Устройство пиролизной печи. Пиролизная печь своими руками: инструменты и материалы, этапы сборки

Пиролизная печь стоит особняком среди остальных отопительных устройств.

Благодаря сложному устройству пиролизная печка может долго работать на единственной закладке топлива.

Если вы не можете постоянно следить за печкой - подкладывать дрова, подсыпать уголь и очищать зольник, то останавливайте выбор на конструкции пиролизного горения.

В статье есть инструкция, как собрать пиролизную печь своими руками, и чертежи самых популярных конструкций.

Принцип работы пиролизных печей

В обычных печах - голландках, русских, тт-котлах водяного отопления - топливо сгорает быстро.

Все эти конструкции требуют внушительных запасов дров угля. Ни о какой экономии в этом случае не может быть и речи.

Пиролизная - совсем другое дело, она будет эффективно отапливать помещение, сжигая минимум дров. Почему это возможно?

Дело в том, что принципы работы пиролизной печи кардинально отличаются от принципов работы обычных печек. В таком аппарате в результате окисления идет не сгорание топлива, а тление.

Однако все, кто сталкивались с протопкой печи или хотя бы разводили костер, знают, что при тлении дрова не сгорают, а только обугливаются. Так почему этого не происходит в пиролизных отопителях, работающих на дровах?

Дело в том, что в пиролизной печи топливо окисляется в два этапа. Сначала медленно окисляется твердая часть, выделяя большое количество горючих газов, а затем уже сами газы сгорают отдельно от дров, в другом отсеке.

Строго говоря, пиролизная печь работает не на твердом топливе, а на газе, который сама же и вырабатывает. Поэтому второе название пиролизных конструкций - газогенераторы.

Упрощенно схема работы пиролизной печи выглядит так:

• в первом отсеке находится топливо и регулируется подача кислорода - воздух подается в таком количестве, чтобы дрова могли тлеть и не могли вспыхнуть;
• газы, выделяющиеся при тлении, поступают в отсек, расположенный выше, и сгорают.

Двухэтапное сжигание позволяет экономить. В зависимости от модели пиролизной печи загружать новую порцию дров приходится от трех до одного раза в сутки.

То есть пиролизный отопитель работает непрерывно, поддерживая в помещении ровную температуру, так же как это делают радиаторы центрального отопления.

В этом состоит колоссальное удобство пиролизных конструкций.

Даже самодельная пиролизная печь будет безостановочно обогревать помещение и 24 часа в сутки обеспечивать находящимся в нем людям комфортную температуру.

Что уж говорить об агрегатах промышленного производства, в которых все рассчитано до мелочей и есть нужная автоматика.

Достаточно один раз загрузить в них порцию топлива и потом целые сутки можно не беспокоиться о том, что дом может остыть, пока вы спите или отсутствуете.

Пиролизная своими руками собирается из кирпича или металла. Переоборудовать в газогенератор можно практически любую металлическую конструкцию подходящего объема, начиная от консервной банки и заканчивая двухсотлитровой бочкой.

Простейшая пиролизная печь

Пиролизные печи всеядны и могут работать на торфе, пеллетах, древесине, угле, соломе, опилках, шелухе, картоне и вообще на любом твердом материале, способном гореть, например, на отходах мебельного производства - обрезках ДСП, поролона и ткани.

Но сама пиролизная конструкция стоит дорого - от нескольких десятков до ста тысяч рублей, в зависимости от мощности.

Поэтому многих, особенно тех, кому нужен мини обогреватель для дачного домика или подсобного помещения, интересует вопрос - можно ли собрать пиролизную печь самостоятельно из какого-нибудь недорогого материала.

Практика показывает, что это возможно, но предстоит сложная работа. Потребуются определенный опыт и знания.

Для пиролизной печи из кирпича, кроме того, нужна будет достоверная порядовка, то есть чертеж, на котором указано, какие кирпичи нужно выкладывать и в каком порядке.

Отопитель из металла изготавливается легче, чем пиролизная печь из кирпича своими руками.

Существует несколько вариантов таких конструкций:

• бубафоня;
• булерьян;
• лачинянка.

Пиролизную печь бубафоню придумал умелец из Колымы. Под эту конструкцию легко переделывается газовый баллон любого объема.

Схема работы бубафони выглядит следующим образом: в достаточно узкой, вертикально расположенной цилиндрической емкости находится поршень, делящий пространство на две части.

На дне емкости сгорает твердое топливо. Над поршнем находится вторая камера, где сгорает газ. В камеру первичного сгорания (внизу) воздух подается через шток поршня.

Во вторичную камеру воздух проходит через отверстия в крышке корпуса. Отработанные газы выходят через дымоход. В процессе эксплуатации бубафоня разогревается до 350 градусов и выше.

Корпус практически доверху заполняют топливом, поджигают сверху и устанавливают поршень. Очаг горения, а скорее тления, будет перемещаться сверху вниз.

Нужно дождаться, пока верхняя часть топливного слоя разгорится, а затем установить поршень и надеть на корпус крышку.

Чтобы в конструкции была хорошая тяга, труба должна быть достаточно высокой - не меньше 2,5 м.

Бубафоня из 50 литрового газового баллона на одной дровяной закладке работает 6 часов, поддерживая комфортную температуру в помещении площадью 50 – 70 квадратных метров.

В бубафоне нет никаких сложных узлов или автоматики. Устройство имеет неказистый внешний вид, но с его изготовлением справиться без преувеличения любой человек, умеющий работать сварочным аппаратом и болгаркой.

Пиролизная печь Сергея Лачиняна

Бубафоня - простейшая в изготовлении пиролизная конструкция, но у нее есть недостаток - чтобы загрузить порцию дров или вычистить золу, нужно вытаскивать поршень, так как в нижней части емкости нет никаких отверстий.

В лачинянке золу и печной шлак убирают снизу, так как топливо сгорает на колосниках.

Сергей Лачинян - известный изобретатель из Казахстана. Свою печь он создавал для личных нужд, когда ему потребовалось устройство, чтобы обогревать свой автомобильный фургон.

В итоге на свет появилось несколько конструкций, сочетающих максимально высокий КПД и низкий расход топлива. Печи получили название в честь своего изобретателя.

Лачинянки используют дальнобойщики, строительные и сельскохозяйственные рабочие, рыбаки, охотники.

