Пиролизная печь своими руками — Всё об отоплении

Как сделать пиролизную печь своими руками

Критерии выбора

При желании будет легко подобрать готовую модель, параметры которой соответствуют требованиям, но зачастую увлеченные идеями изобретателей домашние умельцы делают пиролизные печи своими руками. При выборе варианта газогенераторной установки учитывают ряд моментов:

назначение пиролизного агрегата. Для отопления сарая, курятника, гаража или других технических помещений выбирают относительно компактную металлическую или кирпичную конструкцию. Для обогрева дома в приоритете строительство кирпичной печи длительного горения. Для туристических целей выбирают походную пиролизную печь портативного типа;

мощность устройства. В зависимости от параметров обогреваемого объекта определяется необходимая мощность газогенератора;

мобильность конструкции. Кирпичная пиролизная печь стационарна, устройство возводится на постоянном месте эксплуатации. Практически все виды металлических газогенераторов мобильны.

Для туристических целей выбирают походную пиролизную печь портативного типа

Для качественной работы пиролизной печи требуется наличие твердого топлива определенной влажности, запасы которого хранят в подсобном помещении.

Преимущества и недостатки агрегатов

Среди большого разнообразия отопительных агрегатов выделяют две главные группы по принципу отдачи тепла, это:

Печи с водяным контуром.  В таких агрегатах нагревается вода, которая достаточно долго отдает тепло в окружающую среду, за счет чего обеспечивается длительное поддержание высокой температуры в комнате. Среди плюсов таких отопительных систем можно выделить их выгодность и относительно малые затраты. Однако, имеется высокий риск замораживания колориметра, а также стоимость дополнительных сантехнических работ с таким агрегатом может неприятно удивить владельца.

Печи с разными вариантами размещения теплообменников. В таком случае топка располагается над воздушной камерой или под ней. В первом случае приходится устанавливать специальные дымоотсосы и вентиляторы. Они создают принудительную тягу. Если же топка под воздушной камерой, то тут работает естественная тяга.

Пиролизные печи — принцип работы и особенности конструкции, преимущества и недостатки пиролизных печей, фото и видео.

При отсутствии централизованной подачи такого удобного энергоресурса, как природный газ, проблема отопления зачастую решается с помощью электроэнергии или угля.

Однако высокая стоимость этих энергоносителей всё чаще становиться причиной использования более дешёвого вида топлива – любых древесных отходов.

Принцип работы пиролизных печей

Принцип действия отопительных агрегатов данного типа основан на использовании эффекта пиролиза.

Основные этапы работы пиролизных печей:

Топливо загружают в камеру загрузки, поджигают, дверцы закрывают.

В первой камере топливо обугливается с выделением древесного газа.

Все выделяемые топливом продукты сгорания направляются в камеру сгорания. В эту камеру подаётся воздух, способствующий эффективному сгоранию летучих газообразных веществ. Часть тепла уходящих газов передаётся к нижнему слою дров или иного топлива и способствует поддержанию процесса пиролиза.

Особенности конструкции пиролизных печей

Основной особенностью устройства печей, использующих процесс пиролиза, является разделение топки на две части. Эти пространства разделены колосником, на который загружают топливо. Первичный воздух поступает сверху вниз и проходит через слой загруженного топлива.

Преимущества и недостатки пиролизных агрегатов длительного горения

Время работы газогенераторной печи на одной закладке топлива зависит от многих параметров – наружных климатических условий, требуемой температуры  в помещении, утепления строения, вида и влажности топлива, точности проекта отопительной системы. Но, согласно отзывам, пиролизные печи на одной закладке топлива в любом случае работают гораздо дольше, по сравнению с печами классической конструкции.

Можно отметить дополнительные достоинства таких печей:

В отработанных газах после пиролизных агрегатов присутствует уменьшенное количество канцерогенных веществ. Это обеспечивается взаимодействием при горении пиролизного газа с активным углеродом. В итоге этого процесса отработанные выходящие газы представляют собой, по большей части, смесь углекислого газа и водяного пара. Поэтому в таких печах можно утилизировать без вреда для природы даже резину и полимеры.

