Пиролизные печи длительного горения: устройство и способы изготовления своими руками. Устройство и особенности сборки пиролизной печи своими руками Система пиролизных печей сделанных своими руками

Экологичная усадьба: Узнаем каков принцип работы пиролизных печей и как они устроены. Возможен ли такой вариант, как пиролизная печь своими руками?

Вряд ли стоит говорить о том, что в регионах, где самым доступным топливом были дрова или уголь, большой популярностью пользовались твердотопливные котлы и печи.

Тот, кто хотя бы раз сталкивался с этим видом нагревательных приборов, знает, насколько они неудобны. Конечно, в любой момент их можно заменить, к примеру, электрическими аналогами, но это не выход из положения. Ведь электричество сегодня - самый дорогой энергоноситель.

Все решилось, как всегда, достаточно просто. На рынке появились пиролизные печи и котлы. Каков принцип их работы, и как они устроены? Возможен ли такой вариант, как пиролизная печь своими руками?

Что такое пиролиз?

Начнем именно с этого вопроса, потому что он заложен в принципе работы такой печи. Пиролиз - это медленное сжигание топлива при не очень высоких температурах (200–800С) и малом количестве кислорода. Если рассмотреть, как сгорают те же дрова, то они практически не горят. Этот процесс правильнее назвать тлением.

Кстати, специалисты нередко называют такое горение сухой перегонкой. В процессе тления дрова разлагаются на два элемента - древесный кокс (это твердая часть) и пиролизный газ. Вся эта схема была задумана лишь для того, чтобы получить именно газ, который в дальнейшем по технологии смешивается с кислородом и сжигается в соседней камере. При этом создается очень высокая температура, которая и идет на обогрев помещения.

Удивительно то, что сам пиролизный газ связывается с углеродом, и этот химический элемент тоже участвует в процессе горения. А это приводит к тому, что выходящий из печи дым практически не содержит вредных для окружающей среды химических веществ. Заметим, что и кокс не является отходом производства. Он прекрасно горит, выделяя определенное количество тепловой энергии. Так что действие такой печи двойное.

Необходимо отметить еще один очень интересный факт. Процесс пиролиза является экзотермическим. Это значит, что выделяемое при сгорании топлива тепло идет не только на обогрев помещения, но и на просушку дров, а также пиролизного газа. А вы прекрасно осведомлены о том, что чем ниже влажность топлива, тем оно эффективнее выделяет тепловую энергию.

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.

Устройство пиролизной печи

Основная особенность конструкции печи длительного горения - это наличие двух топок. В первую топку закладываются дрова, которые там и тлеют, выделяя пиролизный газ. Последний поступает во вторую топку, куда принудительно подается свежий воздух. Полученная воздушно-газовая смесь там и сгорает.

Обе топки разделяет металлическая перегородка с зазором для прохождения газа и дыма. Как было сказано выше, для увеличения тяги в дымоход устанавливается вытяжной вентилятор. Есть и другая модель, в которой вентилятор устанавливается около второй камеры сгорания. Он обеспечивает подачу кислорода и вытяжку угарных газов в принудительном порядке.

Рабочая схема печи

Схема котла

Возвращаемся к теме нашей статьи. Самостоятельно собрать печь длительного горения пиролизного типа очень сложно. Для этого вам потребуется внушительный список материалов. Да и навыки работы с определенными инструментами также пригодятся. К примеру, вы должны быть профессиональным сварщиком. Добавим, что для изготовления такого котла вам придется изрядно раскошелиться. Но даже это будет в несколько раз дешевле, чем приобретение агрегата заводского исполнения.

Перед тем как приступать к реализации намеченного плана, рекомендуем найти в интернете схему конструкции, рассчитать ее мощность и только после этого переходить к подготовительным работам. Самая распространенная схема пиролизного котла - это агрегат Беляева мощностью 40 кВт. Он обеспечит теплом достаточно большой частный дом. Но это лишь один вариант. Даже котел Беляева можно немного видоизменить, чтобы снизить или увеличить производительность отопительного прибора. К примеру, можно немного уменьшить или расширить топку.

Следует отметить один интересный факт. Очень часто в печах длительного горения в качестве теплоносителя используется не жидкость, а воздух. Для этого по всем помещениям дома устраивается трубопровод, по которому и движется горячий воздух. Данная конструкция прокладывается или по потолку, или по стенам. Обратка располагается у пола, и в ней охлажденный воздух движется самотеком к печи. Очень даже эффективная схема, особенно, если хозяева редко посещают загородный дом. В таком варианте теплоноситель никогда не замерзает.

Установка пиролизного котла

Установка котла

Внушительный вес пиролизной печки требует прочного и надежного основания, на которое она будет устанавливаться. Поэтому хороший фундамент - главное требование монтажного процесса. Все остальное будет касаться правил пожарной безопасности, которые надо строго соблюдать.