Они могут обогревать автомобильные фургоны, палатки, охотничьи домики, сельскохозяйственные строения (курятники, свинарники, теплицы).

Сейчас Сергей разработал уже второе поколение печей, в том числе модель с водяной рубашкой для отопления жилых помещений площадью до 300 кв. м.

Печи Лачиняна работают в основном на угле. Устройство пиролизной печи Лачиняна позволяет топить ее любым горючим материалом, но на угле она показывает просто феноменальные результаты.

Два ведра угля обеспечивают конструкцию топливом на 5 – 7 суток беспрерывной работы.

Несмотря на то что на изобретение выдан патент, чертежи есть в свободном доступе вместе с инструкцией по изготовлению этой чудо печки своими руками.

Чтобы загрузить уголь, нужно откинуть верхнюю крышку и засыпать уголь. Новое топливо падает на горящий слой, и агрегат продолжает работать.

Мини пиролизную печь можно изготовить без всяких чертежей из обычной банки из-под краски и старого стального термоса.

Принцип работы прост до примитивности - в печку загружают любое твердое топливо, вплоть до шишек, и ставят самодельный поршень, состоящий из блина и трубчатого штока.

Сверху надевают крышку и уплотняющий обруч, чтобы воздух заходил только через шток. Конструкцию можно изготовить за два часа.

По мере сгорания угля поршень опускается вниз. Золы практически не остается, так как при высокой температуре все топливо сгорает.

Немного о правилах безопасности. Запрещается делать печи своими руками (кроме лачинянок, сделанных по оригинальным чертежам изобретателя) для жилых помещений, так как из поршня может выходить дым или газ.

Самоделки нельзя оставлять без присмотра и тем более ставить там, где люди спят. Область их использования - технические и подсобные помещения.

Печь Кузнецова

Кузнецов - известный российский изобретатель. Он разработал около 150 конструкций кирпичных печей.

Топливо в кузнецовских пиролизных печах сгорает практически полностью, не образуя сажи. КПД кузнецовок - 80 % и выше.

Специалисты говорят, что Кузнецовские пиролизные печи длительного горения по синергетике приближаются к термоядерным реакторам.

Не нужно пугаться – это означает только то, что все горячие газы и дым в кузнецовских моделях используются на нагревание тела печи, а не вылетают «в трубу».

Столь высокую эффективность кузнецовкам обеспечивает особая двухколпаковая конструкция.

Наружный воздух поступает в топливную камеру снизу, через поддувало. Сверху топка заканчивается сужающимся соплом, что не дает холодному воздуху заходить из дымохода в поддувало.

Кирпичная пиролизная печь Кузнецова начинает работать в пиролизном режиме сразу после растопки. Газ из топки поднимается вверх и догорает под сводом внутреннего колпака.

То есть первый колпак выполняет функцию дожигателя. Горение получается саморегулирующимся.

Горящие под колпаком газы не дают огню в топке разгореться чересчур сильно, и топливо горит долго.

В конце протопки печь перейдет из пиролизного режима в обычный, и колпаки начнут работать просто как теплоприемники, впитывая в себя последние калории тепла из догорающего топлива.

В голландках, шведках и русских печах эти калории вылетают в трубу, а из-под колпаков Кузнецовки они могут пойти только на обогревание тела печки.

Особенность печей Кузнецова в том, что дымоход остается всегда холодным, так как дым, выходя из первого колпака, попадает под второй, который и является телом печи, а уже оттуда уходят в дымоход.

Чтобы сложить пиролизную печь самостоятельно, потребуется чертеж. Идеально строить кирпичную печь, когда дом еще не построен.

Если отопитель приходится встраивать в готовый дом, то нужно учесть расположение балок, так как для кирпичной конструкции придется строить фундамент и дымоход.

Если вы впервые собираетесь строить печь, то необходимо изучить учебники для каменщиков. Затем заливайте фундамент и принимайтесь за укладку кирпичей.

Выкладывая пиролизную печь, нужно строго придерживаться чертежей. Не спеша располагайте кирпичи ряд за рядом так, как это указано в порядовке.

Не забывайте каждый третий ряд прокладывать металлической проволокой для более сильной связки.

Если вам надоело быть истопником и круглосуточно приглядывать за очагом, то постройте пиролизную печь длительного горения своими руками, и вы избавитесь от этой заботы.

Одним из вариантов экономии топлива является применение печей или котлов длительного горения. На одной заправке топливом они работают гораздо дольше других видов отопительных устройств. К печам длительного горения относятся пиролизные печи. Рассмотрим их принцип действия пиролизных печей, их устройство, а так же преимущества и недостатки использования этих агрегатов для обогрева помещения и устройство.

Что такое пиролиз

В основе действия таких печей лежитпринцип пиролиза- термического разложения органических веществ (в нашем случае топлива) на твердые остатки и пиролизные газы при недостатке кислорода. После чего полученный пиролизный газ при высокой температуре смешивается с воздухом (кислородом), что способствует почти полномусгоранию топлива и самого газа.

Если на промежуточном этапе отделить твердые остатки, то получится готовое производство угля (кокса) - углевыжигательная печь. Но нам это не нужно, мы рассмотрим данный процесс с точки зрения обогрева помещений.

А основной обогрев получается за счетвыделения тепла при сгорании полученного газа, смешанного с воздухом. Далее рассмотрим, как достигается это конструктивно.

Устройство пиролизных печей

Классическое устройство пиролизной печи выглядит следующим образом. Имеется общий корпус. В него встроена топка с горелкой для закладки дров. Топка выполняется так, чтобы можно было обеспечитьочень малыйприток воздуха (герметичная, с плотной дверкой и хорошо работающей задвижкой, оборудованная приточно-вытяжным вентилятором). В нее закладываются дрова, поджигаются горелкой или вручную. После того, как они немного разгорятся, топка ограничивается в доступе кислорода.

Дрова обугливаются, получившийся при этом газ (наполовину азот и на половину - смесь водорода, угарного газа, метана и углекислого газа) снизу вверх по отдельному воздуховоду поступает во вторую камеру сгорания, где смешивается с воздухом (приток вторичного воздуха) в нужной пропорции и сгорает, выделяя тепло. Вторая камера сгорания конструктивноможет быть совмещенас самим воздуховодом, или же с началом дымохода. Она может обслуживаться все тем же приточно-вытяжным вентилятором, может быть смонтирован отдельный вентилятор, а может работать только с помощью одних герметичных заслонок на естественной тяге (при хорошо продуманной системе дымохода).

