Печь-ракета своими руками: схемы, чертежи, технологии

Разработчики печей в своих поисках всегда ставят целью сделать такую модель, которая бы выдавала максимум тепла при минимальных расходах на топливо. Именно о таких печах пойдёт речь ниже.

Пиролизная печь из газового баллона. Особенности изготовления

Конструкция пиролизной печи непростая. При изготовлении своими руками важно не только выдержать габариты, не менее важны пропорции элементов и узлов. Простое условие – использовать исключительно сухое топливо – не так уж просто реализовать. Но это требование – основное для корректной работы пиролизной печки, поскольку эксплуатация данного агрегата на влажном топливе смысла не имеет. Пиролизная печка не зря имеет еще одно название – углевыжигательная. Требований к конструкции много, и необходимо учесть каждое. Принцип действия пиролизных печек сложный, основан на нескольких теплотехнических процессах, которые реализуются одновременно и связаны между собой. КПД пиролизных печей высокий – от 90%, на такое не способна ни одна твердотопливная печь.

Кратко о пиролизе: это процесс разложения топлива на твердую и газообразную фазу под действием высоких температур при дефиците кислорода без дополнительных реагентов. Образующийся газ – генераторный, или пиролизный – при смешивании с воздухом сгорает с огромным тепловыделением. Таким образом, выделение тепла удваивается. Отходы от сжигания топлива при этом минимальны: небольшое количество тончайшего зольного остатка.

Основной химический элемент, который поддерживает горение – это кислород, содержащийся в воздухе. При дозированном недостатке кислорода горение переходит в другой процесс – тлеющий. Тепла при этом выделяется достаточно для обогрева помещения, а результаты пиролиза – генераторные газы – выводятся в специальный отсек, где организован приток воздуха, и сжигаются с выделением значительного количества тепловой энергии.

Что такое пиролиз

Пиролиз представляет собой сложный технологический процесс. Его принцип работы заключается в разложении органических веществ под действием высокой температуры без доступа воздуха. Описанный этап происходит в нижней камере пиролизной печки.

Продуктами распада являются сажа и пиролизные газы. Далее, эти газы, переходя в специальную вторую камеру пиролизного котла, подвергаются сгоранию в большом количестве кислорода, что приводит к выделению энергии, рассеивающейся в виде тепла.

Таким образом, схема строения пиролизной печи достаточно простая. Ее основной компонент — система из двух камер: топка и камера для сгорания газа.

В топке, после горения сухого топлива, остается небольшое количество твердых остатков, а в верхней камере происходит догорание газа. Помимо этого, схема пиролизной печи предполагает специальную задвижку в дымоходе для регулирования поступления кислорода в камеру, тем самым уменьшая интенсивность работы агрегата, или же, наоборот, увеличивая ее.

Преимущества

Прежде всего, посмотрим, почему стоит обратить внимания на печи длительного горения. Их достоинства:

  • Долгая работа на единичной закладке топлива (разные модели от 10 до 20 часов).
  • Автономная работа – не требует наблюдения человека.
  • Небольшие размеры и вес.
  • Непривередливость к топливу (уголь, дрова, опилки, щепки, пеллеты).
  • Наличие фундамента – не принципиально.
  • Можно топить нерегулярно, спокойно переносит периоды простоя и зимнего отсутствия хозяев (если речь идёт о даче).
  • Топливо сжигается практически полностью – золы мало, пользы много.
  • КПД 85-90%.
  • Печка не «дымит». Она вообще выделяет мало дыма.
  • Цикличные перепады температуры (жарко, тепло, прохладно) одобряются врачами, как режим, закаливающий организм.
  • Есть возможность сделать самостоятельно из обычной бочки.

К плюсам можно также отнести и невысокую стоимость таких печей. Кроме того, если делать её своими руками цена ещё больше снижается.

Преимущества

Недостатков как таковых у печей длительного горения нет. Есть условия, в которых она не очень подходит.

Преимущества

Так, печи длительного горения не могут быть использованы для больших домов. К ним не присоединяют водяной контур, а значит их стезя – отапливать небольшие помещения.

