Изготовление пиролизной печи для дома и бани своими руками

Сжигая самую различную древесины (прессованные брикеты, поленья, отходы), пиролизные или газогенераторные котлы получили широкую популярность для отопления бытовых и жилых помещений. Их принцип работы отличается от классических твердотельных моделей.

Конструкционные особенности пиролизного оборудования

Пиролизный нагревательный агрегат в зависимости от расположения камеры дожига бывает двух видов:

  • с нижним местонахождением;
  • с верхним местонахождением.

котлы на дровах длительного горения

Пиролизные котлы своими руками оборудуют топками, состоящими из двух частей:

  • камеры для загрузки твердого топлива. В первой части дрова сгорают, а поскольку кислорода недостаточно, происходит процесс пиролиза;
  • камеры для сгорания дров. Газы, выделяемые при их горении, догорают в этой части топки, поскольку в нее подается кислород.

Экономные топливные брикеты своими руками

Принцип работы пиролизных отопительных устройств

Что такое пиролиз

Суть пиролиза заключается в том, что при температуре от 200 до 800 градусов (в условиях недостатка кислорода) происходит газификация древесины – она обугливается и тлеет, постепенно распадается на твёрдый углеводород (кокс), смолы и смесь неконденсируемых горючих газов. Выделяемый топливом пиролизный газ можно дожигать отдельно от твёрдого остатка, что даёт возможность получить дополнительную тепловую энергию. Используя уникальные свойства данного процесса, есть возможность создать полноценное отопительное устройство для обогрева крупного дома. По такому же принципу работают походные пиролизные минипечи, которые своими руками собирают туристы и любители активного отдыха на природе.

Это фабричная походная печка. Аналогичные по конструкции изделия собирают из жестяных банок и коробов

Фактическая теплота горения высвобождаемых газообразных продуктов может отличаться в разы (примерно от 3 до 15 МДж/м3), теплотворность дожига зависит от состава газовой смеси. В свою очередь, состав пиролизного газа определяется способом подвода тепла для нагрева топлива, скоростью и конечной температурой протекания процесса. От этих же условий будет зависеть процентное соотношение получаемых твёрдых и летучих компонентов.

Обратите внимание! Во время топки пиролизной печитвёрдый остаток (уголь) горит в штатном режиме. При этом его теплотворность в два с половиной раза выше, чем у древесины.

Топливо для пиролизных теплогенераторов

Дрова являются основным и самым эффективным сырьём для пиролиза, причём лучшим вариантом считаются твёрдые лиственные породы древесины. Но пиролизные печи способны работать и на других видах твёрдого топлива органического происхождения. Это может быть:

  • торф;
  • уголь/кокс;
  • жмых, солома;
  • стружка и щепа древесины;
  • топливные брикеты;
  • пеллетные гранулы.

Обратите внимание! В газогенераторных печках можно утилизировать полимеры, резину, вторичную древесину и другие горючие отходы. Главное, чтобы в каждой такой загрузке было не менее 75 процентов нормального органического топлива.

Физические характеристики топлива (и особенно его качество) сказываются на эффективности пиролизных печей. Например, если на дровах имеется толстая и плотная кора, выход продуктов пиролиза будет в полтора-два раза меньше номинального. Такой же негативный эффект наблюдается при сжигании древесины, поражённой гнилью. Многое зависит от размера дров: считается, что крупные поленья обеспечивают большую длительность процесса, но снижают общую энергоэффективность теплогенератора, хотя в некоторых конструкциях можно использовать даже нерубленные чурки.

Основные типы сырья для пиролиза

Обратите внимание! Для нормального функционирования пиролизной печи необходимо использовать хорошо высушенное топливо. Дело в том, что при термодеструкции влажной древесины выделяется большое количество водяных паров, которые смешиваются с пиролизными газами и препятствуют процессу горения.

Читайте также:  Газовый проточный водонагреватель Оазис: отзывы пользователей

Условия эффективного протекания процесса пиролиза для каждого вида сырья будут существенно отличаться, поэтому при изготовлении пиролизной печи своими руками чертежи необходимо корректировать, чтобы адаптировать конструкцию под конкретное топливо.

Правильное функционирование печи для дома

Для правильного функционирования печи для дома, не стоит забывать о строгих пропорциях воздушно-топливного оборудования. Иначе сгорание осуществится неровно, образовав при этом повышенную задымленность. А это плохо скажется на работе устройства.