Если твердые остатки от сгорания дров нужны - предусмотреноустройство для их извлечения. В кустарных или промышленных печах его роль, как правило, выполняет поворотная «реторта».

Реторта - это обычно круглая часть корпуса, в которую закладываются дрова, а потом снизу извлекается кокс, уголь.

От обычных печей пиролизная отличается тем, что фактически топливо в ней сгораетне сразу, а в два этапа, разлагаясь при этом на твердые остатки и газ.

Твердые остатки затем тоже сжигаются, тепло от них тоже используется для поддержания постоянства нужной температуры в первичной топке. Практически, дрова сжигаются полностью, от них остаетсяочень мало золы- это еще одна особенность пиролизных печей. Обычно такие печи и котлы требуют удаления золы раз в несколько дней, а то и раз в неделю.

Достоинства и недостатки

У печей такого типа имеется ряд преимуществ. Перечислим основные.

• Высокаяэкономичностьпечи за счет более полного и длительного сгорания топлива.
• Экологически безопасная. В выходящих из дымохода продуктах сгорания очень мала доля вредных и грязных веществ. Практически, это небольшая доля CO и остальное - пар. Данные печи называются бездымные именно по этой причине. Как следствие - чистый дымоход и отсутствие сажи. Конечно, все это верно при использовании обычных дров или угля.
• Достаточнобыстрый нагревтоплива.
• Болеевысокий КПД(до 85%), чем у обычных печей.
• Большой интервал тепловой мощности- печь может работать в диапазоне от 5 до 100% мощности.
• Возможностьподключения любого контура отопления(с естественной и принудительной циркуляцией, для отопления и для отбора горячей воды для хозяйственных нужд).
• Возможноприменение различных видов топлива, как твердого (вплоть до сырых дров, мусора и автомобильных покрышек), так и жидкого (существуют модели для сжигания машинного масла - отработки).
• Минимальный контрольчеловека - загрузка топливом раз в сутки и редкая выгрузка золы без останова печи.

Несмотря на многочисленные достоинства, у данных печей есть и ряд недостатков.

• Достаточнобольшиепо размерам.
• Необходимо наличие площадки для складирования топлива.
• При сжигании мусора, различных отходов, все-такиприсутствуют запахи и примесипри сжигании. Поэтому при планировании сжигания отходов следует продумать систему вентиляции в помещении с печью.
• Для наличия хорошо работающей системы желательна установка вентиляторов в печь (котел) и насосов (в систему отопления), а это влечет за собойзависимость от электросети.
• Скапливание конденсатав выходном канале и дымоходе. Обусловлено это низкой температурой выходящих отходящих газов. Как правило, для сбора конденсата в конструкции предусматривают накопитель. Из-за конденсата выходная труба с дымоходом должны быть большого диаметра или сечения, и утеплены на улице - во избежание застывания конденсата при морозах.

Общие выводы

Из перечисления сильных и слабых сторон видно, что печи данного типа могут вполне составить конкуренцию другим источникам тепла. После газа, «пиролиз» будет, пожалуйна втором месте по экономичности, наравне с пеллетным отоплением.

Нужно заметить, котлы обычно меньше по размерам, чем печи. Некоторые котлы и печи заводского изготовления могут работать как в обмуровке кирпичами, так и без нее. Единственное требование при любом варианте -обеспечение хорошего «теплого» дымохода.

Проведем краткий обзор одной из печей заводского изготовления.

Из отечественных серийных моделей популярностью пользуется пиролизная печь марки «Самогрейка». Это довольно функциональная конструкция. Ее можно использовать для обогрева помещений площадью от 100 до 400 кв. метров, отбора горячей бытовой воды (печь двухконтурная и оборудована накопительным 100-литровым баком), и для горячего копчения продуктов.

Данная печь работает с любым видом контура циркуляции. В качестве топлива используется любое твердое. Мало того, что она требует обслуживания раз в несколько суток, так еще имеет запасной электрический котел, что значительно увеличивает ее удобство и универсальность в пользовании. В ее электрической части смонтировано два ТЭНа (по 2,5 кВт каждый) для отопительного контура и один ТЭН (1,2 кВт) в накопительном баке для бытовых нужд. Диапазон работы печи на одной загрузке топливом колеблется от 16 до 82 часов (при максимальном режиме и при минимальном режиме). Внешне выглядит как прямоугольник с размерами 1800*900*600 мм и полным весом 276 кг.

В настоящее время выбор пиролизных печей и котлов все больше растет. Основные их функции такие же, как у вышеприведенной «Самогрейки». Можно сделать такую печь исамостоятельно. Существует множество самодельных кирпичных и металлических печей. Например, наша инструкция по самостоятельной постройке печи длительного горения.

Пиролизные устройства известны давно, но долгое время использовались в основном в промышленностидля получения кокса. В довоенное и военное время прошлого века они даже на грузовые автомобили устанавливались, именуясь газогенераторными установками (это их второе название). Сейчас они начинают выходить из тени, и все чаще и чаще приходят для обогрева частных помещений. Там, где нет возможности подвести газ или задействовать пеллеты, они порой являютсясамым экономичным вариантом. По своей сути они являются источником своего, «местного» газа, который сразу же сжигается. Кстати, в качестве топлива для пиролизных печей, вполне можно использовать и разные пеллеты и брикеты. Конечно, при их использовании срок работы на одной заправке изменится, в какую сторону - зависит от топлива.

Системы отопления на твердом топливе продолжают быть популярными, внедряются новые технологии, улучшающие процесс, упрощающие управление. Пиролизная печь – одна из таких разработок. Ее относят к отопительным устройствам длительного горения. Существует несколько вариантов исполнения.

Не все знакомы с понятием «пиролиз». Этот процесс – термическое разложение органического вещества (когда не хватает кислорода) на пиролизные газы и твердые остатки. При высокой температуре происходит смешение пиролизного газа с кислородом, в результате чего полностью сгорает и сам газ, и органическое вещество, в нашем случае – топливо.

Если после первого этапа убрать твердые остатки, фактически будет обеспечен процесс изготовления угля. Однако нас интересует процесс в целом, рассматривая его в качестве системы отопления.

