Как сделать пиролизную печь своими руками

Газогенераторные и пиролизные котлы получили популярность при отоплении жилых и промышленных помещений. Принцип их работы несколько отличается от привычных твердотопливных моделей. Однако более сложная конструкция устройства предоставляет массу достоинств и экономию денежных средств, затраченных на отопление.

Пиролизный котел своими руками: принцип работы

Пиролизная печь – это сложное устройство, для работы которого в качестве топлива требуются дрова, брикеты или отходы кусковой древесины. Однако самым ценным веществом для эффективной работы котла является не горящие дрова, а пиролизный газ. В котле, изготовленном своими руками, идет скорее не горение, а медленное тление топлива, в результате образуется газ и древесный кокс. Учитывая принцип работы котла, часто используется другое название – газогенератор.   

Пиролизный котел своими руками: принцип работы

Пиролиз – это сложный термический процесс разложения сухого топлива на составляющие. Этот процесс проходит в первой камере котла. Важный аспект для образования газа – это низкое содержание кислорода, иначе пиролиз не начнется. В традиционных печах пиролизный газ свободно выводится через дымоход. Во время пиролиза древесины, кроме газа, выделяется огромное количество горючих веществ, а именно:

Пиролизный котел своими руками: принцип работы
  • смола;
  • ацетон;
  • древесный уголь;
  • метиловый спирт.
Пиролизный котел своими руками: принцип работы

Как известно, все перечисленные вещества отлично горят и выделяют большое количество энергии при разрушении огнем. Это происходит в специальной камере, где газ смешивается с кислородом и при очень высокой температуре начинается процесс горения смеси.

Пиролизный котел своими руками: принцип работы

Важная особенность пиролизного котла – наличие принудительной тяги. Это достигается при использовании дымососа или верхнего вентилятора. Направление тяги – сверху вниз. Проходя через множество дымовых каналов, горячий газ нагревает воду, которая используется для обогрева здания.

Преимущества такого оборудования

Пиролизное сжигание топлива – принцип, основанный на сухой перегонке. При температуре до 800°С и недостатке количества кислорода сухое твердое топливо разлагается на древесный кокс и газ пиролизный. Полученный в результате тепла газ вступает во взаимодействие с кислородом. Это и активизирует процесс горения в самодельном пиролизном котле. Пиролизный газ, в свою очередь, реагирует с углеродом.

В итоге выходящий из котла дым почти не содержит опасных химических веществ. Твердая структура древесины также сгорает, образовывая некоторое количество тепла. Экзотермический процесс выделяет тепло, необходимое для подогрева и дополнительной просушки топлива и воздушного пространства.

К основным преимуществам можно отнести:

  • Автономный режим работы.
  • Длительный срок процесса сжигания топлива.
  • Высокий КПД.
  • Минимальное содержание опасных для здоровья веществ в топливном материале.
  • Есть возможность избавиться от сторонних отходов — ДСП, резины, ДВП. Стоит учитывать, что содержание сторонних элементов в топке не может превышать 30 процентов.

Сделать пиролизный котел своими руками – значит, получить данные характеристики устройства, сократив денежные затраты. Необходимо только учесть, что котел такой занимает много места, приемлет только сухое топливо (наличие влажных дров сильно снижает КПД и уровень тепла). Еще пиролизный котел энергозависим. Подключение к электрическому источнику обеспечит нормальную работу котла.

Читайте также:  Как обложить железную печь в бане кирпичом

В заключение

Газогенераторные котлы являются довольно сложными конструкциями. Для того, чтобы изготовить их своими руками необходимо иметь некоторые навыки изготовления подобных агрегатов и, кроме того, подробные чертежи той или иной конструкции. Представленные здесь схемы пиролизных котлов отражают лишь общие принципы их устройства и могут быть использованы, как основа для составления таких чертежей своими руками, на основании расчетов их параметров, с учетом необходимой мощности, длительности горения и других критериев. Но сделать это не так просто. Лучше всего, найти и использовать уже готовые чертежи самодельных пиролизных котлов, работающих по той или иной, заинтересовавшей вас, схеме. Некоторые из них мы постараемся рассмотреть в следующих статьях этой рубрики.

Требования к устройству

Приступая к изготовлению самодельного котла, необходимо соблюдать несколько правил:

  1. К качеству сварных швов предъявляются повышенные требования. Обязательное условие — полная герметичность конструкции. В противном случае появляется вероятность отравления ядовитыми пиролизными газами.
  2. Безопасность обеспечивается за счет установки контролирующей системы, отслеживающей показатели температуры, задымленности, наличие тяги. Дополнительно монтируют автоматику, реагирующую на изменение параметров и регулирующую процесс горения.
Требования к устройству

Без электричества вентилятор не создаст принудительную тягу, повышающую производительность самодельного оборудования.

Конструкция и принцип работы

Газогенераторный котел на твердом топливе функционирует по принципу, основанному на выделении тепла при сжигании органики. Их конструкция имеет ряд особенностей.