Поэтому:

Под печь длительного горения организуется отдельное нежилое помещение. Это будет котельная.
На полу перед камерами сгорания укладывается металлический лист толщиной 2 мм.
Зазор между стенами и котлом должен быть не меньше 20 см.
Обязательно наличие в котельной окна минимальной площадью 100 см². Именно через него будет поступать свежий воздух.

Внимание! Дымоход, проложенный через неутепленный чердак, нужно обязательно утеплять. Если этого не сделать, на внутренних стенках дымоходной трубы начнет оседать конденсат. Смешавшись с сажей, он образует деготь. Все это снижает сроки эксплуатации дымохода и уменьшает его внутренний диаметр.

И еще один момент, на который нужно обратить внимание. Изготовление печи длительного горения своими руками требует точного определения коэффициента полезного действия. Если он невысокий, то гарантировать эффективную тепловую отдачу невозможно. Поэтому еще на стадии запуска необходимо обратить внимание на выходящий из дымохода дым. Вы уже по запаху сможете определить, сколько в нем угарных газов. Если их небольшое количество, то КПД вашего котла достаточно высок. Кстати, рекомендуем провести такое тестирование на всех мощностных режимах.

Печь или котел?

Выбираем отопление

Сегодня достаточно много споров вокруг, как нам кажется, пустякового дела. А вопрос ставится так - называть ли металлический пиролизный котел печью? Вообще, ситуация не самая тупиковая. Все зависит от того, как удобно вам. Хотя многие считают, что котел должен устанавливаться в систему водяного или воздушного отопления. А печь должна работать как отопительный прибор по типу радиатора. А что вы скажете про печи с водяным контуром? Ведь их тоже врезают в систему трубной разводки водяной отопительной схемы.

Но не будем зацикливаться на этом вопросе. Просто рассмотрим, как можно сделать своими руками кирпичную печь, работающую по пиролизному принципу.

Начнем с того, что производители пиролизных котлов считают проблемой изготовление агрегата мощностью меньше 15 кВт. Поэтому в продаже таких экземпляров вы не найдете. А что же делать хозяевам небольших дач и коттеджей? Вот тут-то приходит на помощь та самая пиролизная печь из кирпича длительного горения. По сути, это все тот же котел, только в виде печки, собранной из кирпича.

Важность данной конструкции состоит в том, что в ней необходимо не только выполнять требования принципа пиролиза, но и учитывать высокие тепловые нагрузки на кирпичные стенки. Поэтому правильно проведенная футеровка камер сгорания является основным и жестким требованием, которое увеличивает срок эксплуатации агрегата.

Сама печь длительного горения собирается, как обычная печка, только с двумя соседними топками. Они разделяются кирпичной перегородкой, в которой снизу установлены колосниковые решетки из чугуна. В одной камере сгорает древесина, а во второй - пиролизный газ, который затягивается в топку с помощью вентилятора. Здесь же происходит его обогащение кислородом, который поступает сюда через вентиляционный канал, установленный в полу камеры сгорания.

В перегородке меду камерами делается воздушный коллектор, по которому угарные газы и тепловая энергия поступают в еще одну камеру с теплообменником. А далее все оставшиеся продукты сгорания топлива направляются в дымоход.

Заключение

К сожалению, твердотопливные котлы постепенно уходят из употребления. Многие жители городов и деревень в погоне за удобствами стараются использовать газовые или электрические отопительные агрегаты. Основная причина - автономность эксплуатации. Но с достоинствами этих приборов мы теряем большее. Уют и тепло дома всегда создавала печь, в которой потрескивали дрова. Да и явная экономия налицо, так что стоит еще раз задуматься над выбором. Тем более, выезжая за город в свой небольшой домик, мы стараемся найти в нем успокоение и уединение. А такие мелочи, как потрескивание дров, помогают в этом. опубликовано Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта .

Пиролизная печь определенно требует освоение объемной информации, если у вас появилась идея создания пиролизной печи собственными руками. И первым номером списка знаний будет значиться -- понимание процесса пиролиза. Популярным стало использование твёрдо-топливных газо-генерирующих котлов в частных хозяйствах. Однако, покупателям предлагают лишь выкладки эффективности и достоинства установок. Следует знать, что термическое разложение древесины, есть практически во всех случаях её сгорания.

Процесс пиролиза

Печи для эффективного сжигания продуктов разложения органического топлива могут отличаться друг от друга конструктивно и материалами изготовления. В первую очередь, отличают конструкции, использующие принцип верхнего и нижнего горения. Устройства, имеющее камеры дожига снизу, однозначно требуют дополнительного насосного оборудования. Тогда как некоторые производители, предлагают аппараты, работающие с помощью естественной тяги. Обычно, их называют печами медленного горения.

