Пиролизная печь своими руками: схема, чертеж, фото

Пиролиз

Содержание:

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.

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.

Пиролизные печи

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.

Пиролизные печи

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.

Пиролизные печи

Колосниковая решетка

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

Пиролизные печи

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.

Необходимые материалы и инструменты

Для создания печи с частичной газогенерацией понадобится следующее:

  1. Сталь листовая толщиной 3–4 мм.
  2. Уголок равнополочный стальной 50х4 мм.
  3. Труба диаметром 50–60 мм.
  4. Стальная арматура диаметром 8 мм — из этого материала будут делаться колосниковая решетка и оси заслонок.
  5. Труба из стали или чугуна диаметром 110 – 120 мм для изготовления дымохода.
  6. Около 15 кирпичей.

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:

  1. Аппарат электросварочный и электроды в количестве 5 упаковок.
  2. Дрель с набором свёрл «по металлу».
  3. Болгарка с диаметром рабочей части 230 мм и 10 отрезных кругов для неё. Также могут понадобиться зачистные круги.

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

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:

  • бук: 15,5 МДж/кг;
  • берёза: 16,5 МДж/кг;
  • осина: 18,2 МДж/кг;
  • дуб: 20 МДж/кг.

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/м3, переведём полученное значение массы в объем: V = 24,17 / 620 = 0,039 м3 = 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 м3).

Этапы производства печи Лачинянки своими руками

Разметка отверстий в корпусе печи.

Изготавливается печь Лачинянка в определенной последовательности:

  • изготавливается корпус с крышкой, а также резервуар для золы;
  • делаются все необходимые отверстия;
  • подготавливаются пазы, в которые потом будет засыпан речной песок;
  • делаются газоотводы и колосники;
  • монтируются два крана, которые служат для подачи кислорода;
  • затем можно приступать к изготовлению заборника воздуха;
  • вся конструкция устанавливается на раму и монтируется рычаг для поддона;
  • устанавливается дымоход с резервуаром для сбора конденсата.

В завершение на печь Лачинянку навешивается вся фурнитура (крепления, ручки, фиксаторы). Если требуется, то на корпус навариваются ребра, для увеличения площади теплообмена и, соответственно, мощности агрегата. Рычаг поддона нужен только в том случае, если схемой не предусмотрено шарнирное соединение поддона для золы и корпуса. В последнем случае монтаж будет значительно сложнее.

Печку Лачинянку можно сделать даже со старой бочки, главное, чтобы металл был не слишком тонким. Это важно, так как при распалке и в режиме «буржуйки» корпус сильно нагревается.

 

Для корпуса с поддоном и крышкой используется труба с одинаковым диаметром. Брать тонкостенную трубу не следует, так как для работы в высокотемпературном режиме нужен металл несколько прочнее. Чертеж печи Лачинянка выполнен с расчетом на трубу с толщиной стенки от 5 до 8 мм. При изготовлении кромки (пазов) для песка из двух пластин, приваренных по кругу, первой следует приваривать внутреннюю часть. Делать это нужно так, чтобы шов ложился в самом пазу.

При изготовлении колосников печи Лачиняна, следует использовать стальные прутки и избегать чугуна. Выбирая краны для подачи воздуха, следует учитывать, что им придется работать в условиях повышенных температур, следовательно, они должны быть полностью металлическими, без пластиковых элементов. Подойдет водопроводный кран на полтора дюйма с резиновыми уплотнителями. Резина вполне работоспособна в данных условиях.Для корпуса с поддоном и крышкой используется труба с одинаковым диаметром.


Схематическая разметка для установки газоотводов

Брать тонкостенную трубу не следует, так как для работы в высокотемпературном режиме нужен металл несколько прочнее. Чертеж печи Лачинянка выполнен с расчетом на трубу с толщиной стенки от 5 до 8 мм. При изготовлении кромки (пазов) для песка из двух пластин, приваренных по кругу, первой следует приваривать внутреннюю часть. Делать это нужно так, чтобы шов ложился в самом пазу.

Чтобы избежать образования конденсата дымоход должен быть утеплен или по возможности находиться в теплом помещении. Труба для дымоотвода не должна быть горизонтально расположенной. Нужно дать небольшой наклон в сторону нагревателя, чтобы конденсат стекал сначала в конденсатосборник, а затем в печь Лачиняна.