Преимущества

Во Франции печи делятся на: декоративные, до 10 ч. на одной закладке, и свыше 10 ч. на одной закладке. Именно последние называются печами «длительного горения». На родине Вам могут продать печь с показателем 2-4 часа под видом «длительного горения».

Преимущества

Принцип действия пиролизных котлов

Котлы систем обогрева, где в качестве топлива используются твёрдые горючие материалы, помимо классики, относятся также к пиролизным конструкциям. Обычно их называют газогенераторными котлами.

Читайте также:  Как выбрать и установить напольные плинтусы: краткое руководство

Чтобы лучше понять принцип работы домашнего пиролизного котла, логично внимательно рассмотреть устройство такой техники. Начнём с особенностей топки как основной части нагревательной конструкции. По сути, рабочая область топливной камеры пиролизных котлов разделяется на две разделённых камеры.

Принцип действия пиролизных котлов

Конструкция пиролизного котла в разрезе: 1 – загрузочная камера (пассивная), где протекает процесс пиролиза (неполного горения); 2 – камера сгорания газа (активная), образующегося в процессе пиролиза

Одна из таких камер загружается твёрдым топливом – дровами, пеллетами, брикетами и т.п. Там начинается первичный процесс горения твёрдого топлива при ограниченной подаче воздуха. В таком состоянии топливо не горит, но тлеет. Газы, выделяющиеся при медленном горении, поступают в другую область камеры – активную, где уже при увеличенной подаче воздуха интенсивно прогорают.

Технически подобный процесс сжигания реализуется простым способом. Подобласти общей камеры попросту разделяются колосниковой решёткой и форсункой. Верхняя часть камеры – пассивная топка, нижняя часть камеры – активная топка. При этом следует учитывать конструктивную особенность – верхнюю подачу воздуха в топливную камеру (верхнее дутье).

Собственно, этим и отличается конструкция газогенераторного котла от классической однокамерной разработки, где применяется нижняя подача.

Принцип действия пиролизных котлов

Классическая конструкция воздушного насоса (часто называют – вентилятором, но технически это ошибочное название), которая используется в схеме пиролизного котла. Это важная деталь, обеспечивающая эффективность работы оборудования

Технологически для устройства пиролизных котлов характерным моментом является также организация принудительной тяги. Конструкция двухступенчатой топки обладает завышенным аэродинамическим сопротивлением. Поэтому здесь никак не обойтись без установки воздушного насоса.

Особенности создания печей из кирпича своими руками

Все конструкции независимо от модификации имеют в своей конструкции следующие элементы:

  • фундамент;
  • топку;
  • колосники;
  • зольник или поддувало;
  • стояки удаления дыма.

При строительстве нужно учитывать, что фундамент служит теплоизолирующим слоем — он бывает кирпичным или железобетонным.

Существует три основных разновидности кирпичной печной кладки:

  • Голландская.
  • Шведская.
  • Русская.

Используются в быту для обогрева и для приготовления пищи. У русской печи не только самый удобный КПД, но и у единственной имеется лежанка. Голландка наиболее удобна для изготовления вручную, именно поэтому на ее основе появилась так называемая «столбянка», завоевавшая популярность у владельцев частных особняков.

Важно! В русской печи хозяйки готовят подовый хлеб — национальное славянское блюдо.

Преимущества:

  • Коэффициент полезного действия выше чем у аналогов — 71%.
  • Высокая теплоемкость корпуса и более медленное остывание по сравнению с чугунной или металлической.
  • Экономичность и меньший вред природе — топливо сгорает практически полностью с наибольшей теплоотдачей.
  • Нагреваясь до высокой температуры, кирпичная печка никогда не будет такой обжигающе горячей как металлическая.
  • При нагревании не так сильно сушит воздух. Кирпичная печь дышит, оставляя влажность нагреваемого воздуха на комфортном уровне — 40-60%.
  • Влажность поддерживает за счет того, что выделяется пар, а при остывании его впитывает. Таким образом поддерживается температурный баланс. При нагревании «буржуйки» происходит сгорание пылинок содержащихся в воздухе, что в целом не очень положительно сказывается на здоровье.
  • Кирпичная печь избыток тепла равномерно распределяет в своем корпусе, поэтому перегрева никогда не происходит и не нужно регулировать подачу топлива маленькими порциями.