Поджиг выработанных при разложении органики летучих соединений, происходит посредством языков пламени основной камеры сгорания и возможен режим тления. Также существует неординарные частные решения в виде конструкций из кирпича. Тяжело говорить о рациональности и энергоэффективности подобных разработок, ввиду отсутствия точных и объективных замеров. В остальных случаях, чаще всего используются легированная конструкционная сталь, разных толщин.

Какая должна быть печь

Итак, для себя можно определить, пиролизным, может называться агрегат, в котором процессы разложение древесины и сгорания их продуктов максимально разделены физически. При этом синтез газа проходит в условиях определённой температуры и пониженного содержания кислорода.

Сперва, нам понадобится определить мощность отопительного агрегата, для требуемой площади. Можно воспользоваться усреднёнными значениями.
Для отопления 10 квадратных метров помещения, средней утеплённости, нужен 1 кВт мощности агрегата.
Если нужно выполнить расчёт, исходя из объёма, используется некоторый коэффициент, ровняющиеся 40 -- для утеплённого помещения и 60 -- для слабого утеплённого. Таким образом, для помещения площадью 100 квадратных метров и высотой потолков 2.6 с хорошей теплоизоляцией:
100х2,6х40=10400Вт ~ 11кВт.
Теперь стоит определиться с размером топочной. Для расчёта, следует знать, что при сжигании 3.6 килограмм дров, можно получить 10 кВт тепла в течение часа. Значит, в нашем случае потребуется топка, вмещающая подобный объём приблизительно 10 раз. Например, вес плотного куба дуба, воздушной влажности, весит более 700 кг. Для дров длиной 35 см сложенных в поленницу, коэффициент будет равен 0.75, получаем 525 “рыхлых” килограмм в кубе. 3.6 килограмм на 11 часов работы, получим 39.6 кг дров.
39.6х0.75=29.7 525/29.7=17.7 1000/17.7=56.5 л. Значит размер нашей топки “в чистоте”, 0.35х0.4х0.4 м.
Однако, на этом этапе, будем учитывать уровень КПД подобных печей и соответствующие им некоторое отношение полезного объёма к мощности. Поэтому, добавим 30 -- 35% к объёму пиролизной камеры, в результате, искомые киловатты могут получаться с ~70 -- 80 литров.

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.

Порядок сборки основы

Так, как мы стремимся рассмотреть конструкцию, имеющую право называться пиролизной печью, на первом этапе следует позаботиться изготовлением внутренних каналов, подвода первичного и вторичного воздуха и обвязкой горелки. Футеровка горелки выполняется из шамотного кирпича. Собственно из него и изготавливаются сами термостойкие сопла форсунки.
Далее, из листового металла, нужно раскроить и сварить, первичную камеру газификации -- он же бункер, и вторичную камеру дожига газа. Она должна быть хорошо защищена от высокотемпературного пламени и иметь выход в конвекционные каналы.
На практике, используется материал толщиной 4 мм. Но желательно использовать большие толщины, во избежание короблений и преждевременного выхода из строя, из-за коррозии.
Готовые -- верхнюю и нижнюю секцию сгорания объединяют посредством обвязки форсунок и подключают воздушные теплообменники по принципу Булерьяна.
После этого, можно приступить к промежуточному этапу, обварке крепёжных элементов, препятствующих гидравлическим деформациям наружного кожуха. Это металлические штыри, которые укрепят между собой внутренние и наружные элементы котла.
Производится обварка элементами кожуха с одновременной стыковкой всех отверстий воздушных каналов.
Также, надо заранее предусмотреть отверстия для рычагов, заслонки дымохода и заслонки вторичной камеры.
После обварки наружных элементов короба, устанавливаются дверки, наружный патрубок подвода воздуха, к которому будет крепиться нагнетательный насос и лючок прочистки конвекционных дымоотводов.

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.

Выгоды

Для того чтобы решиться на изготовление пиролизной печи своими руками, нужно хорошо представлять выгоды и возможные проблемы, которые она принесёт.
1. Одной из основных выгод, называют экономию, которую возможно достичь, при соблюдении определённых технических вводных. Но, к сожалению, далеко не всегда нужные условия возможно исполнить.
2. Чистота конечного выхлопа. Достигается сжиганием продуктов газогенерации, при высокой температуре факела.
3. Высокий коэффициент полезного действия, достижимый при соблюдении влажности топлива на низком уровне.
4. Возможность тонко и широко регулировать диапазон мощности установки, но приобретая при этом некоторые неприятные последствия.
5. Хорошо отлаженная система, способна в форсированном режиме, качественно сжигать резину, пластик и прочие, сложные для сжигания отходы.
6. Одним из главных преимуществ, являются длительные промежутки, между загрузками дров и автономность.
К сожалению, перечисленные преимущества не являются однозначными. Для получения всех выгод одновременно, необходимо соблюдать целый ряд параметров и характеристик, как касающихся топлива, так и режимов использования.

