Пиролизный котел

Требования к работе

Описанный выше принцип работы является основой. Однако помимо всего этого есть еще и дополнительные требования, которые необходимы для полноценной и качественной работы пиролиза. При правильной сборке такой котел можно использовать для отопления и для подачи горячей воды в баню. Чтобы процесс протекал ровно, без резких скачков температуры и давления, необходимо соблюдать некоторые условия. Вот некоторые из них:

Самодельная каменка из алюминиевого ведра

Для самостоятельного изготовления котла необходимы только качественные материалы.
В первую очередь качественным должен быть металл, из которого изготавливается каркас и обшивка котла. Для этого отлично подойдет легированная сталь, которая соответствует всем требуемым параметрам и строительным нормам.
Нужно уметь пользоваться сварочным аппаратом, без которого невозможно будет собрать всю систему. Кроме того, нужно уметь разбираться в чертежах агрегатов и их конструктивных частей.
Требуется наличие электроники для слежения за работой котла, которая может стоить недешево.

Принцип работы пиролизной печи

Мнение экспертов, отзывы, цены: газгольдеры для загородного дома

В чем заключается принцип работы этой печки? Процессы, происходящие в ней, многим незнакомы, поэтому необходимо более подробно изучить принцип действия пиролизной печи.

Отличительной чертой пиролизной печи своими руками от обычной является то, что топливо в ней сгорает тогда, когда образуется недостаток кислорода. И это удивительно, потому что в обычных конструкциях топливо сгорает, если есть большое количество кислорода и это обеспечивает нормальное функционирование всей системы обогрева.

Как происходит процесс пиролиза? Когда сжигается углеводородное топливо, начинается процесс окисления и выделения тепла. Топливо под влиянием высокой температуры сгорает не до конца, выделяя при этом большое количество различных газов. Чем выше температура будет при недостатке кислорода, тем интенсивнее начинают выделяются эти газы.

Таким образом, принцип работы пиролизной печи своими руками заключается в сжигании этих газов. Именно поэтому такие печи по-другому называются газогенераторами. Пиролиз – это процесс разложения топлива на составляющие части при его нагревании, с последующим их сжиганием и выделением тепла.

Как работает данный котел? Котел состоит из следующих элементов:

Камера газификации
Камера дожигания
Система подачи воздуха (первичная, вторичная)
Водяная рубашка
Колосниковая решетка

Элементы котла

Принцип работы заключен в следующем:

В камеру газификации загружается топливо и поджигается.
Из топлива начинает вырабатываться газ.
В камеру подается первичный воздух, и из-за избытка давления газ начинает поступать в нижнюю камеру дожигания.
В камеру дожигания подается вторичный воздух, и образовавшаяся смесь горит при большой температуре.
Вода, находящаяся в водяной рубашке котла, нагревается и подается в систему отопления, одновременно во входную часть рубашки подается обратка.
Используемый теплоноситель служит одновременно охладителем котла.

Это основной принцип работы. Но для правильного функционирования требуется соблюдать строгие пропорции воздушно-топливной смеси. В противном случае сгорание будет протекать неровно, с повышенной задымленностью. Итак, на вопрос, можно ли изготавливать пиролизные печи своими руками, ответим положительно. Но сразу стоит оговориться:

Для изготовления такого агрегата мало иметь хорошие навыки в проведении сварочных работ или наличие на руках рабочих чертежей агрегата.
Необходимо использование качественных материалов, многие из которых имеют высокую стоимость.
В первую очередь это относится к металлу. Для изготовления потребуется хорошая легированная сталь.
Потребуется соответствующая электроника. Если, конечно, вы не планируете нанять печника для постоянного контроля над котлом.

Говорить о применении подобного котла для основного обогрева жилья не приходится. Чтобы изготовить пиролизный котел, можно, конечно, взять старые бочки, куски труб и прочий железный хлам, который также используется для строительства железной печи. Но надо понимать, что процессы, происходящие в данном агрегате, требуют соблюдения определенных условий для его нормальной работы.

Преимущества и недостатки пиролизной печки

Вставить датчик в тэн

Мини-газогенератор, который находится во всех устройствах данного вида, имеет очень выигрышную позицию, благодаря своему принципу работы. Коэффициент его полезного действия превышает 80%. За счет этого фактора работа печки очень экономна: можно рационально использовать топливо, производить регулировку процесса и степени горения самостоятельно.