Недостатки кирпичных печей:

  • Плохо подходят для помещений, которые отапливаются раз от раза, то есть нагреть полностью остывшую комнату кирпичной печью значительно труднее;
  • Кирпичная печка, как правило массивная, и строится при строительстве дома;
  • Печь может быть и небольшой, но тогда она лучше подходит для готовки или обогрева одного маленького помещения;
  • Печь не подходит для отапливания помещений с гнилостными испарениями: животноводческие фермы, оранжереи, теплицы и тому подобное;
  • Функционал кирпичных печей довольно обширен: копчение мяса и рыбы, переплавка металлолома, закалка и цементирование металлических изделий, обжиг керамики, нагрев заготовок в кузнице, поддержка температурно-влажностного режима в бане.

Обратите внимание! Разновидность кладки печи по голландскому принципу называется столбянка.

Вариант этой печи появился, когда были распространены голландские типы кирпичных печей. Мастерам заказывали похожие печи и им пришлось придумывать свою вариацию только на основе внешнего сходства.

Принцип возведения такой печи мало чем отличается от распространенных повсеместно «голландки», «шведки», «каминопечи». Подойдет и для отопления вашего домика и для дачи. Технология печи такова, что каналы могут располагаться горизонтально и вертикально, и иметь 1, 3, 5, 7 оборотов.

Принцип работы — что такое пиролиз? ↑

Принцип работы такого котла основан на пиролизном сжигании топлива. Этот процесс нередко называют сухой перегонкой. Дело в том, что при температуре 200–800°С в условиях некоторого недостатка кислорода сухое дерево разлагается на твердый остаток или древесный кокс и пиролизный газ. Затем полученный газ смешивается с кислородом, что при достаточно высокой температуре активизирует процесс горения.

При этом пиролизный газ взаимодействует с углеродом, в результате чего дым, выходящий из котла, практически не содержит вредных химических соединений. Твердая часть древесины тоже сгорает, выделяя определенное количество тепловой энергии. Необходимо отметить, что процесс пиролиза является экзотермическим, то есть сопровождается выделением тепла, которое расходуется на подогрев и дополнительную просушку подаваемого топлива и воздуха.

Читайте также:  Печь камин из кирпича – особенности, разновидности. 35 фото

Требования к топливу

Пиролизные печи для дома, работающие на брикетах, могут быть полностью автоматизированы и комфорт их обслуживания в этом случае сравним с газовыми. Топливо для них представляет собой спрессованные под высоким давлением отходы без химических связующих. Подобная технология позволяет производить относительно сухие брикеты с высокой теплотворной способностью. Их свойства, однако, могут быть различным.

Пиролизные печи и котлы работают на самом разнообразном топливе

Большинство из них не разрушаются в процессе сгорания в топке, другие же можно использовать только в смеси с кусковой древесиной или бурым углём. Мелкие брикеты подаются с помощью шнековых конвейеров, и поэтому они используются в автоматизированных системах, более крупные пригодны только для пиролизных печей длительного горения с ручным управлением. Древесные гранулы, предназначенные для автоматических установок, получают таким же способом, как и обычные брикеты. Единственное их существенное различие — размеры. Самыми качественными считаются белые пиллеты из мягкой древесины без коры.

Для пиролизных печей на дровах размеры и тип сырья могут значительно влиять на производительность — большая площадь поверхности древесины обуславливает большее количество высвобождающего газа за единицу времени. Твёрдые породы газифицируются медленнее.

Выводы и рекомендации по отбору тепла

Главный вывод звучит так: если вы являетесь одновременно сварщиком и слесарем, то решите задачу по изготовлению масляной буржуйки без особых затруднений. Повозиться придется лишь с настройкой и организацией подачи отработки в капельнице.

Примечание. Автоматическое пополнение топливной емкости можно организовать и для печки открытого типа. Резервуар с отработанным маслом подключается к камере сгорания трубкой, чтобы они действовали по принципу сообщающихся сосудов.