Чтобы изготовить пиролизные печи для дома, хороших навыков в проведении сварочной работы или наличия рабочих чертежей устройства крайне недостаточно. Необходимо использовать качественные материалы, причем большинство из них обладают высокой стоимостью.

Схема работы пиролизного котла.

Прежде всего, это касается металла. Стоит заметить, что для его изготовления понадобится высококачественная сталь. А еще вам потребуется соответствующая электроника.

Необходимо понимать, что работает пиролизная печь практически так же, как и котел. Топливо загружается в секцию и поджигается. После чего дверцы закрываются, и включается вентилятор. Топливо (если наблюдается недостаток кислорода и температура составляет около 800 градусов) разлагается непосредственно на газ и кокс из дерева. Далее этот газ, при высоких температурах, создает само горение. Образующийся дым не содержит каких-либо химических дополнений.

Необходимые материалы

Для того, чтобы собрать пиролизный котел своими руками, необходимо подготовить ручной рабочий инструмент, сварочный аппарат, болгарку с отрезными кругами и ершами для зачистки. Из расходных материалов под руками должны находиться:

  1. Дверцы, крепления и замки под них
  2. Хотя бы один подробный чертеж с указанием размеров
  3. Температурный датчик
  4. Вентилятор дутьевой
  5. Трубы для подающей магистрали, подвода горячей и холодной воды
  6. Листовой металл большой толщины
  7. Шамотный кирпич
  8. Решетка колосниковая

Принцип работы пиролизного котла

На рисунке №1 показана схема работы газогенератора. Печь состоит из камеры газификации и камеры дожигания, в нее встроена первичная и вторичная системы воздушной подачи, установлены колосники и полости для теплоносителя (водяная рубашка).

Рабочий процесс заключается в следующем:

Этапы работы пиролизного котла.

  1. В камеру газификации закладывается и поджигается какое-либо топливо;
  2. В процессе горения начинает выделяться рабочий газ.
  3. После подачи воздуха в камеру там возникает повышенное давление, и все газы проходят в камеру дожигания.
  4. Там раскаленные газы встречаются с вторичным воздухом и в процессе смешения сгорают практически без остатка, выделяя высокую температуру.
  5. Под действием высоких температур вода из водяного контура котла греется и уходит в систему отопления, возвращаясь в замкнутом контуре системы в виде обратки.
  6. Вода, выводя тепло от котла, не только обогревает дом, но и, удаляя часть тепла из котла, охлаждает его.

Теперь вам стал понятен принцип работы. Но понимания схемы и принципа работы печи недостаточно, для того чтобы гарантировать хорошую ее работу, так как необходимо обеспечить правильное соотношение топлива и воздуха, иначе может получиться так, что газы будут не полностью выгорать, порождая дым и копоть.

Пиролизный котел своими руками

Высокая стоимость на энергоносители, а так же на сам котел (самая простая модель от отечественного производителя не менее 1000$), не мешает ему набирать все большую и большую популярность у населения.

В интернете полно чертежей по которым не сложно изготовить данную конструкцию самостоятельно.

Итак, что нужно для того чтобы изготовить пиролизный котел своими руками?

Читайте также:  Как выбрать электрический котел для частного дома

Перед тем, как приступить к работам важно правильно все рассчитать, от толщины стенок котла до вида колосниковых решеток. Собрать всю необходимую информацию о чертежах, важных узлах конструкции, приобрести хотя бы минимальный опыт в сварке металлических изделий.

Необходимый инструмент

  • Сварочный аппарат, предпочтительно с постоянным током.
  • Электрическая дрель;
  • Болгарка с насадками для резки и шлифовки металла.
Пиролизный котел своими руками

Необходимые материалы

  • Для внутренних стенок котла листы металла толщиной 5 мм., для корпуса 3 мм.  Общая площадь листов м².;
  • Труба Ø 57 мм., толщина 3 мм. длина 5-7 м.;
  • Труба Ø 159 мм., толщина 4,5 мм., длина 50 см.;
  • Шамотный кирпич, 10-12 шт. Труба Ø 32 мм., толщина 3 мм., длина 1 м.;
  • Профильная труба 60х80 толщина 2 мм., длина 2 м.;
  • Стольные полосы, ширина 20 мм., толщина  6 мм., длина 7 м.;
  • Вентилятор для создания тяги;
  • Датчик измерения температуры

Чертежи пиролизного котла

При желании конструкцию предложенных чертеже можно незначительно изменить, но делать это можно при наличии необходимых инженерных навыков.

После того, как вы закончили сбор пиролизный котла по схеме, предстоит его установить и приступить к испытанию. Если все сделано верно, температура должна быстро выходить на заданный режим.