Такая печка будет работать на любом горючем. Для топлива можно использовать разные отбросы деревообрабатывающей промышленности. Это могут быть дрова, щепки, опилки, мелкие ветки и так далее. Допустима работы агрегата на мелких бытовых отходах, в виде пластика или небольших резиновых изделий.

Пиролизный газ экологичен и вреда природе не приносит.

Очень важна «чистая» работа печки из газового баллона. В процессе эксплуатации устройства не появляется таких грязных веществ, как, например, сажа или зола, благодаря принципу работы газогенератора. Данный фактор сильно облегчает пользование конструкцией: вам не нужно будет тратить много времени на чистку печи, ликвидацию с ее поверхностей грязи.

Недостатки:

Высокая стоимость. Чаще всего это останавливает покупателей. Самая дешевая модель для бани будет стоить не менее 10 000 рублей. Если вы хотите более современный и усовершенствованный образец – придется заплатить около 17 000 рублей. Но высокие цены полностью окупаются хорошим качеством и многофункциональностью.
Необходимость постоянного электроснабжения. Это необходимо для поддержания работы печи. Существуют модели печек, которые не нуждаются в постоянной подаче электричества, но они не популярны.

Принцип работы пиролизных печей

Расширительный бак для отопления открытого типа

В обычных печах — голландках, русских, тт-котлах водяного отопления — топливо сгорает быстро.

Все эти конструкции требуют внушительных запасов дров угля. Ни о какой экономии в этом случае не может быть и речи.

Пиролизная печь — совсем другое дело, она будет эффективно отапливать помещение, сжигая минимум дров. Почему это возможно?

Дело в том, что принципы работы пиролизной печи кардинально отличаются от принципов работы обычных печек. В таком аппарате в результате окисления идет не сгорание топлива, а тление.

Однако все, кто сталкивались с протопкой печи или хотя бы разводили костер, знают, что при тлении дрова не сгорают, а только обугливаются. Так почему этого не происходит в пиролизных отопителях, работающих на дровах?

Дело в том, что в пиролизной печи топливо окисляется в два этапа. Сначала медленно окисляется твердая часть, выделяя большое количество горючих газов, а затем уже сами газы сгорают отдельно от дров, в другом отсеке.

Строго говоря, пиролизная печь работает не на твердом топливе, а на газе, который сама же и вырабатывает. Поэтому второе название пиролизных конструкций — газогенераторы.

Упрощенно схема работы пиролизной печи выглядит так:

в первом отсеке находится топливо и регулируется подача кислорода — воздух подается в таком количестве, чтобы дрова могли тлеть и не могли вспыхнуть;
газы, выделяющиеся при тлении, поступают в отсек, расположенный выше, и сгорают.

Двухэтапное сжигание позволяет экономить. В зависимости от модели пиролизной печи загружать новую порцию дров приходится от трех до одного раза в сутки.

То есть пиролизный отопитель работает непрерывно, поддерживая в помещении ровную температуру, так же как это делают радиаторы центрального отопления.

В этом состоит колоссальное удобство пиролизных конструкций.

Даже самодельная пиролизная печь будет безостановочно обогревать помещение и 24 часа в сутки обеспечивать находящимся в нем людям комфортную температуру.

Что уж говорить об агрегатах промышленного производства, в которых все рассчитано до мелочей и есть нужная автоматика.

Видео:

Достаточно один раз загрузить в них порцию топлива и потом целые сутки можно не беспокоиться о том, что дом может остыть, пока вы спите или отсутствуете.

Пиролизная печь своими руками собирается из кирпича или металла. Переоборудовать в газогенератор можно практически любую металлическую конструкцию подходящего объема, начиная от консервной банки и заканчивая двухсотлитровой бочкой.

Необходимые материалы и инструменты

Для создания печи с частичной газогенерацией понадобится следующее:

Сталь листовая толщиной 3–4 мм.
Уголок равнополочный стальной 50х4 мм.
Труба диаметром 50–60 мм.
Стальная арматура диаметром 8 мм — из этого материала будут делаться колосниковая решетка и оси заслонок.
Труба из стали или чугуна диаметром 110 – 120 мм для изготовления дымохода.
Около 15 кирпичей.

Также будут нужны инструменты и расходники для них:

Аппарат электросварочный и электроды в количестве 5 упаковок.
Дрель с набором свёрл «по металлу».
Болгарка с диаметром рабочей части 230 мм и 10 отрезных кругов для неё. Также могут понадобиться зачистные круги.