Недостатки

1. Много факторов, которых практически невозможно избежать, вызывают образование конденсата, на поверхностях теплообмена. Смесь конденсата и сажи, образуют тягучий дёгтеобразный, кислотный налёт, тяжело поддающиеся очистке.
2. Энергичная работа дымососа или нагнетателя, способна “отъесть” значительную долю экономии, приносимой устройством. Кроме того, энергозависимость может приводить к аварийным ситуациям, во время отсутствия электричества. Требуются дополнительные меры, для охлаждения котла и его аварийного отключения.
3. Эффективность, напрямую связана с режимом горения. Это вынуждает сжигать лишние топливо, или иметь проблемы другого характера.
4. Требуется постоянный, частый контроль дымоходной системы и тщательная очистка газоотводов, которые имеют склонность обрастать продуктами конденсации.
5. Относительная сложность в изготовлении и необходимость в электронных управляющих компонентах.
6. Дымоходу должно уделяться особенное внимание, он должен быть большего диаметра и лучше утеплён.
7. Влажное топливо, легко снижает эффективность работы.
8. Большая стоимость, иногда достигающая 1.5 и 2 кратных значений.

Отопительное устройство длительного горения – пиролизная печь – представляет собой оптимальный вид автономного агрегата в условиях отсутствия возможности подключения к магистральным линиям энергообеспечения. Установку еще называют газогенератором, так как энергия в нем вырабатывается в результате дожигания газов, которые выделяются при тлении твердого топлива в камере. Пиролизный агрегат способен бесперебойно работать на разовой закладке дров или угля в течение продолжительного периода времени – от нескольких часов до нескольких суток подряд – без постоянного контроля.

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

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

Плюсы и минусы газогенераторов

Агрегаты пиролизного горения отличаются высокой эффективностью и располагают массой конкурентных преимуществ:

высокая производительность – КПД до 95%;
экологичность – минимальный уровень дыма, отсутствие сажи;
комфортное обслуживание – загружают топливо 1-2 раза в сутки в зависимости от модели, нет необходимости постоянного контроля подачи горючего;
вариативность топлива – пиролизы способны работать на любом твердом горючем ресурсе. Это могут быть различные материалы, включая торф, пеллеты, древесину, уголь. Также в ход идут опилки, шелуха, картон и другие виды производственных отходов.

Еще одним плюсом в копилку отмечают доступность самостоятельной сборки и монтажа заводской модели газогенератора и возможность изготовления пиролизной печи своими руками.

Основным недостатком агрегатов длительного горения считается высокая стоимость изделия. В зависимости от мощности модели реализуются в диапазоне от 30 и до 100 тыс. рублей и более. Поэтому многих привлекает идея самостоятельного изготовления пиролизной печи для дома из недорогих материалов.

Среди минусов эксплуатации пиролизных устройств также отмечают требования к качеству топлива. Дрова необходимо хранить в надлежащих условиях, чтобы обеспечить оптимальный уровень влажность. Иначе снижается эффективность работы агрегата, так как наличие влажных паров негативно отражается на процессе переработки газов.

Классификация пиролизных устройств

Газогенераторные печи классифицируются по нескольким категориям. По материалу изготовления различают установки металлические и кирпичные. Также модели делятся по назначению и способу передачи тепловой энергии. По методу передачи тепла различают варианты пиролизных агрегатов с водяным контуром отопления и теплообменниками воздушной системы.

Металлическая печь пиролизного горения

В эту группу входит ряд конструкций:

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

Кирпичная печь длительного горения

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

Критерии выбора

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

назначение пиролизного агрегата. Для отопления сарая, курятника, гаража или других технических помещений выбирают относительно компактную металлическую или кирпичную конструкцию. Для обогрева дома в приоритете строительство кирпичной печи длительного горения. Для туристических целей выбирают походную пиролизную печь портативного типа;
мощность устройства. В зависимости от параметров обогреваемого объекта определяется необходимая мощность газогенератора;
мобильность конструкции. Кирпичная пиролизная печь стационарна, устройство возводится на постоянном месте эксплуатации. Практически все виды металлических газогенераторов мобильны.

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

Изготовление пиролизных печей

Решая, как смастерить пиролизную печь своими руками, необходимо учитывать площадь и тип обслуживаемого пространства. Работы выполняются на основе чертежей, для создания которых необходимо определить размеры и форму корпуса, уточнить тип расположения отсека для закладки твердого топлива и камеры дожигания газов.

