Вторичный дожиг в печах и каминах. Догорание в кирпичной кладке

Вторичный дожиг в печах и каминах. Догорание в кирпичной кладке

Хотя, пример финского закрытого камина может наглядно показать механизм использования вторичного воздуха для полного сгорания легких веществ в кирпичной кладке. Принципиально схема обычного и вторичного обеспечения кислородом топки и пространства для догорания газов отличается по нескольким параметрам:

• Для процесса горения прямая подача кислорода необходима постоянно – перекрытие подачи кислорода приводит к затуханию огня. Для процесса дожига газов кислород нужен начиная с момента повышения температуры до 600-700 градусов, то не сразу, после начала топки;
• Через открытое поддувало воздух поступает нагретый до комнатной температуры или температуры, которая соответствует тому помещению, откуда производится забор. Для вторичного воздуха важно чтобы кислород поступал в камеру сгорания уже подогретый, причем подогретый до довольно высокой температуры – порядка 500-600 градусов;

Так что для того чтобы получить полное сгорание окиси углерода СО, водорода Н2, сажистых частиц Н(С-Н) и атомарного углерода С, необходимо обеспечить не только подачу необходимого объема кислорода, но подогреть его до оптимальной температуры для вступления в реакцию.

Подача воздуха в печь на примере финского камина поможет правильно понять суть этой технологии. В отличие от обычной топки в камине нет поддувала – дрова горят на плите внизу топки. Прямая подача кислорода осуществляется через отверстия в дверце. Кстати, в конструкции дверцы имеются несколько уникальных элементов, главный из которых регулируемая решетка, через которую и происходит подача кислорода в топку.

Печь камин с вторичным дожигом. Особенности устройства камина с «вторичным дожигом»

Классический камин имеет открытую топку и очень низкий КПД (не более 20%). Поэтому использовать его для обогрева дома не всегда рентабельно. Большой и неконтролируемый объем свежего воздуха, поступающего в топку, обуславливает неполное сгорание топлива — и в золе, и в дыме остаются не прогоревшие твердые частицы.

Это же служит причиной таких потерь, как:

• •Не до конца окислившийся углерод (CO, а не CO2);
• •Неполное сжигание газов, полученных в процессе пиролиза (а при нагревании твердого топлива их выделяется немало).

В свою очередь камины с дополнительным дожигом, сжигают топливо практически без твердого остатка, а также большую часть горючих фракций и газов. Они принципиально отличаются от классических каминов и топок более закрытой камерой и дополнительной дозированной подачей кислорода (система вторичный дожиг). Горение проходит как бы в два этапа: внизу топки и вверху.

Внизу угли от дров и сами дрова тлеют, в результате чего выделяется тепло и большой объем горючих газов.

Вверху топочной камеры горючие газы сгорают, выделяя дополнительное тепло. Такое разделение процессов возможно только при независимой подаче вторичного воздуха в верхнюю часть камеры через специальные заслонки.

Визуально топки с системой вторичного дожига от печей-каминов отличаются комплектованием, способом монтажа и большой дверкой жаропрочного стекла. Камин состоит из топки, облицовки и дымохода. Печь-камин проще — при установке требуется только «подключение» к дымоходу. Но эта «простота» немного снижает декоративные свойства.

Вторичный дожиг своими руками. Как это выглядит?

Горение происходит с участием воздуха. В обычной печи он проходит к топливу через дверцу зольника и колосниковую решетку. После того как печь вышла на рабочий режим, то есть дрова разгорелись и топка прогрелась, подачу воздуха уменьшают. Для этого прикрывают дверцу зольника, оставляя небольшой зазор.

Дрова горят медленнее, топка не перегревается, а дает ровно столько тепла, сколько нужно для помещения. Но у такого режима есть и существенный недостаток: окисление при нехватке кислорода оказывается неполным. Через дымоход в атмосферу уходят угарный газ, простые циклические углеводороды, углерод в виде сажи. Все это — энергоносители, которые могли бы быть использованы для отопления помещения. Газообразные продукты неполного сгорания загрязняют атмосферу, а твердые и смолистые вещества откладываются на внутренних поверхностях дымохода.