Варианты самостоятельной сборки

Пиролизная печь из металлической бочки

Пиролизная печь из металлической бочки

Пиролизные печи стоят довольно дорого, поэтому многие хозяева задумывают над тем, как изготовить ее собственными руками.

Самодельные конструкции могут быть выполнены из различных материалов, таких как газовый баллон, консервные банки, бочки, кирпичи и многое другое.

В зависимости от материала производства, все печи условно делятся на:

  • каменные;
  • металлические.

Каменные или кирпичные печи используются крайне редко. Это связано с тем, что для ее сооружения понадобится немало капиталовложений и времени.

Конечно, за последнее время такие конструкции прошли некоторые модификации, что позволило значительно увеличить их эффективность. Что касается металлических печей, то они пользуются особой популярностью. Дело в том, что их можно изготовить даже из старого газового баллона или бочки.

Читайте также:  Как построить щитовую баню своими руками

Пиролизная печь Лачинянка

Пиролизная печь Лачинянка

В зависимости от принципа работы, используемого топлива и материала все печи делятся на такие виды:

  • печь, работающая на обработанном масле;
  • печь Кузнецова;
  • Лачинянка;
  • печь Булерьян;
  • Бубафоня.

Принцип работы всех этих конструкций один – дожигание газа, который выделяется из топлива. Но, при выборе конструкции стоит учесть некоторые особенности каждого вида.

Так, печи, которые работают на отработанном масле, нежелательно использовать в бане и других жилых помещениях. Они оптимально подойдут для отопления гаража и других нежилых помещений.

Конечно, стоит учесть, что небольшие печи, работающие на отработанном масле, обладают высокой продуктивностью. Для работы понадобится всего лишь кружка масла.


Возможно, Вам будет интересна статья о том, как сделать пиролизный котел своими руками.

Обзор современных моделей пиролизных котлов для отопления читайте здесь.

Из кирпича

Для строительства кирпичной печки понадобится:

    Чертеж пиролизной печи. (Для увеличения нажмите)

    Чертеж пиролизной печи. (Для увеличения нажмите)

  • керамический и шамотный кирпич;
  • стальные листы;
  • чугунные колосники;
  • вентилятор мощностью 300 Вт;
  • дверка в топочную и для поддувала;
  • сварочный аппарат;
  • дрель;
  • болгарка и другие.

Имея под рукой такие материалы и инструменты, можно соорудить печь своими руками. Конечно, не стоит забывать о некоторых нюансах, от которых будет зависеть прочность и эффективность работы отопительной конструкции.

Если вы остановили свой выбор на кирпичной печи, то процесс сооружения будет выглядеть так:

  1. Расчистка места и установка фундамента. Оптимальным вариантом станет ленточный фундамент. Он должен обладать высокой прочностью.
  2. После того, как фундамент застынет, можно приступать к кладке кирпича. Для этого используют высококачественный огнеупорный кирпич, который обладает высокой прочностью.
  3. Внутри печь выкладывается шамотным кирпичом, который выдерживает высокие температуры.
  4. Установка дымохода. Лучше всего здесь использовать металлические вставки или же керамические конструкции.
  5. Имейте в виду: к кладке дымохода нужно подойти с большой ответственностью и лучше заранее проконсультироваться с профессионалом печного хозяйства.

  6. Все работы проводятся согласно предварительно начерченному плану, который лучше согласовать со специалистом.

При необходимости можно провести декорирование конструкции. Для этого часто используют облицовочный кирпич, камень и другие материалы, которые способны выдерживать большие температуры.

Комплектация – основные бытовые трудности

Многие умельцы выполняют футеровку топочной части котла шамотными кирпичами. А вот в промышленных образцах применяется шамотный, бесшовный «набрызг», что во многом определяет долговечность такого котла.

  • Шамотный кирпич прослужит максимум сезон, и его придется менять.
  • Даже используя металл в 5 – 6 мм для воздуховодов, вы не избавитесь от прогорания. Нужно использовать специальные стали.