При обычном сжигании дров, особенно влажных, не удаётся достичь таких высоких температур, которые возможны при сгорании древесного газа, полученного в результате пиролиза.
Данное оборудование – идеальный вариант для местностей, в которых трудно найти подходящее топливо для обогрева жилья.

К недостаткам пиролизных агрегатов можно отнести следующие факторы:

Пиролизные печи на дровах требовательны к влажности топлива.

Необходимо постоянное присутствие электропитания.

Топливо для пиролизных агрегатов

Газогенераторные печи для отопления могут работать на дровах, любых отходах пиломатериалов, пеллетах, угле, коксе, опилках и даже шелухе от семечек.

Если для работы агрегата используется сухая древесина, то печь работает с максимальной мощностью, а период её службы увеличивается. 1 кг древесины, содержащей 20% влаги, имеет теплоту сгорания 4 кВт/час, при содержании 50% влаги – теплота сгорания снижается в два раза.

Об эффективности работы печей длительного горения говорит следующий факт. При сгорании в них 1 кг опилок, влажность которых не более 16%, выделяется тепла в четыре раза больше, чем при сжигании в обычной печи 1 кг берёзовых дров.

https://youtube.com/watch?v=NHj9sJBlhQU

Смотрите также

Выбор материала

Для изготовления печки-щепочницы используют кислотостойкие и жаростойкие сорта стали, ведь они не только хорошо переносят высокую температуру, но и устойчивы к конденсату, который образуется во время розжига.

Такой металл используют для внутренней облицовки печей и котлов, а также для изготовления барабанов и внутренних корпусов стиральных машин.

Также необходимо правильно выбирать толщину металла. Ведь чем тоньше деталь, тем менее жесткой и прочной она получится (пусть и будет весить меньше), но при этом ее заметно легче обрабатывать. А чем толще, тем прочней будет конструкция, но больше ее вес, и заметно тяжелей обработка.

Поэтому чаще всего для самодельных печек применяют нержавейку толщиной 1–1,5 мм, хотя можно использовать как менее, так и более толстый металл.

В качестве основы для изготовления круглых нагревательных приборов можно использовать различного диаметра сушилки для ложек, изготовленные из пищевой нержавейки.

Такие сушилки можно купить на АлиЭкспресс и других площадках за небольшую цену. Для созданиях пиролизных печек хорошо подходят металлические термосы, ведь они тоже изготовлены из нержавеющей стали.

Однако их довольно сложно сверлить из-за круглой формы и невозможности использовать сверлильный станок, а для полноценного пиролиза приток воздуха в зоне горения должен быть минимальным, а в зоне дожига, расположенной над зоной горения, максимальным.

Нередко для изготовления щепочниц используют различные емкости из стали, такие как:

кастрюльки;

кружки;

котелки;

банки.

Главными условиями выбора являются:

жаростойкость;

кислотостойкость;

соответствие размеру и форме емкости для воды, которую будут устанавливать сверху.

Виды печей пиролизного типа

Можно выделить следующие виды пиролизных печей:

1. Одноконтурные устройства. Печи с одним контуром имеют две камеры сгорания, что разделены огнеупорной перегородкой.
2. Двухконтурные устройства. Данные газогенераторные печи имеют такую же конструкцию, однако у них имеется дополнительный контур, который нагревает жидкость для горячего водоснабжения.

Также, исходя из материала изготовления теплового обменника, выделяют такие типы пиролизных печей:

1. Устройства с теплообменником из чугуна. Срок эксплуатации — минимум два десятка лет, однако агрегат чувствителен в резким температурным перепадам в топочной камере. В таких агрессивных условиях чугунная пиролизная печь постепенно приходит в негодность.
2. Устройства с теплообменником из стали. Срок службы — минимум 13 лет. Оборудование поддаётся процессам коррозии, однако не боится перепадов температур.