Устройство

Как выглядит, можно посмотреть на фото. Классическая пиролизная печь предусматривает две камеры. Одна используется для топлива, герметично закрывается, чтобы кислород не попал внутрь. Дрова поджигаются вручную или горелкой. Полученный газ (азот со смесью водорода, метана, угарного и углекислого газа) переходит во вторую камеру, в которую подается кислород для улучшения горения. Разделение камер осуществляется колосником с уложенными брикетами.

Вторая камера может быть совмещена с дымоходом. Может функционировать при помощи герметичных заслонок, учитывая естественную тягу, или же с применением вентилятора.

Схема работы пиролизного котла

Для извлечения твердых остатков используется реторта, представляющая собой круглую часть корпуса. В нее закладываются дрова, снизу достается уголь, кокс.

В чем отличие пиролизной печи от обычной? В ней топливо сгорает не сразу, проходит два этапа, оставляя после себя газ и твердые остатки. Последние тоже сжигаются, что увеличивает количество вырабатываемого тепла. В результате всех этих процессов от дров мало что остается – немного золы. Поэтому чистка печей требуется довольно редко – иногда достаточно одного раза в неделю.

Топливо

В пиролизной печи может использоваться два вида твердого топлива: дрова или пеллеты. Его влажность может достигать 50%. Топливо должно быть влажно-сухим – сушить нужно на открытом воздухе, под навесом. Необходимо учитывать, что пеллеты в заводской упаковке способны увеличить свою влажность до 30%, если хранятся в неотапливаемом помещении.

Примечание:Для применения в пиролизных печах рекомендуется довести уровень влажности топлива до 12%. Чтобы достичь такого показателя, можно использовать сушилку, сделанную своими руками.

Не нельзя не отметить пиролизное масло. Оно представляет собой продукт процесса нагрева до 800 градусов на короткий период – до 30 с. По сути, пиролизное масло – разжиженный древесный деготь. Оно характеризуется высокой теплотворной способностью, однако содержит много серы, как для бытового топлива, разъедает металлы. Его используют в промышленных масштабах.

Преимущества

Выделим основные достоинства, которыми обладает пиролизная печь:

1. Высокий КПД – до 85%. Если сравнивать с обычными печами, это очень хороший показатель.
2. Быстрый нагрев топлива. Достижение комфортной температуры в помещении за короткий промежуток времени.
3. Экологичность. Продукты сгорания содержат вредные вещества в крайне малой дозировке. Поэтому такие печи называют бездымными: отсутствует сажа, чистый.
4. Экономичность работы. Обеспечивается за счет продолжительного и полного сгорания топлива.
5. Широкий диапазон тепловой мощности. Печь способна функционировать в диапазоне от 5 до 100%.
6. Может применяться разное топливо, кроме рекомендованных видов: автомобильные покрышки, мусор, сырые дрова и прочие.
7. Не нужен постоянный контроль. Топливо загружается раз в сутки, а золу можно выгружать гораздо реже.
8. Можно сделать своими руками. Достаточно составить правильную схему, сделать чертеж, по которому можно реализовать задачу.

Недостатки

Пиролизная печь имеет и недостатки:

• Требуется место для хранения топлива и поддержания его влажности на необходимом уровне.
• Большие габариты. Требуется относительного много места для размещения.
• Если сжигаются отходы, запах присутствует. Для таких случаев рекомендуется использовать вентиляционную систему.
• Конденсат накапливается в дымоходе, выходном канале. Для него в конструкции обычно предусматривается накопитель, а выходную трубу и дымоход делают большего сечения.

Учитывая все преимущества и недостатки, пиролизные печи вполне могут составить должную конкуренцию иным источникам тепла.

Безопасность

Пиролизная – это вполне реально, однако важно сделать подробный чертеж, а также иметь навыки работы со сварочным аппаратом. Поскольку образование газа происходит неравномерно, требуется обеспечение мониторинга за соотношением газа и кислорода. Для этого используется электроника, которая отслеживает процессы. Одна камера формирует давление, другая – создает баланс состава топливовоздушной массы. Этим и отличаются конструкции, изготовленные на заводе и своими руками.

Примечание:Поскольку процесс пиролиза не является регулируемым, он нуждается в применении электронной системы. Для возведения печи своими руками следует использовать качественные материалы.

Небольшая пиролизная печь, которую можно использовать в гараже

Создание

Для работы своими руками потребуются инструменты:

• дрель;
• болгарка, отрезные и шлифовальные круги;
• сварочный аппарат и электроды;
• металл толщиной 4 мм (достаточно 7,5 м 2);
• огнеупорный кирпич (10–15 шт.);
• вентилятор;
• датчик температуры;
• колосники;
• трубы круглого и прямоугольного сечения;
• две дверки;
• стальная полоска.

Конструкция

Мощность определяет габариты конструкции. Процедура создания своими руками включает такие операции:

• сварка двух камер и стального корпуса;
• создание фундамента из кирпича;
• создание отверстий, организация подачи воздуха в камеры;
• вырезка окна камеры, установка двери;
• в выводящую трубу вставляется вентилятор;
• стенки котла вырезаются из листовой стали и профилированной трубы (для ребер жесткости) с использование болгарки;
• в передней стенке создается отверстие, учитывая размеры дверцы;
• для создания емкости для воды используется листовая нержавеющая сталь;
• теплообменник делается своими руками из комплекта водопроводных труб.

Сборка

Собирать конструкцию своими руками необходимо по чертежам и на месте эксплуатации. После укладки фундамента устанавливаются внутренние стенки, зольный отсек. С помощью сварки собираются элементы конструкции.

Осуществляется сборка теплообменника, камер, колосников. Устанавливаются наружные ребра жесткости и стенки, верхняя плита. Осуществляется монтаж емкостей для воды. Между стенками засыпается песок (его предварительно прокаливают, чтобы избавиться от органических составляющих), который будет аккумулировать тепло и предотвращать перегрев конструкции.

Устанавливаются дверцы камер. Осуществляется подключение к контурам емкости с водой. Конструкция из металла, выполненная своими руками, готова к эксплуатации.

Схема пиролизной печи

Сооружение печи

Чтобы сделать печь своими руками, необходимо использовать не только песок, глину и воду, но и портландцемент. Песка нужно брать 8 частей, глины – 4 части, воды – 1 часть. Есть множество рецептур приготовления смеси. Например, глину можно смешать с водой и оставить на ночь (консистенция сливок). Затем пропускается через сито, добавляется песок.

