Как сделать пиролизные котлы своими руками

Основной особенностью пиролизной печи является способ сгорания твердого топлива, который позволяет получить значительно большее количество тепловой энергии при довольно небольшом объеме сжигаемого материала. Такое экономически выгодное качество объясняется тем, что топливо в топке сгорает при присутствии очень малого количества кислорода, а это в свою очередь приводит к выделению большого числа горючего газа, который при сгорании дает дополнительное тепло.

Положительные и отрицательные стороны газогенераторных печей.

Как и любое другое техническое устройство, пиролизные печи имеют свои как свои достоинства, так и недостатки. К последним можно отнести:

  • малую эффективность работы при использовании влажных дров;
  • зависимость от электричества;
  • высокую стоимость, которая обоснована конструктивной сложностью.

Все они легко перекрываются положительным сторонам таких устройств, ведь их практически в 2 раза больше:

  • длительная работоспособность при одной закладке;
  • возможность легкого управления процессами горения, автоматизация управления;
  • экономия топлива;
  • простота в эксплуатации;
  • возможность применения в любой системе отопления;
  • минимальное количество вредных веществ в отработанных газах.

Достоинства и недостатки пиролизных печей

К сожалению, недостатков у этих агрегатов хватает, хотя они обладают достаточно весомыми преимуществами. С них и начнем.

Достоинства

  • Высокий коэффициент полезного действия. По сути, это печи длительного горения. Если правильно разместить дрова в камере сгорания, то они могут тлеть там от 8 до 48 часов. Все зависит от размеров топки.
  • Из первого следует второе — возможность длительной работы в автономном режиме. Этим качеством не отличаются обычные твердотопливные котлы.
  • В угарных газах низкий процент канцерогенных веществ.
  • В печах длительного горения можно вместо дров и угля использовать различные отходы. Примеру, куски ДСП или ДВП, пластик или резину, отходы сельского хозяйства — стебли и листву растений, початки и прочее.

Внимание! Очень важный момент при выборе вида топлива. В нем не должно быть большого количества различных негорючих примесей. 30% — это максимальный предел.

Недостатки

Печь в работе

Печи и котлы длительного горения заводского производства — слишком дорогое удовольствие. Вот почему многие домашние мастера изготавливают их своими руками. Кстати, качество самодельных агрегатов ничуть не ниже заводских. Конечно, внешний вид намного уступает, но КПД не ниже.

  • Достаточно большие размеры отопительного прибора.
  • Особые требования к топливу. Считается, что используемые дрова должны быть сухими, в противном случае пиролизный процесс не происходит. А это — снижение КПД. По сути, пиролизный газ смешивается с влажными парами, поэтому и не сгорает полностью. Он просто с угарными газами и дымом выходит через дымоход на улицу.
  • К сожалению, печи и котлы такого типа привязаны к сети переменного тока. Самостоятельно обеспечить себя хорошей тягой они не могут, поэтому в конструкцию агрегата встраивается вентилятор.

Буржуйка

Таким примером может послужить простая буржуйка, с разделённой топкой. Если честно, эта печь выполняет функцию псевдо-пиролиза, поскольку простая конструкция, весьма далека от описанной теории, термической деструкции органического сырья с раздельным сжиганием её продуктов. Перегородка, разделяющая топку, имитирует возможность двух отдельных процессов, газогенерации и дожига. Наличие в данном случае форсунок подачи дополнительного воздуха, даёт весьма сомнительную возможность, полноценно сгорать продуктам тления. Это происходит, благодаря основному пламени, либо не случается вовсе.

Для изготовления такой “газовой” буржуйки, требуются минимальные переделки в конструкции. В пространство топки вваривается металлическая пластина и можно считать себя — “впереди планеты всей”. Некоторое улучшение, вследствие таких переделок конечно возможно. Но заключаться оно будет, в банальном удлинении пути, проходимого горячими газами. Необходимость пиролиза у кирпичной печи, на мой взгляд, весьма сомнительна. Отопительно – варочная шведка средних размеров, с встроенными в простенок каналами, имеет очень хорошие рабочие характеристики, в чём я могу убедиться как пользователь. Построение такой конструкции из кирпича, требует больше знаний и дополнительных материалов. Нестандартные габариты и опасность проникания угарных газов, не предполагают её размещение, в жилом помещении. Совсем другое дело, применение для промышленных нужд. Возможен обжиг глиняных изделий или отпуск металла. Внутри большая полость для выдержки керамики и длительное время может поддерживаться высокая температура.