Пиролизная печь с водяным контуром в силах подогреть небольшой объём жидкости за короткий промежуток времени.

Владельцам недвижимости, желающим не приобретать печь пиролизного горения в специализированных магазинах, а сконструировать устройство своими руками, кстати станет мини пиролизная печь. Это та же печка, но небольших размеров, устанавливаемая в гаражах, банях или других помещений небольшого размера.

Особенности работы мини пиролизной печи представлено в видео.

https://youtube.com/watch?v=jzprMcjGF6Y

Принцип работы пиролизной печи

В чем заключается принцип работы этой печки? Процессы, происходящие в ней, многим незнакомы, поэтому необходимо более подробно изучить принцип действия пиролизной печи.

Отличительной чертой пиролизной печи своими руками от обычной является то, что топливо в ней сгорает тогда, когда образуется недостаток кислорода. И это удивительно, потому что в обычных конструкциях топливо сгорает, если есть большое количество кислорода и это обеспечивает нормальное функционирование всей системы обогрева.

Как происходит процесс пиролиза? Когда сжигается углеводородное топливо, начинается процесс окисления и выделения тепла. Топливо под влиянием высокой температуры сгорает не до конца, выделяя при этом большое количество различных газов. Чем выше температура будет при недостатке кислорода, тем интенсивнее начинают выделяются эти газы.

Таким образом, принцип работы пиролизной печи своими руками заключается в сжигании этих газов. Именно поэтому такие печи по-другому называются газогенераторами. Пиролиз – это процесс разложения топлива на составляющие части при его нагревании, с последующим их сжиганием и выделением тепла.

Как работает данный котел? Котел состоит из следующих элементов:

Камера газификации

Камера дожигания

Система подачи воздуха (первичная, вторичная)

Водяная рубашка

Колосниковая решетка

Элементы котла

Принцип работы заключен в следующем:

В камеру газификации загружается топливо и поджигается.

Из топлива начинает вырабатываться газ.

В камеру подается первичный воздух, и из-за избытка давления газ начинает поступать в нижнюю камеру дожигания.

В камеру дожигания подается вторичный воздух, и образовавшаяся смесь горит при большой температуре.

Вода, находящаяся в водяной рубашке котла, нагревается и подается в систему отопления, одновременно во входную часть рубашки подается обратка.

Используемый теплоноситель служит одновременно охладителем котла.

Это основной принцип работы. Но для правильного функционирования требуется соблюдать строгие пропорции воздушно-топливной смеси. В противном случае сгорание будет протекать неровно, с повышенной задымленностью. Итак, на вопрос, можно ли изготавливать пиролизные печи своими руками, ответим положительно. Но сразу стоит оговориться:

Для изготовления такого агрегата мало иметь хорошие навыки в проведении сварочных работ или наличие на руках рабочих чертежей агрегата.

Необходимо использование качественных материалов, многие из которых имеют высокую стоимость.

В первую очередь это относится к металлу. Для изготовления потребуется хорошая легированная сталь.

Потребуется соответствующая электроника. Если, конечно, вы не планируете нанять печника для постоянного контроля над котлом.

Говорить о применении подобного котла для основного обогрева жилья не приходится. Чтобы изготовить пиролизный котел, можно, конечно, взять старые бочки, куски труб и прочий железный хлам, который также используется для строительства железной печи. Но надо понимать, что процессы, происходящие в данном агрегате, требуют соблюдения определенных условий для его нормальной работы.

Механизм действия пиролизной печи

Внутренности пиролизной печи

Все существующие пиролизные печи, и кирпичные не являются исключением, работают по одинаковому и предельно простому принципу.

Пользователь закладывает топливо в топку, тщательно его уплотняет и поджигает. После этого необходимо закрыть створки печи и запустить дымосос. В условиях повышенной температуры и дефицита воздуха загрузка начинает тлеть, выделяя одновременно с этим древесный газ. Именно на этом и базируется принцип пиролиза.