Материалы и инструменты

Для изготовления металлической установки пиролизного горения следует собрать следующий набор подсобных материалов и инструментов:

стальные листы толщиной в 3-4 мм марки Ст20;
уголки стальные 50 мм – 4 шт;
труба d50;
арматурные элементы;
трубы для дымохода d120;
кирпичи – 15 шт;
электросварочный аппарат плюс электроды;
электродрель, болгарка;
молоток, строительный уровень, рулетка, маркер.

При выборе материалов для самостоятельного изготовления газогенератора стоить отдать предпочтение качественным и надежным ресурсам, от этого зависит эффективность устройства и безопасность эксплуатации.

Чертежи и расчеты

Чертеж изделия можно сделать самостоятельно, взяв за основу изображение выбранного агрегата. Далее, учитывая особенности устройства, проводят расчет необходимой мощности. Для этого сначала определяют требуемую мощность установки в режиме пламенного горения, далее вычисляют параметры при режиме газогенерации.

Далее рассчитывают объем топливной закладки, который необходим для обеспечения необходимой мощности. Для этого вычисляют массу топлива, учитывая, что ресурс сгорает только на 80%. При этом стоит помнить, что КПД самодельного очага пиролизного действия в среднем равен 50%.

В конце рассчитывают объем топки с учетом того, что коэффициент загрузки не должен превышать стандартное для этой отрасли значение 0,63.

Выбор и подготовка места

Выбирая место установки печной конструкции, следует учитывать, что пространство вокруг любого очага должно соответствовать требованиям пожарной безопасности:

оформляется площадка-основа в виде платформы с ровной поверхностью из негорючих материалов;
габариты основания должны быть больше, чем параметры возводимой конструкции;
между агрегатом и стенами помещения выдерживается расстояние не менее 80 см;
поверхности стен покрывают жаропрочными облицовочными материалами.

Для обеспечения безопасной эксплуатации поверхность пола не менее 1,2 м перед отопительным агрегатом укрепляется негорючим покрытием.

Изготовление и установка

Работы выполняются в следующем порядке:

В начальном этапе делают необходимые заготовки в виде элементов для вертикальных стоек. Далее по ширине установки отмеряют горизонтальные компоненты, после чего детали каркаса сваривают. При изготовлении стенок в передней панели проделывают отверстия для топки и зольника, оснащают их крепежными элементами для установки навесных дверок. Для монтажа колосниковой решетки и поддона с перфорацией, разделяющей топочный отсек от камеры дожига, к внутренней поверхности крепят уголки.
В боковую стенку необходимо врезать поддувало с заслонкой. Для этого из короткого отрезка трубы заготавливают поддувало, просверлив отверстие для оси заслонки. Из арматуры делают ось заслонки, к которой приваривают стальной диск, параметры которого соответствуют внутреннему диаметру поддувала.
Начиная с днища, сваривают детали корпуса, далее укладывают колосниковую решетку с элементом перегородки. После чего приваривают крышку.
В отверстие крышки вваривают отвод с углом поворота 90° для подключения корпуса к дымоходу. К отводу присоединяют боров – горизонтальный участок длиной 1 м. Он нужен для того, чтобы задерживать выход газов из камеры дожигания.

Шиберную заслонку, которая устанавливается в конце горизонтального участка, выполняют по тому же принципу, что и заслонку поддувала. Но в этом случае диаметр шибера должен быть меньше внутреннего диаметра трубы, также на диске вырезается сектор в ¼ основы.

Правила эксплуатации

Пробный розжиг самодельного отопительного агрегата пиролизного действия выполняется с открытой шиберной заслонкой. На колосник кладут небольшое количество твердого топлива в виде стружек и щепы и разжигают. Далее подкладывают некрупные поленья, закрывают дверцу и заслонку, регулируют мощность при помощи поддувала. Так как шибер имеет разрез, это не позволяет полностью перекрыть дымоход.

Для создания оптимальных условий для эффективной работы печных агрегатов длительного горения, следует придерживаться следующих рекомендаций:

при изготовлении металлических пиролизных устройств дымоотводы стоит делать съемного типа. Это заметно упрощает очистку конструкции от продуктов сгорания;
применяют качественные топливные ресурсы, особенно если пиролизная конструкция используется для отопления жилых помещений;
влажность твердого топлива не должна превышать 21%, иначе это чревато снижением эффективности работы отопительного устройства.

Так как топливо в пиролизном оборудовании выгорает практически полностью, нет нужды в частых чистках зольника и дымохода. При этом необходимо своевременно устранять возможные неполадки, к примеру, при деформации дверцы следует ее починить или заменить. В случае если возникли трещины в швах или другие дефекты, важно прекратить эксплуатацию и провести ремонтные работы.