Для дожига дымовых газов такого состава в топку подают вторичный воздух. Он попадает туда через отверстия на задней или боковых стенках. Смесь дымовых газов и вторичного воздуха воспламеняется, и в четко видно пламя в верхней части топки. Чтобы вторичный воздух не охладил дымовые газы ниже температуры воспламенения, его предварительно подогревают. Полости, через которые он проходит, соприкасаются с поверхностью топки.

В зависимости от режима первичного горения в дымовые газы уходит от 5 до 30 % энергии дров. Благодаря вторичному дожигу полному окислению подвергаются до 90 % горючих веществ. Применение технологии повышает тепловую эффективность печей практически в два раза и в 10 раз снижает вредные выбросы. Из-за уменьшения количества смол и сажи вероятность возгорания в дымоходе тоже падает.

Печь «ТОП-модель 200» с дожигателями, обеспечивающими перевод печи в режим длительного горения.

Печь «ТОП-модель 200» с дожигателями, обеспечивающими перевод печи в режим длительного горения.

Форсунка вторичного дожига. Вторичный дожиг

Вторичный дожиг для тех, кто желает приобрести особо функциональные модели каминов, представляется одной из опций, безусловно, нужной и важной, но непонятной по своему механизму осуществления. Все дело в том, что это явление, с которым столкнуться в быту невозможно, и чтобы провести аналогию, объясняющую суть данного процесса, т.е. получить расшифровку понятия вторичного дожига нужно обратиться к полезной информации специализированных сайтов, представляющих в интернете салоны магазины каминов. Например, узнать об этом процессе можно прямо сейчас, прочитав эту статью до конца.

Думаем, говорить о том, что само горение – есть химическая реакция, не нужно. Но вот напомнить, что в результате этого феерического действа образуются не только завораживающие внимание языки пламени, но и выделяется тепло, а также некоторые летучие соединения, которые еще называют горючими газами, стоит. Кстати, еще один «продукт» горения – зола, о том, как рационально избавляться от нее, мы рассказывали в этой статье.

Производители каминов придумали способ борьбы с тем, что в печи образуются непрореагировавшие в химической реакции горения вещества, который заключается в создании определенных условий, позволяющих дожечь их в топке. Для этого необходимо было решить вопрос с тем, чтобы в топке при ее работе достигалась бы температура, при которой горит сажа. А это не много, ни мало – 1100 С°.

Современные топки , сделанные из стали и имеющие футеровку * , например, вермикулитом или шамотом, могут разогреваться до такой высокой температуры. Вторичный дожиг происходит так: воздух, попадая в топку и циркулируя в области футеровки и корпуса печи, нагревается и подается в верхнюю часть камеры, где происходит процесс горения. Именно там и достигается температура в 1100 градусов, что приводит к сгоранию дегтя и летучей сажи.

Что можно назвать главным полезным свойством вторичного дожига? Их несколько и все они в основном обеспечивают чистоту каминов , избавляя дымоход, топку и защитный экран от отложения на их поверхности сажи. Кроме того, дожиг повышает эффективность сгорания используемого для работы печи топлива, до показателя в 80%.

*Примечание: футеровка – это конструктивная особенность топок, которые снабжают защитными элементами – панелями из огнеупорного или термостойкого материала.

Буржуйка с вторичным дожигом. Устройство печки под твердое топливо

Дрова, кирпич, уголь — это пока самый доступный и экономичный топливный материал. Его использование наименее безопасно, а значит и печь, работающую на таком топливе, сделать проще всего.

Вариантов различных модификаций буржуек, сделанных своими руками чрезвычайно много. Рассмотрим самые распространенные модели.