Пиролизная печь

В процессе пиролизного горения загруженное топливо разделяется на древесный кокс и смесь пиролизных газов. Также остается немного твердого остатка. Реакция разложения является экзотермической и сопровождается активным выделением большого количества тепла. Пиролиз является гораздо более эффективным вариантом использования топлива по сравнению с обыкновенным горением.

Образовавшиеся газы переходят во вторую камеру топливника, смешиваются там с поступающим вторичным воздухом и сгорают, выделяя дополнительное тепло. Образовывающееся тепло применяется одновременно для обогрева дома и подсушки загруженного топлива.

Главной особенностью пиролизного процесса является то, что одной загрузки топлива хватает не менее чем на сутки в случае применения древесины (для печей с топливником среднего размера). Применение же угля позволяет и вовсе забыть о необходимости добавления топлива в печь на несколько суток.

Принцип работы

Пиролизные газы воспламеняются при температуре не менее 450 градусов. Однако одной лишь повышенной температуры недостаточно. Необходимо, чтобы воздух подавался в печь в определенных количествах в соответствии с предварительно рассчитанной и проверенной схемой. Для контроля объема подаваемого воздуха пиролизная печь оснащается вентилятором. Он, в свою очередь, подключается к блоку автоматического контроля.

Главным отличием конструкции пиролизной печи от обыкновенного печного агрегата является наличие дополнительной камеры сгорания древесных газов. При этом высота данной камеры должна составлять как минимум 500 мм.

Именно обустройство топливника является наибольшей статьей расходов при возведении пиролизной печи. Для достижения максимального коэффициента полезного действия топку нужно оснастить средствами автоматизации. Однако при ограниченном бюджете можно обойтись и без них – с автоматикой попросту удобнее и, конечно же, эффективнее.

При этом пиролизные печи любой конфигурации являются экологически безопасными. Пиролизные газы активно взаимодействуют с углекислым газом. В результате такой реакции выброс вредных продуктов сводится к минимуму. Благодаря этому требования к дымоходу существенно смягчаются.

Стоимость работ и материалов

Прежде чем заняться процессом сборки, следует подсчитать, во сколько обойдется устройство такого котла. В целом принято считать, что изготовление котла самостоятельно является наиболее дешевым и экономным вариантом. Однако не стоит забывать о том, что для того, чтобы система служила бесперебойно долгое время, необходимо приобретать исключительно качественные материалы.

При дополнительной эксплуатации в доме или для бани самостоятельная сборка котла позволит сэкономить до 2000 у.е. Однако многие, кто хочет сократить расходы, иногда неверно оценивают собственные силы. Поэтому рекомендуется решать этот вопрос не в один день, а подумать и произвести все требуемые расчеты.

Как своими руками сделать пиролизную печь: пошаговая инструкция

Сборка металлической конструкции проводится по этапам:

1. Делают каркас, сваривая металлические элементы стоек между собой. В высоту до 1 м, в ширину по размеру печи.
2. На кирпичное основание по всей длине устанавливают внутренние стенки и сваривают их, а на дно укладывают отсек для золы.
3. Сваривают основные части: камеру дожига с основанием и с камерой сгорания.
4. Крепят ребра жесткости.
5. Вырезают окно топки.
6. Проводят подводку системы на подачу воздуха в печку.
7. Устанавливают верхнюю плиту, внешние стенки.
8. Монтируют водяную рубашку из стали и водяные баки.
9. Водопроводные трубы (комплектом) – теплообменник, сваривают в проточный контур со значительной внешней поверхностью, для поставки наибольшей теплоотдачи теплоносителю.
10. Устанавливают вентилятор в трубе.
11. Засыпают очищенный (предварительно прокаленный) песок между внутренними стенками и внешними. Он будет накапливать тепло, а так же сохранять от перегрева и выгорания.
12. Присоединяют двери и совершают их герметизацию. К контурам подключают сборник с водой.