Кстати, в котлах импортного производства воздуховоды изготавливают из керамики. Опыт показывает, что участки металла, в самодельном пиролизном котле не охлаждаемые водой и соприкасающиеся с горящими газами, очень скоро деформируются. Единственное, что может частник противопоставить этому, — это использование более толстого металла, от 10 мм. Наблюдая за огнем в камине, многие наверняка наблюдали процесс пиролиза, даже не зная об этом. Во время горения дров вы, наверное, замечали, что в отдельной части огня образуется небольшой участок пламени с синим оттенком, это горит дровяной газ. А ведь пиролизный котел в основном и работает на этом газе. Из этого стоит сделать вывод, что контроль данного процесса является важнейшей частью его эффективности. В противном случае об экономии стоит забыть.

Запуск не проблема – проблема контроль

Работая в высоком температурном режиме, пиролизный котел способен обогревать помещение большой площади. Если, к примеру, вам удалось самостоятельно построить данный агрегат и вы используете его для работы в котельной, работающей в круглосуточном режиме, это один вопрос. В такой котельной обязательно присутствует человек, следящий за работой отопительного оборудования. Ведь выработка газа происходит неравномерно, и поэтому необходимо следить за соотношением подачи газ – воздух. Мы говорим о котлах кустарного производства. Другое дело, если подобный котел используется для обогрева индивидуального жилья. Для обогрева жилья потребуется установка котла системы стоп – старт. Значит, потребуется установка системы, следящей за температурным режимом теплоносителя. Мало того, потребуется целая система, следящая за сгоранием топлива в камере дожигания, которая будет контролировать подачу воздуха.

пиролизные печи своими руками

Блок управления

  • Тут не обойтись простым снижением или увеличением оборотов электродвигателя воздушного насоса. Ведь в данном котле имеются две воздушные системы.
  • Одна создает давление в камере газификации, другая регулирует правильный состав топливовоздушной смеси в камере дожигания.
  • Каждая из этих систем очень сильно влияет на правильную работу котла. Придется использовать комплекс заслонок и регуляторов.

Данной статьей мы ни в коем случае не пытаемся напугать умельцев и отговорить их от строительства пиролизной печи своими руками. Просто мы пытаемся предупредить, что изготовленная своими руками пиролизная печь вряд ли получится такой же долговечной и экономичной, как пиролизные печи, изготовленные на производстве.

Пиролизный котел может быть и таким

Зная характер и смекалку российских изобретателей самоучек, можно надеяться на то, что со временем они с успехом смогут изготавливать котлы, не уступающие промышленным образцам, особенно если это небольшая походная печь. Мы рассмотрели работу пиролизного котла с принудительной подачей воздуха и нижним расположением камеры сгорания. Но уже появились первые экземпляры котлов, выполненных в прямо противоположном исполнении. Другими словами, камера газификации у них находится внизу, а камера дожигания находится сверху. Хоть такие котлы еще являются «сырыми», но преимущества уже очевидны:

  • Отсутствие необходимости использования электроэнергии
  • Система использует естественную тягу. Такие котлы полностью независимы от электроэнергии. Их работа построена на особом устройстве воздушных каналов. Требования к устройству дымохода у данных котлов повышенны.
  • Новая компоновка – возвращение с головы в ноги.

Радует то, что разработка чисто российская. На рисунке приведены устройство и схема работы данного котла.

печи пиролизные своими руками

Пиролизный котел с верхней камерой дожигания

  • Из топки пиролизный газ поднимается в камеру дожигания, и к нему примешивается вторичный воздух.
  • Воздух поступает в котел через нижние отверстия за счет разряжения. Пиролизный газ соединяется с кислородом. Происходит экзотермическая реакция окисления.
  • Полученный горючий газ сгорает в камере дожигания чистым и ровным пламенем. Полученная таким образом энергия нагревает теплоноситель.

камера дожигания

Камера дожигания

  • Стенки котла изготавливаются из специальной жаропрочной стали. В результате данного процесса из дымохода вытягивается почти прозрачный дым.
  • Правильно устроенная система дымохода и отопления способствует работе данного котла в течение 12 – 14 часов на одной заправке топлива. Зарядка котла осуществляется два раза в сутки.

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 пиролизного котла
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.