Выводы и рекомендации по отбору тепла

3 вида дымоходных теплообменников – конвекционный, воздушный и водяной экономайзер

Как вы поняли, просто сделать печь на солярке и отработке недостаточно, надо еще правильно отобрать у нее максимум тепла, не дать ему вылететь без пользы в дымоход. Практикуются следующие способы:

  1. Как уже говорилось выше, можно проложить дымоход под уклоном по всей длине помещения, а потом вывести его на улицу вертикально.
  2. Устроить обдув корпуса бытовым вентилятором.
  3. Обварить тело буржуйки дополнительными теплосъемными ребрами.
  4. Изготовить и поставить на дымоход экономайзер (в народе его называют регистром и бойлером) – теплообменник самоварного типа. Такие применяются в твердотопливных котлах и состоят из нескольких дымогарных труб, омываемых снаружи водой.
Выводы и рекомендации по отбору тепла

Простейший способ снять тепло с нагретого топливника – наварить конвекционные ребра

Важный момент. Обдувать корпус чудо-печки не рекомендуется по понятным причинам. Водяной контур, установленный на дымоход, нужно подключать к системе отопления с принудительной циркуляцией и расширительным баком открытого типа, чтобы уберечься от закипания. При периодической топке трубопроводы заполняются антифризом.

Схема подключения водяного экономайзера к радиаторному отоплению

Выводы и рекомендации по отбору тепла

Последний способ отбора тепла – для опытных мастеров. Превратите простую капельницу в котел на отработанном масле – установите на корпус водяную рубашку толщиной 3—4 см и утеплите снаружи, как об этом рассказывается в последнем видео:

Самостоятельная постройка

Ничего сложного в печи, работающей по «ракетной» схеме, нет. Как обучающий или методологический материал можно использовать отзывы или обзоры переносных печей-ракет производства компании «Огниво».

Тем более, что устроены они примерно одинаково: вертикальная труба квадратного или круглого сечения, к которой снизу косо приварен короб-топливник с загрузочной дверцей. На трубу сверху ставятся различные конфорки или приспособления для копчения и других способов кулинарной обработки продуктов.

Самостоятельная постройка

В моделях, чуть больших по размеру, вокруг райзера дополнительно может быть смонтирован короб. Он способен справляться с ролью мини-духовки. Правда, запекать в таком шкафчике мясо или картошку лучше в фольге. Без такой защиты нагревание продуктов получается не слишком равномерным.

Самая простая печка делается из несимметричного обрезка колена магистральной водопроводной трубы. Колено оснащают стойками, чтобы оно стало вертикально, как буква L. Соответственно, нижний короткий патрубок окажется топливником, а вертикальный большой патрубок — райзером.

В нижний патрубок вваривается горизонтальная пластина, отделяющая небольшое пространство в нижней части сечения. Пластина немного не доходит то изгиба колена. Это будет под топки и отсекатель канала вторичного воздуха.

Самостоятельная постройка

Конфигурация сечения трубы не имеет значения. Круглая, квадратная, прямоугольная — что есть, то и подойдет.

Читайте также:  Изготовление печи длительного горения своими руками

Такую «трубную» печь усовершенствовать несложно. Нужно добавить теплоаккумулятор. Его нужно будет куда-то упаковывать. Кроме того, теплоаккумулятор не должен быть дорогим и дефицитным.

Поэтому поступаем просто: печь-трубу размещаем в кожухе из бака или бочки, или же другой металлической емкости. Потом пространство вокруг трубы засыпаем теплоаккумулятором, на его роль пойдут песок или мелкие камни.

Самостоятельная постройка

Немного усовершенствованная простая ракетная печь. Цифрами обозначены: 1 — кожух, 2 — топливник, 3 — канал подвода вторичного воздуха, 4 — райзер.

Если вы имеете доступ к сварочному оборудованию — можно создать очень удобную переносную конструкцию. Она не будет уступать тем моделям, что продаются в магазинах. По желанию добавите ручку для переноски или удобные съемные ножки.

Ниже на видео показан процесс создания такой печи.