Несмотря на то, что КПД самодельной пиролизной конструкции для дома несколько уступает промышленным образцам, эффективность такой установки на порядок выше в сравнении с традиционными вариантами дровяной печи. К тому же привлекает доступность материалов и несложность работ по изготовлению отопительной установки своими руками. Также импонирует экономичность расхода горючего и комфортность обслуживания, так как для работы пиролизных агрегатов нет нужды в частых загрузках топлива.

Создать отопительное устройство пиролизного горения своими руками не сложно, но требуется действовать с большой точностью, разработав собственные чертежи или применяя готовые варианты.

Одним из вариантов экономии топлива является применение печей или котлов длительного горения. На одной заправке топливом они работают гораздо дольше других видов отопительных устройств. К печам длительного горения относятся пиролизные печи. Рассмотрим их принцип действия пиролизных печей, их устройство, а так же преимущества и недостатки использования этих агрегатов для обогрева помещения и устройство.

Что такое пиролиз

В основе действия таких печей лежит принцип пиролиза - термического разложения органических веществ (в нашем случае топлива) на твердые остатки и пиролизные газы при недостатке кислорода. После чего полученный пиролизный газ при высокой температуре смешивается с воздухом (кислородом), что способствует почти полному сгоранию топлива и самого газа .

Если на промежуточном этапе отделить твердые остатки, то получится готовое производство угля (кокса) - углевыжигательная печь. Но нам это не нужно, мы рассмотрим данный процесс с точки зрения обогрева помещений.

А основной обогрев получается за счет выделения тепла при сгорании полученного газа , смешанного с воздухом. Далее рассмотрим, как достигается это конструктивно.

Устройство пиролизных печей

Классическое устройство пиролизной печи выглядит следующим образом. Имеется общий корпус. В него встроена топка с горелкой для закладки дров. Топка выполняется так, чтобы можно было обеспечить очень малый приток воздуха (герметичная, с плотной дверкой и хорошо работающей задвижкой, оборудованная приточно-вытяжным вентилятором). В нее закладываются дрова, поджигаются горелкой или вручную. После того, как они немного разгорятся, топка ограничивается в доступе кислорода.

Дрова обугливаются, получившийся при этом газ (наполовину азот и на половину - смесь водорода, угарного газа, метана и углекислого газа) снизу вверх по отдельному воздуховоду поступает во вторую камеру сгорания, где смешивается с воздухом (приток вторичного воздуха) в нужной пропорции и сгорает, выделяя тепло. Вторая камера сгорания конструктивно может быть совмещена с самим воздуховодом, или же с началом дымохода. Она может обслуживаться все тем же приточно-вытяжным вентилятором, может быть смонтирован отдельный вентилятор, а может работать только с помощью одних герметичных заслонок на естественной тяге (при хорошо продуманной системе дымохода).

Если твердые остатки от сгорания дров нужны - предусмотрено устройство для их извлечения . В кустарных или промышленных печах его роль, как правило, выполняет поворотная «реторта ».

Реторта - это обычно круглая часть корпуса, в которую закладываются дрова, а потом снизу извлекается кокс, уголь.

От обычных печей пиролизная отличается тем, что фактически топливо в ней сгорает не сразу , а в два этапа, разлагаясь при этом на твердые остатки и газ.

Твердые остатки затем тоже сжигаются, тепло от них тоже используется для поддержания постоянства нужной температуры в первичной топке. Практически, дрова сжигаются полностью, от них остается очень мало золы - это еще одна особенность пиролизных печей. Обычно такие печи и котлы требуют удаления золы раз в несколько дней, а то и раз в неделю.

Достоинства и недостатки

У печей такого типа имеется ряд преимуществ. Перечислим основные.

Высокая экономичность печи за счет более полного и длительного сгорания топлива.
Экологически безопасная . В выходящих из дымохода продуктах сгорания очень мала доля вредных и грязных веществ. Практически, это небольшая доля CO и остальное - пар. Данные печи называются бездымные именно по этой причине. Как следствие - чистый дымоход и отсутствие сажи. Конечно, все это верно при использовании обычных дров или угля.
Достаточно быстрый нагрев топлива.
Более высокий КПД (до 85%), чем у обычных печей.
Большой интервал тепловой мощности - печь может работать в диапазоне от 5 до 100% мощности.
Возможность подключения любого контура отопления (с естественной и принудительной циркуляцией , для отопления и для отбора горячей воды для хозяйственных нужд).
Возможно применение различных видов топлива , как твердого (вплоть до сырых дров, мусора и автомобильных покрышек), так и жидкого (существуют модели для сжигания машинного масла - отработки).
Минимальный контроль человека - загрузка топливом раз в сутки и редкая выгрузка золы без останова печи.