Теплообменник создается из. Предусматривается две камеры. Колосниковые решетки должны быть закреплены свободно, поскольку при нагревании они расширяются.

Дверцы камер можно закрепить проволочными «ушами». Устанавливаются задвижки. Остается присоединить вентилятор, который необходим для обеспечения противодействия аэродинамическому сопротивлению.

В итоге получается эффективная, обеспечивающая эффективное отопление.

Работа пиролизного котла, изготовленного своими руками

Печи из кирпича пользуются популярностью еще с давних времен. Сначала может показаться, что это одна из самых простых конструкций для отопления частного дома. Однако в случае продолжительной ежедневной эксплуатации может возникнуть большое количество различных нюансов. К примеру, для строительства печки будет необходим специальный фундамент, который изготавливается профессионалами. Подобные услуги стоят недешево, в результате получится, что печка из кирпича становится затратным и хлопотным делом. Неплохой заменой может стать пиролизная печь, некоторые элементы которой можно с легкостью изготовить своими руками.

Печи из кирпича пользуются популярностью благодаря своей прочности.

Конструкции подобного типа достаточно часто используются в загородных и частных домах, на дачах, то есть в местах, где отсутствуют центральная газовая магистраль и отопление.

Некоторые люди желают построить, которая будет работать по принципу пиролиза. Подобную конструкцию построить достаточно просто, если знать технологию изготовления.

Данное приспособление может работать не циклично, а регулярно. Нужно лишь несколько раз в день подкладывать топливо.

Преимущества и недостатки пиролизной печки

К преимуществам конструкции подобного типа можно отнести следующее:

1. Поддержка заданной температуры теплового носителя длительный период. Этого можно добиться путем увеличения объема камеры для загрузки.
2. Минимальное содержание вредных веществ в момент сгорания топлива. С помощью данной конструкции можно поддерживать здоровую и комфортную атмосферу в помещениях, в случае если она будет правильно установлена.
3. В подобной печке можно сжигать различные отходы, например, резину, ДВП или пластмассу. Все подобные материалы могут использоваться в качестве топлива. Однако это не значит, что топливо должно состоять исключительно из отходов. Отходы должны составлять 1/3 часть всего топлива.

Данная печка имеет и недостатки. Наиболее существенными из них являются следующие:

1. Требования к топливу. Все топливо обязательно должно быть сухим. Влажную древесину использовать не допускается, так как при влажном топливе процесс пиролиза будет невозможен. Вместо получения тепловой энергии она будет теряться с паром и продуктами горения.
2. Сравнительно большие размеры. Это является недостатком, в случае если печку планируется расположить в небольшом помещении.
3. Сравнительная энергозависимость. Вентилятор, который будет поддерживать тягу, не сможет постоянно работать.
4. Печка нуждается в постоянном уходе. Надо будет своевременно подкладывать дрова и помнить о том, что необходимо закрыть заслонки после топки. Перед следующей топкой надо обязательно выбрать из печки уголь, после чего выполнить все действия еще раз.

Перед выполнением работ по монтажу понадобится составить схему изготавливаемой конструкции и выполнить необходимые расчеты. Проще всего взять готовую схему, к примеру, исходя из расчетов Беляева. Она рассчитывается на кирпичную конструкцию мощностью менее 40 кВт.

Периметр печи выкладывается из керамического кирпича. Чтобы устроить внутренние перегородки, понадобится использовать шамотный кирпич. Использовать конструкцию можно, после того как будут выполнены ее сборка и подключение вентилятора. Обязательно нужно учитывать время горения для всех материалов, чтобы вовремя подкладывать топливо. В качестве материалов для отопления можно использовать прессованные брикеты. После запуска пиролизной печи достаточно важно определить ее коэффициент полезного действия. Сделать это просто: нужно лишь принюхаться к запаху дыма, который выходит из трубы. Если в нем нет примесей угарного газа, то это значит, что коэффициент полезного действия находится на высоком уровне.

В процессе сооружения пиролизной печки своими руками необходимо соблюдать все существующие правила пожарной безопасности. Если какое-либо из правил будет нарушено, то конструкция может нанести не только материальный ущерб, но и угрозу здоровью жильцов и посетителей частного дома, в котором устанавливается кирпичная пиролизная печь своими руками.Конструкцию рекомендуется размещать в отдельной нежилой комнате.Для печки нужно устроить основание из кирпича или стяжки бетона. Камеры топки надо дополнительно защитить с помощью листа из толстого металла.

Топливо для пиролизной печи должно быть сухим.

Одним из существенных достоинств подобной печки является то, что в данном случае можно использовать в качестве теплового носителя как воду, так и воздух. Следовательно, в зимний период трубы будут защищены от промерзания, в связи с чем не понадобится сливать систему.

Котел подобного типа необходимо располагать на расстоянии 20 см от стенок. Помещение с печью должно обязательно оборудоваться дополнительной вентиляцией.

Чтобы соорудить печь своими руками, понадобится подготовить следующие элементы:

1. Керамический кирпич (приблизительно 400 шт).
2. Шамотный кирпич (примерно 100 шт).
3. Лист стали размерами 6х1,5 м. Толщина изделия должна быть более 4 мм.
4. Колосники из чугуна (3 шт).
5. Вентилятор большой мощности. Минимально возможная мощность составляет 300 Вт.
6. Рычажный регулятор температуры.
7. Дверка поддувала.
8. Топочная дверка.
9. Электрический аппарат для сварки.
10. Электрическая дрель.
11. Несколько болгарок с разным диаметром круга.
12. Трубы различного диаметра.
13. Профтруба.
14. Электроды для электрической сварки.
15. Датчик температуры.

Вернуться к оглавлению

Пиролизная печь своими руками: процесс изготовления

Соорудить подобную печь своими руками из кирпича достаточно сложно. В случае если имеется в наличии полный комплект необходимого технического обеспечения, останется большое количество нюансов, в связи с которыми нужно получить консультацию от специалиста с соответствующим опытом работы.

Понадобится работать с высокой температурой горения и соблюдать существующие требования к герметизации, что сделать самому довольно сложно. Следует знать, что подобную конструкцию не нужно подключать к отопительной системе, так как данное приспособление будет просто нагревать воздух в комнатах.

Для усиления момента тепловой отдачи изнутри нужно футеровать печку специальным шамотным кирпичом, снаружи конструкция обкладывается огнеупорным кирпичом.