Как показывают чертежи и схемы, у пиролизных устройств топочная камера разделена колосником на две части. В одном отделении, куда загружается древесина и ее производные, происходит распад топлива при сгорании, в результате чего выделяется газ. Газ поступает во второе отделение топки – камеру сгорания.

Твердое топливо находится на колоснике. Первичный воздух перемещается вниз и проходит через дрова или брикеты. Это основное отличие пиролизного прибора от остальных котлов на твердом топливе – принцип верхнего дутья.

Конструкция и принцип работы

Другая особенность заключается в повышенном аэродинамическом сопротивлении в топке, поэтому их оборудуют приборами для принудительной тяги – специальными вентиляторами или дымососами.

Выделяемый газ проходит в камеру сгорания, через специальное сопло, смешиваясь по пути с вторичными воздушными потоками, благодаря чему процесс сгорания выдает достаточно высокую температуру – около 1200 – 1300 °С. Затем продукты сгорания попадают в конвективную часть теплообменника, а газовые уходят через дымоотвод.

Достоинства и недостатки пиролизного оборудования

Мы уже рассмотрели конструкционные особенности и принцип работы пиролизного котла, теперь изучим все его достоинства и недостатки такого отопления для дома. Начнем с положительных сторон. Во-первых, появляется возможность регулирования процесса горения. Достигается оно за счет подачи первичного воздуха. Например, на одной закладке дров вы можете отапливать дом от 12 часов до нескольких суток. Во-вторых, экономичность, так как в подобных котлах топливный материал сгорает полностью. Кроме того, эти котлы в принципе считаются до 15% более экономными, чем традиционное твердотопливное оборудование.

Достоинства и недостатки пиролизного оборудования

В-третьих, опять-таки из-за полной утилизации дров оборудование не нуждается в слишком частой очистке. В-четвертых, благодаря автоматической оснастке управлять им достаточно просто. Вы можете контролировать процесс горения и тем самым повысить либо снизить эффективность. В-пятых, подобное оборудование обладает высокими показателями пожаро- и взрывобезопасности. И последнее, по сравнению с иными твердотопливными аналогами пиролизные установки более безопасные в экологическом плане, так как выброс вредных веществ сведен к минимуму.

Однако при таком большом количестве плюсов есть и некоторые недостатки. Остановимся и на них. Прежде всего смутить может стоимость подобного оборудования, ведь она значительно превышает цену иных систем отопления. Решить эту проблему вполне реально, если собрать пиролизный котел своими руками. Еще одним минусом подобных систем оказывается их зависимость от электроэнергии, ведь и дымосос, и электроника нуждаются в постоянном питании.

Достоинства и недостатки пиролизного оборудования

Расчёт ракетной трубы

Кроме подбора состава керамической смеси, не менее важно рассчитать оптимальные размеры ракетной трубы, т.к. это напрямую влияет на эффективность работы котла. Засев за расчёты, помним, что вход в «J-трубу» — это самое узкое место в системе. После него все остальные сечения должны последовательно увеличиваться не менее чем на 2 см.

Читайте также:  Делаем самостоятельно камин из обычного кирпича

Perelesnik

Единственное, что я сделал — это значительно увеличил сечения, по которым горячий газ проходит вдоль стенок теплообменника. Это замедляет скорость потока.

Таким образом, газ полностью отдаёт своё тепло системе, что увеличивает эффективность работы котла.

Расчёт ракетной трубы

Чтобы рассчитать размеры трубы, пользователь взял за основу размер пиролизной щели для котлов мощностью на 20 кВт. Затем, оттолкнувшись от этого входного параметра, он нашёл остальные размеры трубы. Как показала практика, такой подход оправдал себя.

Для наглядности представляем примерный алгоритм расчёта ракетной трубы.

Возьмём за основу данные из следующей таблицы:

Из таблицы берём первое значение. Для удобства переводим цифры из мм в см. Находим площадь входной щели трубы: 12х3 = 36. Получаем — 36 см².

Дальше: труба должна иметь большее сечение. Отсюда: если принять внутренний диаметр трубы в 8 см, то, чтобы найти площадь, используем формулу: S = πR^2, где R – радиус круга. Находим радиус: 8/2=4 см. Возводим радиус в квадрат (во вторую степень), для чего умножаем его на себя. Получаем: 4х4=16 см. Умножаем полученный результат на число «Пи»: (округляем) = 50 см².

Если разделить 50/36, то, округлив полученное значение до , выходим на необходимый нам коэффициент отношения площади входного отверстия:

Расчёт ракетной трубы

Зная диаметр трубы, вычисляем внешний диаметр модели для отливки формы. Внутренний диаметр – 80 мм. Прибавляем стенки толщиной в 10 мм. Получаем – 100 мм. Учитываем, что керамическое изделие может дать усушку в 10-15%. Итого: наружный диаметр модели – 110-115 мм.

