Моя металлическая печка

<100 full reads

Живой огонь обладает определенной магией. Как в виде открытого огня (костер) так и в камине, печи, или даже в металлической печке-буржуйке.

Случилась у меня на даче беседка, почти полностью закрытая, да еще и с перспективой утепления. И где то на третьем уровне сознания отложилось желание поставить туда печку, со стеклышком, что бы видеть огонь. Зима, за окном метель, качаются от ветра сосны, а ты сидишь в кресле, с книгой или журналом, на столике дымится чашка с горячим чаем, в печке уютно потрескивают дрова, а огонь бросает отблески на светлые деревянные стены... Но как всегда, есть много других насущных дел, да и банальная лень все откладывали и откладывали это в дальний ящик.

Но тут подвернулась на ганзе (форум такой, даже портал) тема: "Долгоиграющие печки от первого встречного" - стал ее почитывать. Участвовать не планировал, поскольку обычно собеседники, скажем так, "очень своеобразные". Но автор темы оказался очень адекватным и интеллигентным, и я немного "влез" в эту тему. Обсуждались, среди прочего, и печки из б/у баллонов.

Далее немного цитирую самого себя (других собеседников не буду - это их авторское право) из этого обсуждения:

"У печки буржуйки теплоотдача осуществляется со вей поверхности. Где температура выше - там сильнее, и конвекция и лучистое.
Внутри печки газы должны успеть сгореть (тот самый дожиг) а после этого еще и отдать тепло. Это можно как то специально организовать, а можно отдать на откуп самому процессу естественной конвекции, как в колпаковой печи. Но для этого газы после дожига должны соприкасаться с достаточно развитой поверхностью.
Кроме того, если отверстие выхода газов находится вверху, то самые горячие газы, самые легкие, уходят максимально быстро по кратчайшему пути, и тепловоспринимающих поверхностей минимум."

Моя схема печки из баллона
Моя схема печки из баллона

"Для топлив с большим содержанием летучих (а дрова к ним относятся) необходим объем для сжигания этих летучих. И он обычно не меньше 2/3 от общего объема топки, то есть на топливо не более 1/3 объема. В противном случае эти летучие или не сгорают - идет дым и деготь, или факел в трубе и даже на выходе из трубы."

Горение и теплообмен
Горение и теплообмен

"А еще нужно снять тепло с этих газов - даже когда они не светящиеся, но если процес горения организован правильно - их температура достаточно велика"

"Что рассматриваю я?
Беседка 3х3 м. Тепловая мощность в режиме активного горения нужна примерно 5 кВт. это около 2 кг дров за час. По объему - около 4 дм3 (4л) в плотной мере или в два раза больше в складской - 8 дм3 - дрова уложенные в 8-ми литровое ведро.
Объем топки около 20 л. Площадь поверхности теплосьема - 0,5 м2 (это уже из практики - 10 кВт - 1 м2 для хорошего кпд)

За пару часов активного горения прогреть беседку и накопить углей на колоснике "с горкой".
Прикрыть воздух и часов 5+ тление углей в режиме примерно 1 кВт."

Затем, как это часто бывает на форумах, разговор "ушел в высокие тона" более чем на неделю - каждый из участников доказывал свою не сильно понятную правоту, слега оскорбляя других собеседников.

Затем автор темы навел порядок.

Цитирую себя далее:

"Попробую включится в дела практические, по изготовлению топочных устройств, если ТС не против)))

Подойдем к вопросу системно. Начнем с ТЗ.
Печка-бруржуйка в зимнюю беседку. Беседка 3х3 по высоте тож примерно 3 м. с окнами и дверью, теплоизоляция неспешно делается - 100 мм плюс паро и ветро мембраны. Приехать, быстро прогреть, а потом задумчиво сидеть в кресле попивая чай, глядя на метель и качающиеся сосны за большим окном, и видя уютный горящий огонь в печке...
Может как нибудь по необходимости переночевать, есть электричество, можно поставить обогреватель. Но если есть печка, то должна позволять комфортно переночевать и при отсутствии электроэнергии.
Т.е. основные требования:
1. Достаточная тепловая мощность для быстрого прогрева.
2. Видеть огонь.
3. Медленная отдача тепла на протяжении 4-6 часов, что бы поспать.
4. На всех режимах - безопасность. Как для здоровья так и пожарная.
5. Отсутствие запаха дыма, опять же на всех режимах.

Уточнение ТЗ в процессе разработки и даж изготовления бывают постоянно. Так что не будем слишком загонять себя в рамки.