Чтобы соорудить подобный котел, понадобится не только иметь навыки работы с болгаркой и инструментами для измерения, но и уметь сваривать металл.

Следует понимать, что изготовление пиролизной печки заключается не только в кладке кирпича, но и в установке или сооружении котла, который является основным элементом всего приспособления.

Проще всего приобрести готовый котел, после чего обложить его кирпичом. Таким образом, можно получить конструкцию из кирпича, которую нужно лишь установить и подключить.

Вернуться к оглавлению

Как правильно установить котел?

Стоит помнить, что котел является достаточно габаритным оборудованием, которое весит много. Поэтому обязательно понадобится изготовить основание для конструкции.

Если в частном доме имеется простое напольное основание без усиления, то есть под ногами нет плиты из бетона, то надо вырыть яму глубиной в 20-30 см, после чего залить в нее бетонный раствор. В некоторых случаях основание выкладывается кирпичами, однако здесь все зависит от личных предпочтений хозяина частного дома.

Основание из бетона является прочной конструкцией, которая способна с легкостью выдержать вес печи, при этом фундамент не будет деформироваться на протяжении длительного периода.

Первым делом нужно определиться с тем, где лучше всего расположить печку. Выбирать нужно исключительно из нежилых помещений. Несмотря на новейшие технологии, пиролизная печка будет вырабатывать при сгорании ядовитые вещества. Если произойдет разгерметизация конструкции, то могут возникнуть большие проблемы.

В процессе кладки нужно использовать специальный раствор из песка и глины. Стандартную цементную смесь использовать не допускается, так как при больших температурах она может образовывать трещины и пропускать газы и продукты горения.

Обыкновенный строительный кирпич будет использоваться, для того чтобы вывести в ноль основание. После этого допускается использовать исключительно огнеупорный керамический материал.

Уже давно не секрет, что сжечь дрова и другие виды твёрдого топлива можно гораздо более эффективным способом, чем это происходит в обычной «буржуйке». Печи, в которых применяется эта волшебная технология, называются газогенераторными или пиролизными. Устройство их является достаточно сложным, но существуют упрощённые версии, вполне доступные для самостоятельного изготовления. Как и из чего можно сделать пиролизную печь своими руками в домашних условиях - об этом пойдёт речь в данном материале.

Принцип действия пиролизной печи, чертежи и её достоинства

Пиролизная или газогенераторная печь относится к классу теплогенераторов длительного горения. Чтобы понять принцип её работы, необходимо познакомиться с важной особенностью органического топлива: при воздействии высокой температуры и ограниченном доступе кислорода длинные углеводородные молекулы, из которых оно состоит, распадаются на более короткие, причём образующиеся при этом вещества имеют газообразное агрегатное состояние.

Данный процесс называют пиролизом (газогенерация - русскоязычный эквивалент), а выделяющийся летучий коктейль - древесным газом. Все входящие в его состав вещества - водород, метан, азот, угарный газ и др. – являются горючими. В обычной печи сгорает только небольшая часть этой смеси (в камине часто можно видеть синие сполохи), а все остальное вылетает в трубу.

Варианты исполнения пиролизной печи

Пиролизные теплогенераторы устроены несколько иначе. Их рабочая часть разделена на две камеры: в одной (камера газификации) при температуре примерно 1100 градусов обугливается твёрдое топливо, во второй (камера дожигания) – сгорает выделяющийся при этом древесный газ. Воздух в обе зоны подаётся принудительно и строго дозировано. Тот, который поступает в первую камеру, называется первичным, во вторую - вторичным.

Твёрдый остаток, имеющийся в 1-й камере по завершении пиролиза, представляет собой древесный уголь (кокс). Его можно извлечь, тогда теплогенератор будет играть роль углевыжигательной печи. Но обычно уголь также сжигается, то есть пиролизная печь «выжимает» из органического топлива все тепло, какое только можно.

Упрощенная схема пиролизной печи

Для повышения КПД в верхней части топки пиролизной печи устанавливается специальный элемент, именуемый катализатором, дожигателем, турбулизатором или рассекателем (каждый производитель выбирает название на свой вкус). Он представляет собой керамическую деталь с вкраплениями оксидов различных металлов. Наилучший эффект демонстрируют катализаторы с добавлением платины. Роль данного элемента состоит в следующем:

Сегодня пиролизные печи котлы применяются довольно широко. Ими обогревают жилые дома, производственные помещения и прочие постройки с постоянным пребыванием людей. Такая популярность объясняется следующими достоинствами данной разновидности отопителей:

Помимо недостатков, характерных для всех твердотопливных приборов (необходимость складировать и периодически подкладывать дрова, большие размеры и т. д.), у пиролизных печей есть и специфические:

Для работы вентиляторов и электронного блока управления требуется электроснабжение.

Виды пиролизных печей

Агрегаты, работающие по описанному принципу, можно разделить на две категории: с полной и частичной газогенерацией.

Печи с полным циклом газогенерации

Именно такой прибор был описан в первом разделе. Его изготовление в условиях домашней мастерской - достаточно сложный и дорогостоящий процесс. Из-за высокой температуры в топке делать её приходится из жаропрочной легированной стали, которая обходится недешево.

Печь с полным циклом газогенерации

Но самая главная трудность в другом: скорость выделения древесного газа постоянно меняется и для слежения за этим процессом нужна хитрая и дорогая электроника, которая в зависимости от условий внутри печи регулирует подачу первичного и вторичного воздуха. Таким образом, самостоятельно пользователь может изготовить только стальной корпус печи, все остальное - систему подачи воздуха, контроллер, катализатор-дожигатель - придётся покупать.

Печи с частичной газогенерацией и схемы

Самые разнообразные версии таких агрегатов постоянно разрабатываются как солидными компаниями, так и народными умельцами.

Печь Бутакова

Продукция первых выходит в свет под марками с благозвучными названиями вроде «Профессор Бутаков», Breneran, Bullerjan и др., вторые обозначают свои детища более прозаически – «печь Бубафоня», «Слобожанка», «Печь-ракета» или просто «масляная печь из баллона для гаража».

Печь «Слобожанка»

Среди них есть конструкции как с раздельным, так и с совмещённым дожиганием. Подобную установку нельзя назвать полноценным пиролизным агрегатом, но кое-какие конструктивные элементы для дожигания древесного газа в ней все же предусмотрены. При этом разработчики полностью отказываются от принудительной подачи воздуха, так что печи получаются энергонезависимыми. Одну из них мы научимся изготавливать самостоятельно.