Конструкция, устройство и принцип действия самодельной пиролизной печи

Упрощённый вариант газогенераторного прибора отличается от полноценного следующими особенностями:

  1. Камера дожигания расположена не снизу, а сверху, поэтому древесный газ поступает в неё самотёком. Реализовано это следующим образом: верхняя четверть внутреннего пространства печи отделена перфорированной горизонтальной перегородкой, не доходящей до передней стенки на 20—25% длины топки. Таким образом, большая часть дымовых и пиролизных газов будет отклоняться вперёд и мы получаем печь с передним горением, которой довольно легко управлять. Нижняя четверть внутреннего пространства будет играть роль зольника — она отделяется от топки колосниковой решёткой.
  2. Первичный воздух поступает в топку за счёт естественной тяги. Для этого в стенке печи имеется отверстие с регулируемой заслонкой — поддувало.
  3. Воздух в камеру дожигания отдельно не подаётся — он забирается из топки.
  4. Тяга ограничивается установленной в дымоходе шиберной заслонкой, которая имеет вырез определённой площади. В момент растопки печи эта заслонка полностью открывается.

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).

Технология возведения кирпичной пиролизной печки

Оптимальный вариант отопительного оборудования для бани и частного дома – пиролизная печь из кирпича.

Для обустройства газогенераторной печки своими руками необходимо подготовить:

  • красный шамотный и огнеупорный керамический кирпич;
  • листы из стали;
  • колосники из чугуна;
  • вентилятор (мощность до 350 Вт);
  • дверцы для топки и поддувальной камеры;
  • аппарат для сварки;
  • электрическую дрель;
  • болгарку.

Технология возведения конструкции предусматривает следующие этапы:

  1. Расчистку площадки под заливку фундаментного основания. Для пиролизных устройств рекомендуется обустраивать фундамент ленточного типа, обладающий повышенной прочностью и долговечностью.
  2. Выполнение кирпичной кладки после заливки и застывания фундамента. Для строительства отопительного оборудования используется только огнеупорный кирпич высокого качества.
  3. Облицовку внутренних стен камер шамотным кирпичом, устойчивым к высоким температурным режимам.
  4. Монтаж дымоотводной системы, внутреннюю часть которой составляет металлическая или керамическая труба.
  5. Выполнение декоративной отделки поверхностей и тестовой топки печи после завершения основных работ.

Если строительство пиролизной печи из кирпича представляется сложным и трудоемким, тогда можно воспользоваться альтернативным вариантом – изготовить простую печку на дровах из цельнометаллического газового баллона.

Читайте также:  Сифон для душевой кабины: виды для низких и высоких поддонов, шириной 90 мм, как их установить и заменить, трап с гидрозатвором

Разновидности газогенераторных печей

Современные отопительные печи, принцип действия которых основан на процессе пиролиза, можно классифицировать по нескольким параметрам:

Тип материала

Для изготовления корпуса отопительных агрегатов используются жаростойкая сталь и огнеупорный красный кирпич.

Назначение и способ использования

Печи бывают периодического и постоянного действия.

Первый вариант устройств использует топливные материалы, способные долго накапливать и отдавать тепловую энергию после завершения топочного процесса.

Второй вариант предусматривает беспрерывную загрузку топливного материала, чтобы обеспечить необходимый уровень тепловой отдачи.

Расположение рабочих камер

Конструктивно агрегаты представлены двумя типами:

  • Верхней камерой для выработки газов и нижней камерой для сжигания продуктов пиролиза. В некоторых моделях они могут располагаться на одном уровне. Процесс пиролиза осуществляется за счет принудительной тяги, которая обеспечивается дымососами или дутьевыми вентиляторами.
  • Нижней камерой для газификации и верхней камерой для дожига газов. В подобных устройствах предусмотрена естественная система тяги.

Тип передачи тепла

Газогенераторные печи могут оснащаться:

  • водяным отопительным контуром с дополнительным контуром для подогрева воды (системы водяного отопления);
  • воздушными теплообменниками (системы воздушного отопления).

Особенности функционирования

Процесс газификации древесины

Процесс газификации древесины включает: высыхание сырья; пиролиз биомассы; сгорание смоляного газа и части угля; восстановление двуокиси углерода СО2 до ее моноокиси CO, а воды Н2O — до водорода Н2.

Принцип работы пиролизной печи сравнительно прост. Топливо закладывается в загрузочную камеру и поджигается. После этого необходимо закрыть створки и включить дымосос. Вследствие недостатка воздуха и высокой температуры происходит обугливание топливных материалов и выделение древесного газа (в этом и есть суть процесса пиролиза). Результатом работы котла является производство различных продуктов газообразного состояния (угарного газа, водорода, углеводорода). В камеру сгорания попадает и вторичный воздух, способствующий более результативному сгоранию летучих компонентов. Так некоторая часть тепла попадает в нижние топливные слои, чем и поддерживается пиролизный процесс.