Печь-буржуйка из баллона и бочки

Старый газовый баллон из толстостенного металла подойдет для любых видов топлива, в том числе угля. Простая конструкция справится с задачей быстрого прогрева помещения, но как только поступление топлива прекратится, она будет быстро остывать.

Самодельная печь из баллона компактная, имеет аккуратный вид. Такую буржуйку используют для дачи, времянки, гаража.

Перед тем как разрезать газовый баллон, из него обязательно стравливают газ, сливают конденсат. Затем баллон полностью наполняют водой — она вытеснит остатки газа, омоет внутренние стенки

Чтобы из газового баллона получилась печь, в корпусе необходимо вырезать отверстия для дверки и под дымоход. Вырезанные участки металла послужат дверцами, после того, как к ним приварят завесы и запирающий механизм. Для поступления воздуха в топку дверку внизу сверлят насквозь.

Подробное описание процесса изготовления самодельного дымохода для буржуйки мы рассмотрели в другой статье .

В нижней части камеры размещают колосник из решетки (он может быть сварен из арматуры), под которым будет скапливаться зола. Можно также организовать варочную поверхность. Сделать это легче на горизонтально расположенном баллоне, приварив на нем с двух сторон уголки.

Хорошо, если бочка изначально имеет ножки. Если нет, нужно приварить их или установить печь на кирпичи.

Буржуйку из газового баллона можно использовать также как основу для дальнейшего сооружения водогрейной колонки, как ее еще называют — «Титан». Для этого поверх печки устанавливают нержавеющую емкость, сквозь которую проходит труба дымохода.

Вода в дровяном бойлере нагревается быстро, а дров используется мало — в летнее время достаточно одной закладки в небольшую топку.

Печь из бочки имеет ту же конструкцию, что и из баллона. Выбирать нужно емкость из толстого металла

Для буржуйки подойдет также металлическая емкость со стенками, толщиной не менее 3 мм. Открытый верх емкости закрывают кругом из металлического листа и заваривают.

В крышке или стенке вырезают отверстие под дымоход. Его диаметр должен составлять не менее 100—150 мм. Верх в такой буржуйке будет нагреваться настолько, что на нем можно будет готовить пищу, греть воду.

У нас на сайте есть также более подробная инструкция со схемами и чертежами по изготовлению буржуйки из газового баллона .

Особенности буржуйки на опилках

Если в хозяйстве нет недостатка в опилках, то такой вид топлива вполне оправдает свое использование. Такая буржуйка не требует частой загрузки — утрамбованные опилки внутри не горят, они медленно тлеют, выделяя тепловую энергию постепенно и обеспечивая теплом длительное время.

Рекомендуем вам посмотреть информацию о том, как изготовить брикеты из опилок своими руками.

Буржуйка на опилках, изготовленная своими руками, работает по принципу длительного горения. Медленный процесс горения позволяет экономить ресурсы — тепло не вылетает моментально в трубу, отапливая атмосферу

Основой печи может послужить металлическая бочка с открытым верхом (если емкость герметична, то верхушку срезают) или труба диаметром от 300 до 600 мм.

Затем из листа, толщиной в три или больше миллиметров, вырезают металлический круг, который должен быть меньшим чем внутренний диаметр бочки. В его середине прорезают отверстие диаметром 100 мм под конус для трамбовки опилок.

Заготовку приваривают к стенкам бочки. С помощью этого круга отгораживают зольник — в нем, с помощью стружки или щепок, будет проводиться розжиг. Высота зольника должна быть 100—200 мм.

Чтобы буржуйка не пропускала дым, между крышкой и внешним цилиндром делают песчаный затвор

Ниже приваренного круга вырезают окошко, которое будет служить как поддувало. К вырезанному кусочку металла приваривают завесы, делая дверцу для того же отверстия.

В крышке емкости делают выход к дымоходу. Крышка должна плотно одеваться на буржуйку и быть из достаточно толстого листа, иначе быстро прогорит.