Подготовка к проведению изготовления печи

Для того чтобы самостоятельно изготовить описываемую печь, необходимо знать ее устройство. Так, в ее составе должна быть металлическая трубка, которая укрепляется к корпусу, сделать это можно посредством сварочного аппарата. Этот элемент станет выполнять функцию придания конструкции более внушительной устойчивости. В системе должна присутствовать упоминаемая выше крышка, которая необходима для корректировки мощности горения. Пиролизная печь никак не обойдется без нее, так как через крышку, помимо прочего, производится заливка масла. Ее следует устанавливать так, чтобы было гарантировано достаточно плотное прилегание к основанию корпуса, это указывает на необходимость проверить систему на отсутствие каких бы то ни было зазоров. Следует помнить, что при открытой крышке не только увеличивается теплоотдача, но и расход топлива становится значительно больше.

Пиролизная печь не обходится в составе и без верхнего блока, который станет обладать наиболее внушительной температурой во всей конструкции. Если есть необходимость несколько усовершенствовать систему, то рекомендуется воспользоваться вышеупомянутой особенностью. Для этого печь снабжается водяной рубашкой, а после подсоединяется к радиаторам отопления. Верхний блок можно использовать еще и для кипячения воды, а также приготовления пищи.

Необходимо взять во внимание, что данный участок, подвергаясь воздействию значительных температур, может прогореть через некоторое время эксплуатации печи. Это, как правило, происходит через пару лет. Для того чтобы избежать подобных неприятных последствий, что непременно повлечет необходимость проведения ремонта, рекомендуется использовать при изготовлении этой части печи огнеупорную сталь более внушительной толщины.

Устройство печи пиролизного горения

Для того чтобы стал возможен процесс пиролиза при сгорании топливного материала печь должна иметь определенные конструктивные особенности. Так обязательным условием является присутствие 2-х камер сгорания:

  1. Первая камера предназначена для загрузки топлива именно в ней происходит процесс пиролиза. Иными словами, здесь топливо разделяется на газы и сухой остаток.
  2. Вторая камера — это то место куда поступает выделившийся газ для сжигания. Она имеет принудительную подачу вторичного воздуха для улучшения процесса горения.

В целом для любого такого устройства характерны следующие основные функциональные элементы:

  • Камера газификации.
  • Камера дожигания.
  • Колосниковая решетка.
  • Первичная и вторичная подача воздуха.

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.

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.

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.

Постройка пиролизного котла

Чтобы соорудить самодельные пиролизные котлы длительного горения из оборудования, инструментов и стройматериалов потребуются:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка;
  • электрическая дрель;
  • шлифовальные круги, имеющие диаметр 12,5 и 23 сантиметров;
  • сейф с двумя дверцами;
  • огнеупорный кирпич;
  • 4-миллиметровый стальной лист;
  • электроды
  • дверцы, необходимые для топки и поддувала;
  • чугунные колосники (подробнее: «Какие бывают колосники чугунные для печи – виды, различия, размеры, правила использования»);
  • круглый прут;
  • вентилятор-дымосос;
  • профильные трубы;
  • асбестовый шнур;
  • терморегулятор;
  • болты и гайки.

Как своими руками сделать пиролизный котел, смотрите на видео:

Пиролизная печь из кирпича своими руками: схема и инструкция по изготовлению

Попробуем разобраться, что представляет из себя кирпичная пиролизная печь, как ее построить собственными руками.

Начинается строительство с разработки проекта.

Пиролизная печь из кирпича своими руками: схема и инструкция по изготовлению

Пиролизная печь из кирпича своими руками — задача не из легких. Внутри все перегородки делаются из шамотного кирпича. Это вызвано большой температурой горения — до +12000 C.

Саму печь, в целях экономии, сделаем из простого огнеупорного керамического кирпича. С эстетической точки зрения, такая печь не уступает аналогам. Такая пиролизная печь, может выглядеть как камин  и занимать центральное место в интерьере.

Такая печь в сауне — настоящая находка. Не боится воды, эффективно расходует топливо, долго сохраняет и отдает тепло. Кроме того, в качестве топлива часто используют отходы: опилки, мусор. Это еще больше увеличивает экономию.