Поскольку пиролизный процесс может длиться не менее 30 часов с использованием дров и около 7 дней при использовании угля, то преимущества применения такой печи неоспоримы. Подобные печи экономичнее обычных на 4-7%.

Для того чтобы произошла и воспламенилась газовая фаза, необходима температура не меньше 450º (максимальный порог — 1100º). Результатом таких действий является выработка дополнительной энергии, способной повысить КПД для самой отопительной печи. Одной только высокой температуры мало. Нужна подача определенных порций воздуха (по заранее рассчитанной схеме) и сооружение дополнительной камеры сгорания газов (размером не меньше 50 см). В таком случае будет отсутствовать возможность регулирования уровня подачи воздуха вручную и потребуется использование автоматизированной лини, способной отслеживать температурные показатели внутри печи, в соответствии с которыми она и будет определять порцию воздуха. Если сэкономить на камере сжигания, то произойдет охлаждение пиролизных газов, и они очень быстро будут улетучиваться в трубу, прекращая горение.

Во время полной загрузки печи поршневая труба поднимается на большую высоту. Вместе со сгоранием топлива происходит опущение вниз поршня и трубы воздушной тяги.

Этапы работы пиролизного котла

Этапы работы пиролизного котла: 1 – Сушение и дегазация древесины; 2 – Сжигание смеси древесного газа со вторичным воздухом; 3 – Дожигание древесного газа и теплообмен; 4 – Выброс выхлопных газов.

Во время пиролизного сгорания материалов происходит разложение дерева на составляющие компоненты — пиролизный газ, кокс и небольшое количество отходов в виде твердого остатка.

После того как происходит смешивание кислорода и получившегося газа, получается реакция активного горения. Становится понятно, что экзотермическая реакция (в данном случае это пиролиз) гораздо эффективнее, чем обычное горение угля.

Огромным достоинством данного типа печи является высокая степень экологичности самой установки. Во время ее работы происходит взаимодействие пиролизного газа с углекислым, такая реакция сводит до минимума выброс токсичных и вредных продуктов горения в атмосферу.

После сгорания твердого древесного остатка выделяется значительный объем энергии. Экзотермическая реакция сопровождается активным выбросом тепловой энергии, используемой печью для дополнительной просушки воздуха и влажного топлива.

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.

Топливо для пиролизных печей
Топливо для пиролизных печей

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.

Схема и составляющие

Устройство пиролизной печи. (Для увеличения нажмите)

Устройство пиролизной печи. (Для увеличения нажмите)

Конструкция печи довольно проста. Она состоит из двух камер сгорания. С помощью этих камер поддерживается пиролиз в процессе горения.

Первая камера используется для загрузки твердого топлива, она плотно закрывается, что позволяет предотвратить попадание кислорода в зону горения.

При горении топлива без участия кислорода выделяется пиролизный газ, который передается в следующую камеру. Именно в ней проводится дожигание газа. Чтобы улучшить процесс горения, во вторую камеру пускают вторичный газ.

Традиционная печь состоит из таких функциональных элементов и узлов:

  • камеры газификации;
  • колосниковой металлической решетки;
  • камеры, в которой проводится дожигание топлива;
  • системы подачи воздуха.

При сборке пиролизной печи своими руками стоит учесть наличие всех конструктивных элементов. Если в системе будет отсутствовать хоть один из перечисленных узлов и камер, то печь не будет работать, так как надо.


Возможно, Вас заинтересует статья об устройстве пиролизных котлов.

О видах топлива для пиролизных печей и котлов читайте эту статью.

Пиролизная печь своими руками: процесс изготовления

Порядовка кладки печи

Порядовка кладки печи.

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.

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 дымоход.
  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.

Мощный пиролизный котел
Мощный пиролизный котел

Модернизация печки

Дутьевой вентилятор обеспечит стабильность температурного режима во всех обогреваемых помещениях.

Дутьевой вентилятор обеспечит стабильность температурного режима во всех обогреваемых помещениях.

Почти любую пиролизную печь можно превратить в котёл для водяного отопления. Для этого внутрь встраиваются готовые или самодельные (из металлических труб) теплообменники. В комнатах устанавливаются радиаторы, в систему заливается вода – полноценное отопление готово.