Чтобы опилки могли гореть постепенно, нужно обеспечить ограниченную подачу кислорода в топливный отсек. Для этого внутрь топки вставляют конусообразный сердечник, вокруг него засыпают опилки и утрамбовывают. Конус осторожно вынимают, прокручивая, на бочку надевают крышку

Улучшить эту же модель можно, добавив дополнительный цилиндр. В этом варианте опилки будут находиться во внутренней камере, а пространство между двумя отсеками послужит для дожига газов и увеличения площади нагрева. В таком варианте выход дымных газов устраивают в нижней части печки.

Каминная топка с двойным дожигом. Преимущество топливной печи с системой дожига

Порой в описаниях топок можно встретить такое название как «третичный дожиг». Это является главной ошибкой определения, так как речь идет о поступлении воздуха в топку с помощью трех источников: каминной решетки, прорезь дверцы и забора для «чистого горения», расположенного в верхней части.

Маленькие частицы, содержащиеся в дыму, прогорают. Процесс горения очищается. Это положительный фактор не только для экологии, а также для пользования каминной топкой , так как в процессе эксплуатации в газах содержится довольно много золы и других веществ, которые оседают на стенках дымохода и негативно сказываются на его работе. Также, содержание в газах большого количества водорода, который, соединяясь с воздушными парами, образует кислоты, которые в свою очередь также губительны для поверхностей.

Топка с эффектом «чистого горения» не будет сильно отличаться в цене, но будет являться более эффективной в использовании, а также прослужит дольше и не будет приносить вреда здоровью. Выделение ядовитых паров сокращается и процесс прогорания идёт наиболее эффективно, поэтому топки с газовым оснащением попросту не нуждаются в системе вторичного дожига.

Топка с системой двойного отличается по размерам от привычных устройств, использующихся для отопления: устройство камеры дожига требует или увеличения высоты дымосборника, или уменьшения высоты стенок. Если уменьшить высоту стенок, это может привести к уменьшению размеров окошка топки. Поэтому при выборе облицовочных материалов для топки стоит учитывать, что такие топки подходят не всем образцам. Именно по этой причиной только 45% топок имеет систему вторичного дожига.

Камера дожига в банной печи. Основная схема

Классическая буржуйка имеет цилиндрическую конструкцию. Однако при самостоятельном изготовлении выполнить это трудно, поэтому за основу нужно взять куб или параллелепипед.

Содержит следующие конструктивные элементы:

1. Топка . Это камера, в которой и происходит сгорание топлива, чаще всего дров. Стенки и дно топки должны быть толстыми, так как именно на них приходится основная температурная нагрузка. Для закладки дров в топку служит дверца спереди, пи желании её можно даже оснастить жаропрочным стеклом.
2. Зольник (поддувало) . Отсек под топкой, отделяется от неё колосниковой решёткой. Зольник также оснащён, дверцей, только меньшего размера. Она служит для удаления пепла и золы. которые падают через колосниковую решётку от прогоревших дров. Но смысл зольника не только в этом — через дверцу поддувала всасывается воздух и проходит через слой топлива снизу, обеспечивая наилучшее горение.
3. Дымовой канал . Для его обустройства в верхней части печки вырезают круглое отверстие, в него вставляют обрезок стальной трубы и обваривают. В дальнейшем сюда можно присоединить другие секции трубы либо воспользоваться заводским сэндвич-дымоходом на специальных замках.

Мнение эксперта

Левин Дмитрий Константинович

Некоторые изготовители самодельных печей считают, что конструкция с поддувалом и колосниковой решёткой не подходит для банной печи — создаётся слишком сильная тяга, которая препятствует полному сгоранию дров. Взамен этого дрова предлагается укладывать непосредственно на дно печи, а поступление воздуха обеспечивать, насверлив несколько круглых отверстий в нижней части топочной дверцы и снабдив их сдвижной заслонкой.