Кроме вышеперечисленного, понадобится молоток и инструмент для разметки: рулетка или линейка, карандаш.

Руководство по кладке пиролизной печи

Прежде чем приступать к кладочным работам, подготовьте либо же найдите в открытом источнике схему-порядовку будущей кирпичной печи длительного горения.

Руководство по кладке пиролизной печи

За основу можете взять схему любой нравящейся вам кирпичной печки – кладка пиролизного агрегата будет вестись по тому же принципу. Единственные важные различия заключаются в конструкции топки. О них будет рассказано отдельно.

Первый шаг. Сделайте основание. Заглубленный фундамент не нужен – достаточно бетонной либо кирпичной площадки. Размеры фундамента подбирайте в соответствии с габаритами вашей печи. Основание укройте слоем гидроизоляционного материала. Дополнительно можете насыпать примерно сантиметровый слой песка, утрамбовать его и вести кладку печи на такой подушке.

Второй шаг. Приступайте к кладке печи

Особое внимание уделяйте стартовому ряду. Проверяйте перпендикулярность углов и ровность ряда с помощью специально предназначенных для этого инструментов – угольника и уровня. Для кладки применяется стандартный раствор из глины, песка и воды

Периметр печки выкладывайте из керамического кирпича, а все внутренние перегородки – из огнестойкого кирпича

Для кладки применяется стандартный раствор из глины, песка и воды. Периметр печки выкладывайте из керамического кирпича, а все внутренние перегородки – из огнестойкого кирпича.

Ведите кладку в соответствии с порядовкой, пока не дойдете до топливника.

Печь длительного горения своими руками

Третий шаг. Приступайте к обустройству топливника. Топливник выкладывайте из огнеупорного кирпича – он более долговечен и лучше переносит воздействие высоких температур.

Главной особенностью топливника кирпичной печи длительного горения является наличие двух камер. В первую загружается топливо и происходит его розжиг, во вторую камеру переходит образующийся пиролизный газ и поступает вторичный воздух. Нижняя загрузочная камера сообщается с верхней посредством вертикального канала.

Топливник, один из вариантов

В топливник устанавливается колосниковая решетка из чугуна. Размещайте ее с небольшим зазором, т. к. металл имеет свойство несколько расширяться под воздействием высокой температуры.

Печь длительного горения своими руками

Для обеспечения максимально высокого коэффициента полезного действия топка пиролизной печи дополнительно укомплектовывается вентилятором.

Печь длительного горения своими руками

Также регулировать уровень тяги вы сможете при помощи специальной задвижки, показанной на схеме печки.

Установите дверки на поддувало, прочистную камеру и топливник.

Печь длительного горения своими руками

Четвертый шаг. Обустроив топку, выложите пиролизную печь до конца в соответствии с выбранной схемой

Особое внимание уделяйте дымоходу – этот элемент конструкции должен быть выложен строго по схеме

Печь длительного горения своими руками

Нарушение технологии приведет к ухудшению тяги, в результате чего дым с продуктами сгорания не сможет отводиться в достаточном количестве и начнет проникать в помещение.

Крышка

Пятый шаг. Проверьте готовую печь. Для этого загрузите небольшое количество топлива, дайте ему разгореться и принюхайтесь к запаху образующегося дыма. Если дым не имеет выраженного аромата угарного газа, ваша кирпичная печь длительного горения является абсолютно безопасным отопительным агрегатом с высоким коэффициентом полезного действия.

Печь длительного горения своими руками

Виды пиролизных печей

Пиролизные печи широко применяются в повседневной жизни.

Пиролизные печи для отопления дома или гаража отличаются своими конструктивными особенностями, а также материалами изготовления. Есть две основные когорты таких изделий:

из металла;
из камня.

Каменные, то есть кирпичные печи не так уж и популярны в нынешних реалиях. Тем не менее, современные образцы, пройдя долгий путь усовершенствований, по своей производительности вышли на более высокий уровень. Печь пиролизного типа из металла применяется очень часто, так как она много экономнее простых буржуек с одной камерой горения.

Эти газы являются результатом пиролизной реакции, при которой органические вещества отделяются от неорганических. То есть твердое топливо как бы горит дважды: сначала выгорает их твердая часть, а потом газы. Это увеличивает эффективность использования энергоносителя и повышает КПД печи. Виды пиролизных печей:

на отработанном масле;
Кузнецова;
Булерьян;
Бубафоня;
Лачинянка.