Сборка печи из кирпича проводится в следующем порядке:

1. Подготавливают материалы – обычный кирпич 400 штук, шамотный кирпич до 100 штук (для теплообменника) и строительный раствор из: 8 частей песка, 1 часть воды и 4 части глины.
2. Раствор делают заранее: глина смешивается с водой до состояния сметаны и оставляется на ночь. Далее раствор пропускается через сито и добавляется песок.
3. Из кирпича создают теплообменник из двух камер.
4. В свободном, легком положении прикрепляют колосниковые решетки, так как при нагреве они будут расширяться.
5. Размещают вентилятор, дверцы на камеры, задвижки.

Важно! Для пиролизной печи необходимо сухое топливо с влажностью до 20%, тогда эффект теплоотдачи будет максимальный. При повышенной влажности топлива до 50%, показатель производительности печи снижается в 2 раза

Технология изготовления пиролизного котла

Чтобы изготовить мощный котел, надо уметь обращаться с болгаркой и сварочным аппаратом, а также разбираться в чертежах. Если самостоятельно изготавливают котел мощностью выше 25 кВт, необходимо все делать по чертежу, в противном случае котел не будет соответствовать требованиям безопасности.

Стенки котла следует делать из жаропрочной стали, только это будет гарантией того, что он прослужит довольно долго. Если такую сталь найти не получится, можно использовать обычную сталь, только в этом случае делают футеровку внутренних камер котла шамотным кирпичом.

Этапы изготовления котла.

1. Корпус котла изготавливают из листовой стали. С помощью болгарки из листа металла вырезают детали котла, в стенках делают отверстия для дверцы зольника и загрузочной дверцы, а также для патрубков и дымососа. Самое главное — это придерживаться указанных в чертеже размеров. При помощи сварочного аппарата соединяют детали, после чего зачищают швы от окалины и шлифуют их.
2. Затем приваривают патрубки так, чтобы между швами не было зазоров. Берется труба нужного диаметра и выполняют монтаж защитного теплообменника на задней стенке котла. После чего проверяют, не протекает ли теплообменник из-за повышенного давления от компрессора и только тогда устанавливают заднюю стенку камеры, изготовленной из жаропрочной стали.
3. Затем приступают к монтажу перегородки, которая разделяет камеры газификации и сжигания газа, устанавливая чугунный колосник. Наверху камеры газификации делают воздуховод с заслонкой. Внизу камеры также делают воздуховод и одновременно с этим делают футеровку шамотным кирпичом нижних и боковых сторон.
4. Дверцы котла изготавливают из жаропрочной стали, а для наибольшей герметичности их усиливают металлическими уголками.
5. Котел следует устанавливать в нежилом помещении, присоединяя дымоход. Затем подключают к нему водный контур и устанавливают дымовой насос.

Классификация пиролизных устройств

Конструкция предусматривает два отсека: в первом закладывается твердое топливо и происходит процесс его медленного окисления. При тлении дров выделяется большое количество горючих газов, которые поступают в отсек выше и сгорают. Чтобы топливо не вспыхнуло, а тлело, строго регулируется подача кислорода. По большому счету пиролизные устройства функционируют на газе, который вырабатывается в самом агрегате.

Схема пиролизной печи

Эксплуатация установки длительного горения дает максимальный объем тепловой энергии при существенной экономии топливных ресурсов. Это обуславливается тем, что горючее перерабатывается практически полностью, в результате сажа и зола почти не образуются, также отсутствует дым.

В эту группу входит ряд конструкций:

1. Печь-буржуйка. Газогенератор с внутренней конструкцией в виде буржуйки применяется для обогрева жилых и технических помещений. Модель также актуальна для бань и саун, используется для приготовления пищи, есть уличные варианты для барбекю комплексов;
2. Печь Булерьян. Эта пиролизная конструкция шахтного типа с КПД до 75% предназначена для обогрева как жилых, так и нежилых помещений. Через нижние концы опоясывающих котел труб всасывается холодный воздух, который быстро нагревается и выбрасывается вверх в помещение через верхние элементы.
3. Печь Бубафоня. Изобретенье принадлежит умельцу из Колымы, в качестве основы для конструкции применяется старый газовый баллон. Установка актуальна для отопления технических помещений. Бубафоня из баллона с объемом 50 л способна работать на одной закладке дров 6 часов, поддерживая комфортную температуру в помещении площадью до 70 м².
4. Печь Лачиняна. Установка сочетает в себе максимально высокий КПД и предельно низкий уровень расхода топлива. Модели активно применяют для обогрева автофургонов и походных палаток. «Лачинянки» используют также для отопления сельхоз строений и охотничьих домиков. Модели с водяной рубашкой применяются для обогрева жилых помещений площадью до 300 м². Примечательно, что 2 ведер угля достаточно для 5-7 суток бесперебойной работы пиролизного агрегата Лачиняна, известного изобретателя из Казахстана.
5. Пиролизная печь на отработанном масле. Экономичный агрегат длительного горения на отработке предназначен для обогрева нежилых помещений. Конструкция максимально проста, и смастерить такую модель под силу большинству домашних умельцев.

Пиролизная печь Булерьян

Газогенератор в виде кирпичной конструкции – печь Кузнецова – применяется для обогрева жилых помещений и банных комплексов. Также устройство используют для приготовления пищи. КПД кузнецовских пиролизных печей – 80% и выше, топливо в них сгорает практически полностью. Весь потенциал горячих газов и дыма используется для нагревания кирпичного корпуса конструкции. Высокую продуктивность кузнецовским газогенераторам обеспечивает особая двухколпаковая конструкция.

Печка из кирпича

Пиролизная кирпичная печь обладает еще более высокой эффективностью, чем металлическая. Это происходит за счет прекрасных характеристик кирпича. Блоки умеют качественно удерживать тепло, а затем отдавать его окружающему воздуху. Таким образом, обогрев помещения получается более мягким и длительным.

К недостаткам такой печки можно отнести сложность ее изготовления. Как уже говорилось выше, на это потребуется больше времени и сил, чем в случае с металлической конструкцией. Кроме того, для работы неплохо бы иметь какой-то опыт по возведению кирпичной кладки. Впрочем, научиться никогда не поздно, и создание первой печи как раз может дать вам необходимые навыки, которые, вполне вероятно, пригодятся в будущем.

Что касается материалов, то к их подбору тоже нужно подойти внимательно. Нельзя взять первый попавшийся кирпич, поскольку здесь идет речь о длительном воздействии высоких температур. Например, топка, которая непосредственно контактирует с открытым пламенем, должна выполняться исключительно из шамотных кирпичей. Это огнеупорные блоки, которые отлично противостоят воздействию высоких температур и при этом хорошо проводят тепло.

Что касается остальных частей сооружения, то для них нужно брать обычные керамические красные кирпичи. Этот материал обладает хорошими теплоемкостными характеристиками, поэтому подходит для возведения корпуса как нельзя лучше.

Процесс сооружения кирпичной пиролизной печи происходит так же, как и в случае с металлической: делается камера для сгорания топлива и несколько дымооборотов. Затем монтируются дверцы, заглушки и дымоходная труба. Законченная конструкция обладает довольно большими размерами. Это нужно учесть при планировании ее размещения.

Кроме того, не забывайте, что кирпичи имеют немалый вес. Поэтому желательно в качестве основы подложить под сооружение прочную доску или что-то подобное.

В процессе кладки кирпичей важно соблюдать порядовку. В каждом ряду блоки укладываются определенным образом: где-то на «постель», где-то на ребро

Это необходимо для того, чтобы конструкция была прочной. К сожалению, единой схемы порядовки для любой печи не существует, поэтому лучше не искать ее в интернете, а обратиться в специализированную организацию для составления. Такой подход даст вам уверенность в том, что все будет сделано правильно.

Несмотря на кажущийся сложным принцип работы, на самом деле печка длительного горения является довольно простым сооружением. Достаточно подробно разобраться в основах ее создания — и вы наверняка справитесь с этим делом легко и просто. Успехов!