи длительного горения необходимо соблюдать определенный алгоритм действий. Он выглядит следующим образом:

• Вначале топку необходимо наполнить достаточным количеством древесины. Она должна быть хорошо просушенной (остаточная влажность не более 20%). Закладку нужно делать близкой к максимальному объему топки. Благодаря большой массе топлива изделие сможет генерировать тепловую энергию максимально долго, также это обеспечивает оптимальные условия для пиролитического разложения древесины.
• При розжиге щепки нужно укладывать поверх основной массы древесины, таким образом процесс горения будет распространяться сверху вниз.
• В процессе розжига подача первичного кислорода должна быть максимальной, таким образом создаются оптимальные условия для горения верхнего слоя дров. После достижения нужной интенсивности сгорания можно переключить изделие в режим длительного горения. Для этого специальным переключателем (входящим в базовый комплект) снижается доступ воздуха внутрь топки до минимальных значений. При этом поддув и дверцу нужно держать открытыми, пока вся масса топлива не разогреется до температуры около 300-400 С. После этого дверца герметично закрывается, а поддув выставляется на минимальный режим, что позволит обеспечить тление на протяжение многих часов.
• После достижения достаточной интенсивности пиролитической реакции нужно открыть на максимум доступ вторичного воздуха, это запустит систему вторичного горения и печь начнет давать максимум тепловой энергии.

Соблюдение этого порядка действий позволит обогревать дом на протяжение 6-12 часов. Причем существуют модели, способные отапливать здание с одной закладки топлива до 2-3 суток.