Несмотря на многочисленные достоинства, у данных печей есть и ряд недостатков.

Достаточно большие по размерам.
Необходимо наличие площадки для складирования топлива.
При сжигании мусора, различных отходов, все-таки присутствуют запахи и примеси при сжигании. Поэтому при планировании сжигания отходов следует продумать систему вентиляции в помещении с печью.
Для наличия хорошо работающей системы желательна установка вентиляторов в печь (котел) и насосов (в систему отопления), а это влечет за собой зависимость от электросети.
Скапливание конденсата в выходном канале и дымоходе. Обусловлено это низкой температурой выходящих отходящих газов. Как правило, для сбора конденсата в конструкции предусматривают накопитель. Из-за конденсата выходная труба с дымоходом должны быть большого диаметра или сечения, и утеплены на улице - во избежание застывания конденсата при морозах.

Общие выводы

Из перечисления сильных и слабых сторон видно, что печи данного типа могут вполне составить конкуренцию другим источникам тепла. После газа, «пиролиз» будет, пожалуй на втором месте по экономичности , наравне с пеллетным отоплением.

Нужно заметить, котлы обычно меньше по размерам, чем печи. Некоторые котлы и печи заводского изготовления могут работать как в обмуровке кирпичами, так и без нее. Единственное требование при любом варианте - обеспечение хорошего «теплого» дымохода.

Проведем краткий обзор одной из печей заводского изготовления.

Из отечественных серийных моделей популярностью пользуется пиролизная печь марки «Самогрейка ». Это довольно функциональная конструкция. Ее можно использовать для обогрева помещений площадью от 100 до 400 кв. метров, отбора горячей бытовой воды (печь двухконтурная и оборудована накопительным 100-литровым баком), и для горячего копчения продуктов.

Данная печь работает с любым видом контура циркуляции. В качестве топлива используется любое твердое. Мало того, что она требует обслуживания раз в несколько суток, так еще имеет запасной электрический котел , что значительно увеличивает ее удобство и универсальность в пользовании. В ее электрической части смонтировано два ТЭНа (по 2,5 кВт каждый) для отопительного контура и один ТЭН (1,2 кВт) в накопительном баке для бытовых нужд. Диапазон работы печи на одной загрузке топливом колеблется от 16 до 82 часов (при максимальном режиме и при минимальном режиме). Внешне выглядит как прямоугольник с размерами 1800*900*600 мм и полным весом 276 кг.

В настоящее время выбор пиролизных печей и котлов все больше растет. Основные их функции такие же, как у вышеприведенной «Самогрейки». Можно сделать такую печь и самостоятельно . Существует множество самодельных кирпичных и металлических печей. Например, наша инструкция по самостоятельной постройке печи длительного горения .

Пиролизные устройства известны давно, но долгое время использовались в основном в промышленности для получения кокса . В довоенное и военное время прошлого века они даже на грузовые автомобили устанавливались, именуясь газогенераторными установками (это их второе название). Сейчас они начинают выходить из тени, и все чаще и чаще приходят для обогрева частных помещений. Там, где нет возможности подвести газ или задействовать пеллеты , они порой являются самым экономичным вариантом . По своей сути они являются источником своего, «местного» газа, который сразу же сжигается. Кстати, в качестве топлива для пиролизных печей, вполне можно использовать и разные пеллеты и брикеты. Конечно, при их использовании срок работы на одной заправке изменится, в какую сторону - зависит от топлива.

Надежная печь, не нуждающаяся в частой закладке топливного материала и хорошо выполняющая функции по обогреву отопительного контура, – практичный и экономичный вариант для частных домовладений.

Лучшим отопительным прибором длительного горения считается пиролизная печь, востребованность которой можно объяснить высокими эксплуатационными характеристиками и доступной стоимостью.

Особенности функционирования печей

Конструктивными особенностями пиролизных печей является наличие двух камер сжигания, расположенных друг за другом. От классических дровяных печей подобные устройства отличаются тем, что сгорание топлива происходит поэтапно.

Начальная камера применяется для закладки топливного материала (дров, угля или брикетов), который при тлении и низком уровне кислорода выделяет газ и древесно-коксовую пыль.

Соединяясь с кислородом, газ под воздействием тяги нагнетается в другую камеру. Это приводит к интенсивному горению и выделению большого объема энергии, которая направляется на подогрев воды или обогрев помещений.

Подобный процесс обеспечивает высокий КПД и хорошую тепловую отдачу пиролизных устройств.

Влажность топлива – это ключевое условие эффективного функционирования печи. При закладке важно контролировать объем сухого топлива, который должен составлять не менее 75 % от общего. Допустимый уровень влажности высушенных дров и пеллет для пиролизных печей не должен превышать 12 %.