Для этих целей лучше всего приспособить пиролизную печь с дутьевым вентилятором – оснастите её внешним блоком управления, отслеживающим температуру и управляющим работой вентилятора.

Варочные панели и встроенные духовые шкафы – вот чем ещё можно оснастить любую печь. Энергии пиролизного горения хватит не только на обогрев, но и на приготовление еды. Варочные поверхности и коробки духовых шкафов приобретаются в специализированных магазинах. Духовку можно изготовить самостоятельно из листового железа. Что касается варочных поверхностей, то они делаются из чугуна – самому такое не сделать.

Нерегулируемый пиролиз – преимущества нет

Поэтому для его управления потребуется обязательная установка электронной начинки, которая будет регулировать процесс горения. В противном случае ваш пиролизный котел превратится в обыкновенную буржуйку. Впрочем, если строится походная печь, то такой вариант вполне приемлем.

Высокая температура горения вырабатываемых газов требует использования специальных материалов, предохраняющих котел от прогорания.

Температура горения газов в пиролизном котле достигает 1100 °С.

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.

Габаритные пиролизные котлы
Габаритные пиролизные котлы

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

Технические характеристики устройства

  • Диапазон мощности не превышает 7 кВт.
  • Максимальная масса горючего при полной загрузке составляет 24 кг.
  • Длительность горения одной загрузки может длиться неделю, это определяется температурой в помещении. Если она высокая – топливо будет расходоваться меньше, если низкая – соответственно больше.
  • Масса печи может быть самой разной: начиная от 30 кг., заканчивая 80 кг. Вес агрегата зависит от материала, из которого он изготовлен.
Читайте также:  Топливные брикеты или дрова что лучше для бани

Если вы хотите узнать больше информации, можно посмотреть необходимые чертежи.

Безопасность

Пиролизная печь своими руками – 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.

Безопасные модели пиролизных котлов
Безопасные модели пиролизных котлов

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

Инструменты и материалы для строительства печи

Схема внутреннего устройства пиролизной печи из камня

Топливник разделён на две секции – это загрузочная секция и секция для догорания пиролизных газов. Для лучшего сгорания летучих веществ в секцию для сгорания подаётся вторичный воздух, а первичный проходит сверху вниз.

Для того чтобы сконструировать самостоятельно печь из кирпича примерной мощностью в 30 кВт (такого объема будет достаточно для обогрева помещения площадью в 70 кв.м), необходимо подготовить:

  • примерно 400 штук керамического и около 100 штук шамотного кирпича;
  • для сооружения котла понадобится стальной лист размером 6 х 1,5 м (толщина должна составлять не менее 4 мм).

Кроме этого, для сооружения печи своими руками понадобятся:

  • чугунные колосники (3 штуки);
  • мощный вентилятор (не менее 300 Вт);
  • рычажный терморегулятор;
  • 2 дверки — для поддувала и топочная.

Для проведения монтажных работ необходим будет:

  • электрический сварочный аппарат;
  • электродрель;
  • несколько болгарок с разным диаметром круга (достаточно будет и 2 — большой и маленькой).

Также понадобится применение труб разного диаметра — 5,7, 3,2 и 15,9 см. Обязательным условием является использование профтрубы (80 х 40), электроды для электросварки и температурный датчик.

Создание

Для работы своими руками потребуются инструменты:

  • дрель;
  • болгарка, отрезные и шлифовальные круги;
  • сварочный аппарат и электроды;
  • металл толщиной 4 мм (достаточно 7,5 м2);
  • огнеупорный кирпич (10–15 шт.);
  • вентилятор;
  • датчик температуры;
  • колосники;
  • трубы круглого и прямоугольного сечения;
  • две дверки;
  • стальная полоска.

Самодельный котел пиролизного типа
Самодельный котел пиролизного типа

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.

Пиролизный котел самостоятельного изготовления
Пиролизный котел самостоятельного изготовления

Что нужно для работы?

Рассматриваемая пиролизная печь строится из кирпича. Готовый агрегат будет иметь мощность порядка 30 кВт. Пиролизной печи такой мощности хватит для обогрева примерно 70 м2 пространства. При необходимости можете менять размер конструкции под свои нужды.