Самостоятельная постройка

Тем, кто не занимается обработкой металла, можно посоветовать сложить такую же конструкцию из кирпича. Конечно, для похода ее уже не сможете использовать. Но подойдет для летней кухни или как альтернатива кострового места.

Для ускорения можно класть кирпич не на плашку, как обычно, а на ребро — стенки выйдут тоньше. Кладка вырастет быстрее.

Нельзя забывать про доставку вторичного воздуха в дожиговую камеру. Есть варианты:

Самостоятельная постройка
  • перегородки из металла;
  • перегородки из кирпича;
  • положить на дно топки обрезок трубы подходящего диаметра.

Все эти способы подходят.

Если металлическую переносную печь немного увеличить в масштабе, а на дожиговую трубу надеть колпак из бочки — получится большая печь для дома. Для печи поменьше подойдет старый газовый баллон. Все достаточно легко и просто.

Самостоятельная постройка

Можно накрутить под лежанкой каналы из стальных одноконтурных труб для вентиляции или каминов. Главное следить, чтобы их общая протяженность не превышала 6 метров. Затем закрыть саманом. И получится уже что-то более эффективное и обстоятельное.

На схеме не показан канал подачи вторичного воздуха. Но о нем стоить помнить.

Бочку-колпак-кожух лучше не охлаждать интенсивно. Поэтому ее на две трети или чуть выше, неплохо бы запрятать все в ту же саманную или глинобитную оболочку. Работать стабильнее будет и теплоемкость увеличится.

Самостоятельная постройка

Самый верх этой бочки оставляем открытым: и как конфорка будет использоваться, и теплообмен ускорит.

Канал дожиговой в большой печи желательно утеплить. Это важно для обеспечения стабильной работы печи. Снова повторим: дожиг пиролизных газов запускается только после достижения определенной температуры. Поэтому охлаждение этого участка крайне нежелательно.

Утеплять можно самыми различными способами:

Самостоятельная постройка
  • сделать вокруг трубы небольшой кожух из металла и заполнить промежуток отсеянным чистым песком;
  • облицевать трубу пористым шамотом марки ШВП;
  • можно использовать каолиновую вату;
  • сочетать перечисленные материалы.

Примеры утепления труб райзеров различного диаметра.

Точно так же строится кирпичная печь. Только металлические детали, кроме дверец и конфорки, в ней заменяются на кирпичные. Все остается прежним: райзер, колпак, система каналов под лежанкой.

Самостоятельная постройка

Проект, представленный на видео, все же немного надо доработать. Добавить крышку загрузочной камеры и снова отгородить низ шуровочного горизонтального канала топливника. Это необходимо для того, чтобы без проблем поставлять воздух в зону горения пиролизных газов.

Ленина по специальности ТЭС).

Понравилась статья? Расскажите о ней друзьям:

  • 1
  • 1

Негативное влияние пониженных нагрузок

Помимо этого, во время расчётов, следует учесть негативное влияние на всю топливную систему, работы, с пониженной нагрузкой.

  • При избыточной мощности происходит повышенная конденсация влаги на теплообменниках и поверхностях дымохода, при замедленных режимах. Следовательно, установка должна быть подобрана таким образом, чтобы подавляющее большинство времени, горение проходило с максимально эффективной производительностью и температурой теплоносителя, до 80 — 90оС. Пользование подобного агрегата нерегулярно или для периодической протопки на даче, будет совсем не рационально.
  • Не меньшее влияние при расчётах, имеет вид используемого топлива. Калорийность которого, как и его влажность, значительно влияет на получаемую мощность и создаёт некоторую дельту до 25 -30%.
  • При использовании угля, особо тепло нагруженные поверхности вторичной камеры дожига, должны быть защищены футеровкой, обычно это шамотный кирпич.
  • В качестве главного материала стоит использовать чугун, благодаря его устойчивости к выгоранию и деформациям. Но, как известно, работа с ним в кустарных условиях почти невозможна, поэтому изготовление печи таких параметров, своими руками исключено.
  • Для домашних умельцев основным материалом является конструкционная сталь, желательно имеющая жаропрочные характеристики, в ином случае недостаток термостойкости придётся компенсировать толщиной стенок.