Длина вертикальной части «J-трубы» приведена в американском учебнике по строительству ракетных печей, о котором упоминалось в первой части материала. Она равна м. Этот размер получен экспериментальным путём, выдержав его, получаем работоспособную систему.

Длина горизонтального участка трубы должна быть меньше, чем половина длины вертикального участка, т.е. меньше, чем 0.5 м. У автора котла эта величина равна 0.3 м. Делать горизонтальный участок слишком коротким тоже не следует, т.к. газы, перед тем как попасть в вертикальную, «разгонную» часть трубы, должны как следует разогреться. Не забываем о теплоизоляции короткого участка. Это снизит потери тепла и создаст все условия для дожига газов. Для того, чтобы в нижнюю часть вертикальной трубы подать вторичный воздух, пользователь добавил в конструкцию форсунку.

Чертежи, размеры и расчёт

Сделать своими руками небольшую печь для обогрева гаража или другого пространства можно с помощью подручных материалов.

Эскизный план и чертёж небольшой металлической печи-буржуйки легко создать самостоятельно

Обязательным этапом является создание чертежа или схемы будущей конструкции. Для этого нужно определить форму и размеры корпуса, вариант расположения камер. После этого проводится расчёт мощности, достаточной для обогрева помещения. Параметры определяют следующим образом:

Читайте также:  Декоративный фальшкамин из гипсокартона

Сделать чертёж или технический рисунок изделия можно самостоятельно, учитывая форму и особенности печи. За основу берётся готовое изображение подходящего агрегата.

Чертежи, размеры и расчёт

Инструменты и материалы

Список необходимых расходных материалов и рабочих инструментов:

  • листовая сталь марки Ст20 толщиной 3–4 мм;
  • стальной равнополочный уголок 4х50 мм;
  • труба диаметром 50–60 мм;
  • стальная арматура с сечением 8 мм;
  • стальные трубы диаметром 110 или 120 мм для дымохода;
  • кирпичи в количестве 15 штук;
  • электросварочный аппарат и несколько упаковок электродов;
  • дрель и свёрла по металлу, болгарка с кругами на 230 мм;
  • строительный уровень, рулетка, карандаш, молоток.

Расходные материалы выбирайте качественные и надёжные. От этого зависит не только работа пиролизной печи, но и безопасность окружающего пространства в процессе отопления.

Подготовка и выбор места установки

Сборка конструкции осуществляется непосредственно в помещении, где будет установлена печь. Раскрой листа на заготовки лучше всего заказать у специалистов в магазине. Это обеспечит хорошее качество основы для изделия.

Пространство вокруг любой печи должно быть безопасным и жароустойчивым, а полы — ровными

Чертежи, размеры и расчёт

Место для установки агрегата нужно подготовить.

  • на полу выкладывают основание из кирпичей или иного негорючего материала;
  • площадь основы должна быть больше, чем габариты печи;
  • устанавливают агрегат на расстоянии не менее 80 см от ближайших стен;
  • пол в радиусе 1,2 м перед обогревательным устройством должен иметь несгораемое покрытие (лист железа 1,5 мм толщиной).

Как сделать самому котел

Пиролизныый котел, несмотря на все большую востребованность, все еще остается достаточно дорогостоящей. Поэтому многие предпочитают сделать его самостоятельно и узнают как сделать пиролизный котел своими руками, обеспечив при этом экономное изготовление и эксплуатацию.

Конструкция твердотопливного котла с пиролизным горением топлива потребует от исполнителя не только терпения, но и соответствующих знаний и инструментов. Прежде всего необходимо определиться с типом оборудования. От способа горения будет зависеть какие материалы нужно закупить. Комплектующие и материалы для монтажа продаются в строительных магазинах. Для монтажа котла длительного горения потребуются трубы из стали и листы толщиной 4 мм, профильные трубы, электроды, стальные прутья сечением 20 мм, вентилятор, термостат, шнур из асбеста, крепежные гайки и болты.

Сколько будут стоить материалы и запчасти

Сколько точно будет стоить пиролизный котел, сделанный своими руками, зависит от требуемой мощности и выбранной конструкции. Однако, если покупать жаростойкую сталь, колосники, делать футеровку, ставить автоматику (пусть и недорогую), сумма набегает 850-1200$. Это затраты на материалы и компоненты, но с самостоятельной сваркой. Они озвучены теми, кто уже пиролизник сварил и использует. Если за сварку придется платить, то расходы надо удвоить.

Как видим, в случае владения сваркой, экономия есть, но далеко не самая большая. Можно найти готовые варианты твердотопливный пиролизных котлов за 1500$. Хотя, как известно, дешевый товар имеет низкую цену не просто так. На чем-то там сэкономили. И даже можно предположить на чем: на футеровке. Именно секреты предохранения стенок топки от перегорания берегут производители больше всего, и тратят на исследования в этой области большие деньги. Потому качественное оборудование и стоит больших денег.