Топливо - дрова сосновые из леса рядом, за забором - сосны падают, аккумуляторная пила в наличии, привезти на машине или тачке или санках напиленные не проблема.

Есть еще некие компоновочные ограничения - печка у стены, дымоход через стену, труба на улице.

Если подойти к этому всему системно (как меня когда то учили в институте) то все начинается со сбора информации по прототипам и аналогам.
То есть, если в ТЗ задача на разработку грузового самолета на 10 т грузоподъемности и дальностью 5000 км, то собирается вся инфа по грузовым самолетам от 5 до 15 т грузоподъемностью и дальностью от 3000 до 10 000 км и анализируется.

В моем случае все может быть еще проще, т.к. мне нет необходимости в серийном выпуске этих печек (у меня нет задачи делать самолет - мне на нем надо летать) - вдруг что то готовое подойдет под мои требования. Купил, поставил и наслаждайся жизнью)))

По грубым прикидкам, для быстрого прогрева данного объема и прогрева внутренней обшивки (у которой есть масса и теплоемкость) в течении пары часов максимум, потребная тепловая мощность 5-10 кВт в нормальном режиме, и 1-2 кВт в длительном.

Кто что может предложить из известного под вышеуказанные требования?
В смысле из серийно (или мелкосерино) производимого?
На предмет купить или проанализировать?"

Фото беседки где то в процессе
Фото беседки где то в процессе
Примерное место размещения печки
Примерное место размещения печки

Одним из собеседников, автором темы, был предложен следующий покупной вариант:

Моя металлическая печка

Но у меня идиосинкразия на "пиролизные печки" - за время работы с твердым топливом я достаточно нанюхался этой пиролизной вони, и сейчас стараюсь ее избегать.

Посмотрел быстренько в интернете, что предлагается (по результатам просмотра написал несколько частей "Металлические бытовые печки"). Но из предложенного меня ничего не устроило, ввиду расхождения с моими требованиями. Потому решил сделать сам.

Набросал примерный эскиз:

Эскиз печки
Эскиз печки

Сборочный чертеж делать не стал, сразу сделал раскрой деталей под плазменную резку. Мы много работаем с листовым металлом, потому печка прямоугольная, хотя я не сторонник подобных конструкций. Но как всегда - во всем некоторый компромисс. Почти всем плоским поверхностям дал небольшую "стрелу прогиба" - примерно 3 мм.

Процесс изготовления:

Процесс сборки. Отверстие с фланцем - под установку стекла.
Процесс сборки. Отверстие с фланцем - под установку стекла.

Видна лёгкая кривизна боковин и верха
Видна лёгкая кривизна боковин и верха

31 декабря забрал почти готовую печку (без стекла).

Вид со стороны дверки
Вид со стороны дверки
Со стороны выпускной трубы
Со стороны выпускной трубы

Свез на дачу, установил в беседку:

Печка в беседке
Печка в беседке

Установлено временно

Пожарные нормы пока не соблюдены, но печка и не эксплуатируется
Пожарные нормы пока не соблюдены, но печка и не эксплуатируется

Теплоизолированный газоход очень внушителен - 230 мм по наружи.
Теплоизолированный газоход очень внушителен - 230 мм по наружи.

Установил теплоизолированную дымовую трубу, с дефлектором.

Труба, первый вариант - из 2-х метровых кусков
Труба, первый вариант - из 2-х метровых кусков
Крепление внизу - на два забитых в землю уголка
Крепление внизу - на два забитых в землю уголка

Попробовал установить стекло, но асбест пока не снял - не очень понятно, какова будет степень нагрева. Сделал несколько отверстий в асбесте, что бы заглядывать.

Попробовал установить стекло
Попробовал установить стекло

Труба работает и высотой в 2+ м, но в наличии еще метровый кусок. Поставил.

Труба. Высота 3+ м
Труба. Высота 3+ м

Первичное тестирование показало соответствие техническому заданию.

Пожарил котлетки в фольге:

Печка в работе
Печка в работе

Как показывает весь мой предыдущий опыт, новое изделие нужно испытывать в некрашеном, не товарном виде - такое конструкторское суеверие. Даже в авиации было так - первый самолет-лидер летал в веселом цвете анодированного алюминия, собирая первые эксплуатационные данные. Сейчас пиар на первом месте - в полет выпускают только покрашенный самолет - но результаты можете наблюдать сами.

Об эксплуатации получившейся печки, приведение ее в окончательный товарный вид (как и беседку то же) - напишу в продолжении...