Принцип работы пиролизной печи каждого вида одинаков в том, что все они дожигают выделенный из топлива газ. При этом их конструкции отличаются. Многие из них можно сделать своими руками. Ниже мы рассмотрим все вышеуказанные варианты печей более подробно, разберемся с их конструкцией и принципом работы пиролизной печи каждой модификации.

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.

Пиролизная печь Булерьян

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.

Схема сборки и установки печи для бани или дома

Если все же вы решились создать пиролизную печь для отопления дома, бани или саун, а также любых других помещений, то потребуется наличие следующих инструментов и материалов:

Самоделкину на заметку

Стальной лист размером 6 на 1,5 м. Его толщина должна быть не менее 4 мм.
Керамические и шамотные кирпичи.
Вентилятор мощностью не менее 300 Вт.
2 двери для поддувала и топочная.
Колосники чугунные – около 3 шт.
Терморегулятор рычажный.
Электродрель.
Сварочный аппарат.
Болгарки с 2 разными кругами – маленький и средний.
Трубы диаметром 3,2/5,7/15,9 мм.
Профтрубы диаметром – 80х40.
Температурный датчик.
Электроды для сварки.

В зависимости от назначения печи – для бани, для специальной каменки, для дома и т.д. – размеры и количество материалов могут варьироваться, однако средние параметры остаются теми же.

Для изготовления пиролизной печи для бани нужно уметь пользоваться в первую очередь строительными инструментами, в частности, сварочным аппаратом, и обязательно иметь чертеж по сборке, где:

А – контролер контура котла;
В – дверца для загрузки;
С – дверь зольника;
D – дымосос;
E – муфта для термодатчика;
F – патрубок аварийной линии;
G – магистраль для подачи;
H – подводка для холодной воды;
K – горячая вода теплообменника;
L – обратка котлового контура;
M – расширительный бак.

Последовательность работ следующая:

В первую очередь нужно составить схему будущей конструкции печи для бани или любого другого помещения.
Далее периметр печи нужно выложить из керамического кирпича.
Для отделки и строительства внешних перегородок используется шамотный кирпич.
Нужно приварить специальные патрубки, которые повысят герметичность.
Выполнить монтаж перегородки между газовой и вторичной камерой сгорания топлива.
В верхней части монтируют подачу, а в нижней – обратку.
Изготавливаются и устанавливаются дверцы из жаропрочной стали. Дверцы нужны для очистки печи и регулировки подачи воздуха. Для бани их усиливают металлическим уголком. Дальше дверцы оснащают запорными ручками.
Приделать трубу для выделения дыма.
Подключить вентилятор, который будет нагонять воздух в камеру смешения газа с кислородом.

Совет от мастера!

Однако перед началом работ необходимо здраво оценить свои силы. Если нет уверенности, то лучше не рисковать и воспользоваться услугами профессиональных компаний и фирм, занимающихся сборкой и установкой таких систем.

Как вам статья?

Мне нравитсяНе нравится

Принцип действия пиролизной печи, чертежи и её достоинства

Пиролизная или газогенераторная печь относится к классу теплогенераторов длительного горения

Чтобы понять принцип её работы, необходимо познакомиться с важной особенностью органического топлива: при воздействии высокой температуры и ограниченном доступе кислорода длинные углеводородные молекулы, из которых оно состоит, распадаются на более короткие, причём образующиеся при этом вещества имеют газообразное агрегатное состояние

Данный процесс называют пиролизом (газогенерация — русскоязычный эквивалент), а выделяющийся летучий коктейль — древесным газом. Все входящие в его состав вещества — водород, метан, азот, угарный газ и др. – являются горючими. В обычной печи сгорает только небольшая часть этой смеси (в камине часто можно видеть синие сполохи), а все остальное вылетает в трубу.

Варианты исполнения пиролизной печи

Пиролизные теплогенераторы устроены несколько иначе. Их рабочая часть разделена на две камеры: в одной (камера газификации) при температуре примерно 1100 градусов обугливается твёрдое топливо, во второй (камера дожигания) – сгорает выделяющийся при этом древесный газ. Воздух в обе зоны подаётся принудительно и строго дозировано. Тот, который поступает в первую камеру, называется первичным, во вторую — вторичным.