Читайте также:  Отопление частного дома теплым полом

Материалы для работы

Пиролизная печь из кирпича своими руками: схема и инструкция по изготовлению

Для строительства кирпичной пиролизной печи длительного горения своими руками, нам понадобятся такие материалы:

  • огнеупорный керамический кирпич — 400 шт;
  • шамотный кирпич — 100 шт;
  • сталь листовая 6х1,5 м, толщина не менее 4 мм — 9 м2
  • чугунная колосниковая решетка стандартного размера— 3 шт;
  • бетон В12,5 — 0,12 м3
  • вентилятор, мощность минимум — 300Вт;
  • терморегулятор;
  • дверца для поддувала;
  • дверца для топки;
  • металлические трубы;
  • металлический профиль;
  • готовая высокотемпературная смесь для кладки — 470 кг;
  • электроды;
  • высокотемпературный датчик.

Необходимые инструменты

Необходимый инструмент найдется у каждого домашнего мастера. Нам потребуются:

Пиролизная печь из кирпича своими руками: схема и инструкция по изготовлению
  • Сварочный инвертор,
  • Угловая шлифовальная машинка,
  • Бетономешалка,
  • Дрель,
  • Сверла,
  • Уровень,
  • Отвес,
  • Металлический угольник,
  • Прочие инструменты.

Инструкция по изготовлению

Порядовка пиролизная печи из кирпича

Реактивное устройство с теплой лежанкой

Одна из вариаций подобных отопительных агрегатов – печь-ракета со спальным местом. В ее основе лежит все тот же принцип пиролиза. Отличие заключается в самой конструкции теплообменника. Длинные каналы аппарата сделаны из негорючих материалов и соединены между собой. Размещается эта конструкция под плоскостью лежанки.

Сам выступ является поверхностью из глины, камня или кирпича, внутри которой горячий воздух циркулирует по каналам теплообменника. Во время работы реактивной печи газ, полученный путем пиролиза, движется по трубам под лежанкой, отдает тепло и выводится через дымоход, расположенный на улице. Его высота достигает 3000-3500 мм.

Устройство печи с топкой располагается возле одного из краев лежанки. Часто здесь же присутствует варочная поверхность, с помощью которой самодельная ракетная печь может использоваться и для приготовления пищи.

Каменная или глиняная поверхность лежанки покрывается деревянным настилом или циновкой из бамбука или соломы. Это нужно для комфорта пользователя, ведь лежанка служит ночью спальным местом, а днем – сиденьем. Народы Азии ракетную печь традиционно использовали для приема пищи, оборудовав лежанку специальным низким столиком.

Важно отметить, что такой вид печного устройства довольно экономно расходует топливные ресурсы. Для нагревания агрегата вполне хватает охапки средних по толщине сухих веток. Благодаря тому, что печь-ракета из кирпича долго удерживает тепло, натопив один раз вечером, всю ночь можно наслаждаться созданным комфортом, не заботясь об очередной закладке горючего.

Источники

  • -varochnye/
  • -pechki/raketnaya-pech/
  • -kirpicha/kirpichnaya-pech-reaktivnogo-tipa
  • -pech
  • -pech-svoimi-rukami-chertezhi-kak-sdelat-pech-raketu
  • -kamini-mangali/pechi/
  • -doma/pechi-i-sistemy-otopleniya/
  • -sdelat-raketnuyu-pech

Как работает газогенераторное оборудование с верхней загрузкой?

Дрова в пиролизном котле с верхней загрузкой сгорают так:

  • Загруженная топка поджигается, пламя на естественной тяге нагревает топку до температуры в первичной камере 60 °C.
  • Закрывается дверца, включается подача первичного воздуха. За несколько минут температура в очаге горения достигает 600 °C — оптимальный режим для разложения газов. Дрова тлеют при недостатке кислорода.
  • Во вторичную камеру подаётся предварительно пропущенный через пламя первичной камеры воздух. Горячие газы смешиваются, получается смесь со стехиометрическим числом – оптимальным соотношением воздуха и горючего газа.
  • Проходя через форсунку, смесь воспламеняется и горит с выделением большого количества тепла. Часть тепла расходуется на поддержание горения в первичной камере.
  • Тепло улавливается системой теплообменников, выделяемый углекислый газ удаляется через дымоход.