Конструкция, устройство и принцип действия самодельной пиролизной печи

Упрощённый вариант газогенераторного прибора отличается от полноценного следующими особенностями:

Важной особенностью печей с такой конструкцией является сравнительно низкая температура в топке - при условии использования древесного топлива она составляет всего 550–650 градусов. Благодаря этому, значительно снижаются требования к материалу печи - даже топку можно изготовить из конструкционной - без легирующих добавок - стали толщиной всего 4 мм. Правда, в этом случае печь нельзя будет топить углем, так как она быстро прогорит (уголь горит при температуре 800–900 градусов).

Расчёт параметров

При проектировании печи стремятся решить главную задачу - обеспечить требуемую мощность. Она будет зависеть от количества топлива, поэтому нужно правильно рассчитать объем топки. Сделать это можно по упрощённой методике.

Задаёмся требуемой мощностью

Предположим, по результатам расчёта на теплопотери выяснилось, что для отопления помещения при самой низкой наружной температуре требуется 10 кВт тепла.

Определяем необходимую мощность печи в режиме обычного (пламенного) горения

Известно, что в режиме газогенерации мощность печи составляет 10-30% от той, которая развивается в режиме пламенного горения. Следовательно, для получения 10 кВт с газогенерацией агрегат при горении с пламенем должен развивать мощность W = 10 / 0.3 = 33.3 кВт (принимаем 30-процентное соотношение мощности).

Выбираем наименее энергоёмкое топливо из всех видов, которые предполагается использовать

Вот, например, данные о теплотворной способности некоторых видов древесины:

Из всех перечисленных пород меньше всего тепла даёт бук, на него и будем ориентироваться.

Определяем объём топливной закладки, которая сможет обеспечить требуемую мощность

При этом нужно учитывать, что порция дров сгорает в режиме пламени примерно за 4500 с. Следовательно, за это время она должна дать следующее количество тепла: Q = 33,3*1000*4500 = 149,85 МДж.

Рассчитаем необходимую массу топлива, учитывая, что полностью оно сгорает только на 80%, а КПД самодельной печи равен примерно 50%:

М = 149,85 / (15,5*0,8*0,5) = 24,17 кг.

Зная, что плотность сухого бука составляет 620 кг/м 3, переведём полученное значение массы в объем: V = 24,17 / 620 = 0,039 м 3 = 39 л.

Определяем объём топки

При этом нужно учитывать, что коэффициент загрузки топки в среднем составляет 0,63. Таким образом, она должна иметь объем: Vт = 39/0,63 = 61,9 л.

Следовательно, необходимый объем топки можно принять равным 62 л. Её длину следует принимать равной 0,5 м - чтобы можно было закладывать достаточно длинные поленья. Прочие размеры выбираются произвольно. Например, ширина может составить 300 мм, тогда высота должна быть 413 мм (0,3*0,413*0,5 = 0,062 м 3).

Необходимые материалы и инструменты

Для создания печи с частичной газогенерацией понадобится следующее:

Не стоит применять высокоуглеродистую сталь, например, марки Сталь 45. Из-за высокой температуры она может упрочниться, потеряв при этом пластичность (такое явление называется закалкой). Приемлемый вариант - стали марок от Ст3 до Сталь 20.

Также будут нужны инструменты и расходники для них:

Кроме вышеперечисленного, понадобится молоток и инструмент для разметки: рулетка или линейка, карандаш.

Подготовительные работы

Перед тем как приступить к изготовлению самодельной пиролизной печи, стальной прокат нужно нарезать на заготовки. Сделать это можно в домашней мастерской, воспользовавшись болгаркой, однако, рациональным такой способ назвать нельзя.

Быстрее и выгоднее будет оплатить раскрой на металлобазе, где прокат приобретался. Там имеются мощные гильотинные ножницы, газовые резаки и другое оборудование, при помощи которого заготовки будут выполнены в кратчайшие сроки и с максимальным качеством. Заказчику останется только зачистить заусенцы на кромках при помощи болгарки.

Поскольку агрегат получится довольно массивным, правильнее всего собирать его прямо на месте установки. Соответственно, до начала работ его (место) нужно подготовить. Делают это так:

Можно предложить и такой вариант огнестойкого покрытия для стены: на керамических подкладках к ней прикручивается стальной лист, так что между ним и стеной остаётся зазор в несколько сантиметров; при этом нижняя часть листа не должна доходить до пола на 7–10 см. Нагревшийся от печи лист будет передавать тепло воздуху в зазоре между ним и стеной; тот будет устремляться за счёт конвекции вверх, подсасывая снизу холодный воздух. Таким образом, благодаря этому простому приёму мы получим дополнительный конвектор.

Пол перед печью в радиусе 1,2 м от центра топки должен иметь несгораемую защиту. Она состоит из стального листа толщиной от 1,5 мм (можно применить кровельное железо) и уложенного под него листа асбеста или базальтового картона.

Как сделать пиролизную печь своими руками: пошаговая инструкция

Подготовив все необходимое, можно приступать непосредственно к изготовлению теплогенератора:

Предварительно нарезанные заготовки из уголка сваривают в каркас. Вертикальные элементы (стойки) должны иметь длину 1 м или чуть больше, длина горизонтальных перекладин зависит от размеров печи. Каркас необязательно делать сварным - сгодится и болтовое соединение. Но в таком случае конструкция окажется менее прочной.

Сборка каркаса пиролизной печи

При изготовлении передней стенки на этапе раскроя в ней должны были выполнить два проёма один - для закладки топлива, второй - для удаления золы. Проёмы должны закрываться дверцами, поэтому в соответствующих местах на передней стенке нужно приварить петли и крючки для фиксации дверных засовов.

Далее из вырезанных на подготовительном этапе заготовок нужно сделать дверки. К заготовкам прикрепляют при помощи заклёпок засовы и приваривают петли. Также необходимо приварить шинки в 10 мм шириной, благодаря которым дверки будут закрываться более плотно.

Пример расположения верхней и нижней дверок

На внутренней стороне каждой из боковых стенок нужно приварить по два уголка, на которые впоследствии будут укладываться колосниковая решётка (её можно сварить из арматуры) и перфорированный под, отделяющий топку от камеры дожигания.