Твёрдый остаток, имеющийся в 1-й камере по завершении пиролиза, представляет собой древесный уголь (кокс). Его можно извлечь, тогда теплогенератор будет играть роль углевыжигательной печи. Но обычно уголь также сжигается, то есть пиролизная печь «выжимает» из органического топлива все тепло, какое только можно.

Упрощенная схема пиролизной печи

Для повышения КПД в верхней части топки пиролизной печи устанавливается специальный элемент, именуемый катализатором, дожигателем, турбулизатором или рассекателем (каждый производитель выбирает название на свой вкус). Он представляет собой керамическую деталь с вкраплениями оксидов различных металлов. Наилучший эффект демонстрируют катализаторы с добавлением платины. Роль данного элемента состоит в следующем:

являясь хорошим отражателем, он возвращает тепловое излучение в тлеющую массу топлива и увеличивает тем самым объем выделения пиролизного газа;
благодаря особой форме катализатора, проходящий через него пиролизный газ рассекается на несколько потоков, завихряется и хорошо перемешивается с воздухом, что в совокупности обеспечивает более полное его сгорание;
данный элемент за счёт своей высокой температуры вызывает воспламенение пиролизного газа, являясь по сути горелкой пиролизной печи.

Сегодня пиролизные печи котлы применяются довольно широко. Ими обогревают жилые дома, производственные помещения и прочие постройки с постоянным пребыванием людей. Такая популярность объясняется следующими достоинствами данной разновидности отопителей:

Поскольку сжигаются все составляющие топлива, установка имеет высокий КПД — до 85% (некоторые производители заявляют даже про 93%).
В результате полного окисления органических молекул выхлоп пиролизной печи по большей части содержит только углекислоту и пар — никаких тяжёлых углеводородных радикалов, угарного газа и других недоокисленных веществ. За это качество агрегаты данного типа иногда называют бездымными. Они не наносят вреда экологии и чистить их приходится сравнительно редко.
Подачу пиролизного газа в камеру дожигания легко можно регулировать, поэтому по удобству управления и инерционности эта печь может сравниться с газовым отопителем: мощность быстро можно менять в пределах от 5 до 100%. По этой же причине её гораздо легче автоматизировать, чем прочие твердотопливные теплогенераторы.
Топливом для пиролизных печей может выступать не только древесина, но и всевозможный мусор, в том числе старые автомобильные покрышки. Также имеются модели, работающие на жидком горючем, например, отработанном машинном масле.
Отбор тепла можно производить при помощи воды (печь оснащается теплообменником и превращается в котёл) без ухудшения характеристик печи.
На одной заправке топливом агрегат работает гораздо дольше, чем обычная металлическая печь (до 24-х часов).

Помимо недостатков, характерных для всех твердотопливных приборов (необходимость складировать и периодически подкладывать дрова, большие размеры и т. д.), у пиролизных печей есть и специфические:

требуется как можно более сухое топливо (при влажности более 12% пиролиз проходит плохо);
в дымоходе обильно образуется конденсат, что обусловлено низкой температурой выхлопа.

Для работы вентиляторов и электронного блока управления требуется электроснабжение.

Подходящие отходы для переработки

Преимущество

пиролизных установок

в том, что они пригодны для безопасной утилизации широкого спектра материалов, включая трудноразлагаемые вещества.

ТБО: бумага, пластмасса, стекло, кости и т.д;
отходы деревообработки: щепки и опилки;
пластик и полимерсодержащие отходы (бутылки, полиэтиленовые пакеты);
иловые слои, образующиеся в коллекторах и канализациях;
сланец и торф;
автомобильные покрышки, резиновые отходы;
отходы аграрно-промышленного комплекса;
сельскохозяйственные отходы (шелуха зёрен, скорлупа орехов и т.п.);
отходы медицинских учреждений
нефтешламы;
растительные отходы, включая водоросли.

Мусор автоматически измельчают на куски менее 1 см. После измельчителя материал попадает в сушильную камеру, которая нагревает его до температуры 180 °C. Чтобы установка работала с максимальным КПД, содержание влаги в материале должно быть меньше 15%. Если сушильной камеры нет, эффективность пиролиза снижается.

ТБО, прошедшие сушку, попадают в пиролизный реактор.

Процесс протекает при температуре от 400 до 1500°C в зависимости от типа отходов и температурного режима.

Конденсат и газы поступают в теплообменник и разделяются на горючий газ и жидкое топливо.