В качестве сухой древесины допускается использование сгораемого мусора, отходов, древесных опилок, веток и опила с деревьев.

Если топливо сгорает полностью, это способствует образованию чистого и бесцветного дыма без неприятного запаха.

Видео об устройстве и работе газогенераторных печей для домашнего пользования:

Преимущества и недостатки пиролизных печей

Пиролизная печь для бани и дома, как и любое другое отопительное устройство, обладает преимуществами и недостатками.

К основным положительным характеристикам можно отнести следующее:

Экономичность. В отличие от классических отопительных устройств, пиролизные печи являются более экономичными в отношении объема потребляемого топлива.
Экологичность. Дровяная печь пиролизного типа практически не дает дыма и сажи, а продукты сгорания содержат ничтожное количество токсичных и загрязняющих элементов.
Эффективность работы. Высокий уровень КПД, до 85 %, при низком потреблении топлива обеспечивает хорошую теплоотдачу и быстрый обогрев помещений.
Компактные размеры и эргономичный корпус. Такие приборы предназначаются не только для обогрева загородных домов большой площади, но и для компактных дачных домиков, бань.
Доступность установки и обслуживания. Возможность самостоятельного монтажа без привлечения сторонней помощи. Удобство заправки устройства без необходимости контроля над процессом топки.
Практичность. Пиролизные агрегаты позволяют подсоединять различные типы отопительных контуров.
Выбор подходящего топлива. Возможность использования твердого (пеллеты, дрова, угли, древесные опилки) и жидкого топлива в зависимости от модели устройства.

Несмотря на явные преимущества, подобные устройства не лишены недостатков:

Необходимость обустройства площадки или помещения для хранения топлива.
Сложная конструкция дымоотвода. Даже имея необходимые чертежи, неопытный домовладелец не сможет правильно возвести дымоотвод для печи самостоятельно. Подобная конструкция требует профессионального подхода и применения специализированного оборудования.
Зависимость стационарных моделей от вентиляционной системы принудительной тяги, без которой невозможна безопасная эксплуатация устройств.
Образование конденсата в дымоотводном канале, на который влияет температура нагрева отработанных газов.
Отсутствие универсальных конструкций, способных работать на всех видах топлива. Поэтому перед покупкой устройства следует определиться, на чем оно будет работать.

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).

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:

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

Изготовление металлической пиролизной печи

Для изготовления печей используются пустые газовые баллоны, благодаря чему они стали именоваться бубафонями. Отличительной характеристикой подобных агрегатов является возможность загрузки различного типа топлива.

Для работы необходимо подготовить такие инструменты и материалы:

использованный баллон;
болгарку;
сварочное оборудование;
пассатижи;
молоток.

Самостоятельная сборка печи выполняется следующим образом:

Верхнюю часть баллона срезают сваркой. При этом стоит учитывать уровень соединительного шва на корпусе, который с внутренней стороны баллона фиксируется прочной металлической планкой.
По центру заготовки проделывают отверстие для циркуляции воздуха.
Вверху на корпусе проделывают дополнительное отверстие для дымоотвода.
Изготавливают газовый рассекатель, оснащенный трубой, чтобы своевременно подавать кислород в другую рабочую камеру печи.
Дымоотводную трубу фиксируют при помощи сварки.

Важно! Перед началом работ по газосварке необходимо удостовериться, что в баллоне нет газов. Для этого достаточно наполнить емкость водой и опустошить.

Из отработанного баллона объемом до 50 литров при одной закладке топлива рабочий цикл составит 7 часов. Этого достаточно для поддержания комфортного температурного режима в помещении площадью в 75 кв. м.

Несмотря на экономичность и доступность, самодельная буржуйка имеет существенный недостаток – быстрое сжигание кислорода в воздухе. По этой причине подобное оборудование редко используется для обогрева жилых помещений, но подойдет для хозяйственных нужд – подогрева воды, утилизации сухого мусора.

Чтобы создать оптимальные условия для эффективной работы печи, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

Влажность твердого топлива при его использовании не должна превышать 21 %.
Металлические устройства лучше оснащать съемными дымоотводами, что упростит чистку конструкции от продуктов сгорания топлива.
Согласно правилам пожарной безопасности, вблизи отопительного оборудования нельзя располагать горючие материалы и конструкции.

Самодельный пиролизный котел, возможно, не сравнится по КПД с промышленными образцами, но тепловая отдача у него выше, чем у традиционной дровяной печки, а финансовые затраты на его изготовление ниже.

В силу экологичности и практичности подобные установки используются не только для отопления помещений, но и для утилизации сухих бытовых отходов.