Колосниковая решетка

Уголки следует расположить таким образом, чтобы камера дожигания и зольник занимали по ¼ всей высоты внутреннего пространства.

Поддувало с шиберной заслонкой

Далее в любую из боковых стенок на уровне верха топочной камеры нужно врезать поддувало с заслонкой. Оно изготавливается из короткого отрезка трубы диаметром 50–60 мм. Просверлив в поддувале отверстия диаметром 8,5 мм, в него нужно вставить ось заслонки, выполненную из арматуры диаметром 8 мм. С одной стороны ось должна выступать на достаточную длину - после сгибания её хвостовик будет выполнять функцию ручки.

Остаётся приварить к оси стальной диск, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру поддувала. Чтобы заслонка не могла двигаться самопроизвольно, её рукоятку нужно оснастить пружинным или резьбовым фиксатором.

В крышке печи при раскрое заготовок должны были выполнить отверстие под дымоход.

Сборка конструкции

Когда все стенки будут готовы, их нужно последовательно приварить к каркасу. Начинают с днища, затем приваривают переднюю, заднюю и боковые стенки. Далее в печь укладывают колосниковую решётку с перегородкой и приваривают к ней крышку. Перегородка, отделяющая камеру дожигания, должна иметь отверстия общей площадью примерно 7% от всей площади детали. Кроме того, между её краем и передней стенкой печи должен оставаться просвет примерно в четверть длины топки.

Инжектор камеры дожигания

Для подключения печи к дымоходу в отверстие крышки нужно вварить отвод диаметром 110–120 мм с углом поворота 90 градусов. Далее к нему присоединяется горизонтальный участок длиной 0,8–1 м - так называемый боров. Для данной печи это очень важный элемент: он задерживает выход газов из камеры дожигания, позволяя им сгореть в полном объёме.

Боров (горизонтальный участок дымохода) — важный элемент для пиролизной печи

В конце горизонтального участка следует установить заслонку (шибер), выполненную по тому же принципу, что и заслонка поддувала. Только у шибера диаметр должен быть несколько меньше внутреннего диаметра трубы - примерно 90–95 мм, а кроме того в нём вырезается сектор с центральным углом в 90 градусов, то есть ¼ диска.

Данная печь работает в низкотемпературном режиме, поэтому в её дымоотводящем канале обильно образуется едкий конденсат. Если агрегат подключается к уже существующему кирпичному дымоходу, следует выполнить гильзовку последнего трубой из нержавеющей кислотоупорной стали. Этот же материал используется и в том случае, если дымоход возводится с нуля. Сначала к борову присоединяют тройник, ориентируя его таким образом, чтобы один патрубок смотрел вниз, другой - вверх. К нижнему патрубку приваривают несколько шпилек, на которые будет одеваться заглушка - это будет конденсатоприемник. Для сброса конденсата нужно врезать в заглушку патрубок с резьбой и установить на него шаровой кран. К верхнему патрубку тройника присоединяется дымоотводящая труба. Она должна быть очень хорошо утеплена, иначе тяга из-за низкой температуры дымовых газов (всего 120 градусов) окажется слишком слабой.

Обратите внимание! Образующийся при работе данной печи конденсат не только едок, но и крайне ядовит. Очень важно предотвратить его попадание в помещение. Все стыки дымохода должны быть тщательно герметизированы высокотемпературным герметиком, ещё лучше - установить трубу снаружи, соединив её с боровом через отверстие в стене.

Варианты изготовления печи

Конструкцию печи можно усложнить, превратив её в конвектор. Для этого её оснащают вертикальными трубами диаметром от 60 до 100 мм, 2/3 диаметра которых должны находиться внутри топки. Чтобы увеличить площадь контакта труб с высокотемпературной зоной печи, их делают изогнутыми.

Обратите внимание! Диаметр труб подобран с учётом вязкости, теплоёмкости и теплопроводности воздуха. Применение более тонких воздуховодов даже при увеличенном их количестве приведёт к ухудшению характеристик конвектора.

Снаружи теплогенератор можно обшить защитным кожухом. Тогда его температура при работе печи в режиме газогенерации не превысит 50–55 градусов. Воздух, исходящий из труб, будет иметь температуру 60–70 градусов.

Самодельную пиролизную печь можно оснастить катализатором, также изготовленным самостоятельно. Хорошим материалом для него является нихром. Можно сделать и керамический катализатор, взяв за основу кирпич или трубку из обожжённой глины. Оксид переходного металла, например, марганца, или элемент из группы платиноидов наносится на него так:

Наиболее доступной солью платины является гексахлороплатинат аммония, для изготовления марганцевого катализатора можно применить нитрат марганца, а ванадий легко получить из ванадата аммония.

Эксплуатация и обслуживание печи

Запуск в работу печи с частичной газогенерацией осуществляют следующим образом:

В пиролизных печах зола образуется в очень незначительных количествах, поэтому её удалением владельцу приходится заниматься сравнительно редко - раз примерно в 7–10 дней. Однако, нужно учесть, что у печей с частичной газогенерацией дымоход и топка очень быстро зарастают сажей. Вот её приходится удалять сравнительно часто - тоже примерно раз в 10 дней. Сильно запускать агрегат не стоит: сажа и смола уменьшают просвет дымоотводящего канала, препятствуют передаче тепла стенкам печи и при значительной толщине слоя могут вспыхнуть и стать причиной пожара.

Не нужно удалять сажу выжиганием. Эта затея также может привести к пожару, а, кроме того, если печь изготовлена из обычной (конструкционной) стали, её может повести от высокой температуры. Лучше просто соскрести нагар шпателем, щёткой или специально изготовленным для этой цели скребком.

Дымоход прочищают через конденсатоприемник, предварительно сняв с него заглушку.

Видео: пример изготовления простой пиролизной печи

Настоящий пиролизный теплогенератор даже для опытного «самоделкина» — весьма и весьма крепкий орешек. Потребуются не только дорогие высококачественные материалы, но и устройства, изготовить которые в домашней мастерской просто невозможно. Тем не менее совсем отказываться от этой идеи не стоит: народными умельцами было придумано немало печей с простой и доступной для самостоятельного изготовления конструкцией, которые не выбрасывают пиролизный газ в трубу, а сжигают его с пользой для дела. Целью данной статьи было познакомить читателя поближе с одной такой моделью и научить изготавливать её своими силами. Надеемся, что эта задача нами была выполнена.