Для кладки такой печи вам понадобится следующее:

  • керамический кирпич – около 400 штук;
  • огнеупорный кирпич – порядка 100 штук;
  • колосниковые решетки;
  • вентилятор мощностью от 300 Вт;
  • температурный регулятор рычажного типа;
  • дверца для топки;
  • дверка для поддувала;
  • сварочный аппарат;
  • электрическая дверь;
  • болгарка;
  • трубы круглого сечения;
  • профтрубы;
  • сварочные электроды;
  • температурный датчик.

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.

Пиролизная печь на природе
Пиролизная печь на природе

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.

Простая конструкция пиролизной печи
Примитивная конструкция пиролизной печи

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

Схема пиролизной печи

Как правильно установить котел?

Устройство пиролизного котла.

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.

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.

Отопитель лачинянка

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.

Видео:

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.

Недостатки газогенеративных печей

Одним из самых больших недостатков печи такого типа являются строгие требования к уровню влажности топливных материалов. Дело в том, что влага испаряется под воздействием тепла и полученный пар разбавляет пиролизные газы, ухудшая степень их сгорания. Основным результатом использования влажного топлива является полное затухание печи.

Топка пиролизной печи

Пиролизные печи следует топить более сухой древесиной, только в этом случае обеспечивается работа печи максимальной мощности.

Этот недостаток можно устранить, если подавать вторичный воздух в камеру сгорания. Называется этот способ двойным дутьем. Он направлен на увеличение эффективности сгорания летучих веществ.

Конструкция печи позволяет выполнить разделение топки на 2 различные секции. Так, первая секция представляет собой газифицирующую камеру (камеру загрузки), основная ее функция — пиролизация топлива. Отсутствие кислорода провоцирует медленное горение заложенного топлива и активное выделение летучих веществ. Результат работы этой секции — газы — направляются во вторую секцию — камеру сгорания и догорают там.

Такая конструкция позволяет добиться минимального отвода тепла из загрузочной камеры. Популярным явлением является разделение печных секций при помощи колосника, предназначенного для загрузки топлива. Получается, что первичный воздух проходит путь сверху вниз. Основным принципом работы такой печи является верхнее дутье. Саму конструкцию печи характеризует высокий уровень аэродинамического сопротивления, что провоцирует необходимость создания принудительной тяги. В таком случае целесообразно использование специализированных дымососов вместо дутьевых вентиляторов.

Многих умельцев может оттолкнуть высокая стоимость данной конструкции. Но при покупке стоит учитывать, что после сооружения она сможет сэкономить большой объем средств, топлива и времени, потраченных на уход за ней.

К недостаткам можно отнести и сравнительно большие размеры пиролизного котла по сравнению с другими приборами для отопления.

Одним из обязательных условий по эксплуатации пиролизных печей является наличие обязательного подключения к электрической сети. Это вызвано применением электрического вентилятора, направленного на обеспечение дополнительной тяги. Получается, что при аварийных отключениях электроэнергии и в не электрифицированных районах использование пиролизной печи невозможно.

Источники

  • http://OPechi.com/pechi/ustrojstvo-preimushhestvo-i-osobennosti-samostoyatelnogo-sozdaniya-piroliznoj-pechi.html
  • http://ultra-term.ru/otoplenie/pirolinzaya-pech-svoimi-rukami.html
  • https://econet.ru/articles/123571-kak-sdelat-pech-lachinyanka-svoimi-rukami
  • https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/piroliznaya-pech-svoimi-rukami.html
  • http://SdelaiKamin.ru/metallicheskie-pechi/pech-piroliznaya-svoimi-rukami-124
  • https://SdelatBanyu.ru/pechi-i-dymokhody/piroliznaya-pech.html
  • https://1pokirpichy.ru/postrojki/piroliznaya-pech-svoimi-rukami.html
  • https://ostroymaterialah.ru/kirpichi/kirpichnaya-piroliznaya-pech-svoimi-rukami.html
  • https://remont-system.ru/pechi-i-kaminy/izgotovlenie-piroliznoy-pechi-dlya-doma-i-bani-svoimi-rukami
  • https://poluchi-teplo.ru/pch/spec/piroliznaya-pech-lachinyana.html
  • https://svoimi-rykami.ru/stroitelstvo-doma/pechi_i_mangaly/piroliznye-pechi-svoimi-rukami.html
  • http://stoydiz.ru/hand-made/piroliznaya-pech-svoimi-rukami.html

[свернуть]
Помогла статья? Оцените её
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...