Характер установки

Установка такой отопительной системы требует отдельного помещения, которое должно иметь принудительную вентиляцию. Сам котел должен устанавливаться на специальную металлическую либо бетонную платформу. Также котел располагают не ближе 20 см к поверхности близ расположенных стен. Помимо этого, нужны определенные средства автоматической защиты в виде предохранительных клапанов и регуляторов подачи воздуха в автоматическом режиме, так как автономная работа может происходить длительное время без повторной загрузки топлива.

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

Безопасность

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

Существующие принципы кладки пиролизной печи

Принципы в данном случае будут такими же, как и при кладке любой печки. Кладка должна вестись ровно, рядами. В процессе выкладки каждого из рядов необходимо проверять ровность размещения кирпичей строительным уровнем. Стенки и направляющие не должны разъезжаться по сторонам.

Кладочную смесь необходимо заранее приготовить. В данном случае понадобится подобрать нужные пропорции песка и глины, сделать смесь эластичной и удобной в работе.

Особое внимание нужно уделить выкладке проемов для дверок. Следует выставить раму и сразу прокладывать между ней и кладкой специальный картон на основе базальта. Металл будет расширяться и сжиматься в случае температурных изменений, базальтовый картон используется для нивелирования данного момента.

Расстояние между кирпичами и стенами котла должно составлять минимум 6-7 см.

В нижней части конструкции понадобится проделать несколько небольших отверстий. В первом или втором ряду кладки нужно оставить небольшие зазоры, примерно в шов, для того чтобы воздух мог вентилироваться. Обмен воздуха позволяет быстро прогреваться помещению, так как в данном случае будет работать принцип естественной конвекции.

В процессе кладки фундамента желательно использовать двойной силикатный кирпич марки М150.

В основании фундамента можно будет выложить им еще один ряд, после чего надо приподнять основание котла. Данный материал имеет хороший уровень прочности, потому рекомендуется использовать именно его.

Читайте также:  Байпас в системе отопления – что это такое и для чего он нужен?

Таким образом, можно сэкономить значительное количество денег.

На следующем этапе производится монтаж трубы дымохода, после чего она обкладывается кирпичом. В данном случае понадобится постоянно затирать внутреннюю часть кладки. Таким образом, можно избежать проблем, связанных с появлением зазоров в швах. Через каждые несколько рядов кладки смоченной тряпкой нужно протереть стенку изнутри, чтобы затереть все швы.

Изготовить своими руками пиролизную печку достаточно сложно, потому без помощи профессионального печника обойтись не получится.

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.

Нередко из такой стали делают воздуховоды систем вентиляции, однако необходимо быть внимательным, чтобы не спутать ее с оцинкованной сталью, которая обладает гораздо худшими характеристиками, а при нагреве выделяет цинк, что может привести к отравлению.

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.

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.

Выбор материала

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.

Потребительские характеристики пиролизных печей

Достоинства таких отопительных устройств неоспоримы:

Есть и ряд недостатков:

  • Большинство пиролизных печей являются энергозависимыми, так как принудительная тяга и наддувы предполагают использование электрических вентиляторов.
  • Существуют жёсткие требования к качеству топлива, особенно по влажности.
  • Пиролизный теплогенератор не может нормально эксплуатироваться на малой мощности, так как при нагрузке, близкой к 50%, газификация топлива становится нестабильной, а на элементах печи может скапливаться дёготь.
  • Конструкция этих печей сложнее, а расходы на строительство выше.

Опыт использования пиролизных печей показывает, что это удобные и эффективные источники тепла. Но построить такое отопительное устройство своими руками всё же очень непросто. Мастер должен быть хорошо подготовлен технически (навыки, инструмент), понадобятся точные, грамотно разработанные чертежи.

Схема и возможность усовершенствования конструкции

Слобожанка – полноценная чудо-печь на дровах с варочной поверхностью. Воздух к тлеющей закладке подается сбоку по U-образной траектории: вниз по Г-образному воздуховоду и далее через перфорированный кожух. Доступ обеспечивается во все слои, что способствует более активному пиролизу, поэтому Слобожанка хорошо работает на угле и пеллетах. Это экономное устройство с КПД более 80%.

Мощность оборудования можно увеличить путем усложнения его конструкции: растяжения внутреннего перфорированного кожуха на всю окружность. Для обустройства поддувала с дросселем делается третий узкий кожух для охвата воздухозаборников снаружи.

Вертикальная Слобожанка выполнена на основе бочки