Пиролизная кирпичная печь

Изготовление пиролизных печей

Технология изготовления пиролизной печи малой мощности.

Кирпичную пиролизную печь, имеющую мощность 30 кВт, обогревающую дом размером в 70 кв. метров, вполне реально изготовить своими руками. Для данного строительства понадобятся:

•  в районе 400 единиц керамического кирпича или 100 – шамотного;
•  лист стали габаритами 6000 мм на 1500 мм толщиной не менее 4 мм;
•  3 чугунных колосника;
•  вентилятор не менее 300 Вт мощности;
•  поддувальная и топочная дверцы;
•  рычажный терморегулятор.

Монтажные работы пиролизной печи требуют сварочный аппарат, электрическую дрель и болгарки с большим и маленьким диаметрами круга, электроды и термодатчик.

Также потребует целый набор труб – профтруба размерами 800 на 400 мм и три трубы стандартные, диаметрами 57 мм, 32 мм и 159 мм

Не рекомендуется изготавливать пиролизные печи и различного храма, найденного на заднем дворе или в сарайных складах. Все пиролизные печи, собранные из подобных материалов, являются подопытными образцами, даже несмотря на то, что они исправно работают. Материалы, подходящие для строительства железной печи, категорически не подходят для пиролиза. Так что следует сразу избавиться от старых бочек, кусков труб и остального железного хлама, использование которого в строительстве ставит под угрозу всю идею создания будущей печи.

Отсутствие контроля над реакцией пиролизного горения превращает этот тип печи в стандартную буржуйку, поэтому основным залогом её будущей работы является использование новой аппаратуры в начинке печи.

Для обогрева жилья как нельзя лучше подходят котлы системы «стоп-старт». Он требует установку автоматизированной системы контроля температуры. Также отдельной системой снабжается процесс порционной подачи воздуха в камере дожигания.

Укладка пиролизной угловой печи

Система «стоп-старт» приводит к сложной работе котла, требующей использования целой системы заслонок и регуляторов.

Использование шамотного кирпича ведёт к быстрому износу печи в силу его особенностей с обязательной его заменой каждые два года.

Толщина металла, используемого в строительстве воздуховодов, не влияет на степень его прогорания – для пиролизной печи есть специальная сталь.

В суровых российских реалиях на данный момент появился ещё один вид самодельных пиролизных печей, не требующих электрофикации. Здесь камера газификации находится внизу, а дожигания – наверху аппарата – устройство использует естественную тягу воздуха, нагнетая нагретый в топке воздух  в камеру дожигания, где к нему примешивается вторичный воздух.

В нижнюю камеру кислород попадает через отверстия за счёт атмосферного разрежения – смешиваясь в топке с пиролизным газом, он  вступают в экзотермическую окислительную реакцию.

Полученный газ сгорает в верхней дожигательной камере, нагревая теплоноситель. Каждая стенка такого котла изготовлена из жаропрочной стали, что обеспечивает полное сгорание топлива в печи на протяжении 14 часов.

Теперь пора перейти к инструкции как изготавливается пиролизная печь из кирпича своими руками.

Недостатки

Пиролизная печь имеет и недостатки:

• Требуется место для хранения топлива и поддержания его влажности на необходимом уровне.
• Большие габариты. Требуется относительного много места для размещения.
• Если сжигаются отходы, запах присутствует. Для таких случаев рекомендуется использовать вентиляционную систему.
• Конденсат накапливается в дымоходе, выходном канале. Для него в конструкции обычно предусматривается накопитель, а выходную трубу и дымоход делают большего сечения.

Габаритные пиролизные котлы Учитывая все преимущества и недостатки, пиролизные печи вполне могут составить должную конкуренцию иным источникам тепла.

Технология изготовления пиролизногокотла

Для изготовления мощного котла необходимы навыки работы с болгаркой и сварочным аппаратом, а также умение разбираться в чертежах и точный измерительный инструмент. Чертеж пиролизного котла приведен  на рисунке. Ниже в таблице указаны размеры, соответствующие котлам различной мощности.

Чертеж пиролизного котла

Описание элементов

При самостоятельном изготовлении котла мощностью выше 25 кВт рекомендуется строго придерживаться размеров и чертежа, в противном случае котел нельзя будет назвать безопасным.

Таблица размеров

Для изготовления стенок котла лучше использовать жаропрочную сталь, в этом случае котел будет служить значительно дольше. Если жаропрочной стали нет, можно сделать корпус котла из обычной конструкционной стали 8 мм, при этом обязательно нужно выполнить внутри камер котла футеровку шамотным кирпичом.

Последовательность выполнения операций:

Из листовой стали выполняют корпус котла. Болгаркой вырезают из листа металла детали котла, в стенках вырезают отверстия для загрузочной дверцы и дверцы зольника, а также все указанные отверстия для патрубков и дымососа

Очень важно точно соблюдать указанные на чертеже размеры. Зачищают края и соединяют детали с помощью сварочного аппарата, работающего на постоянном токе

Швы зачищают от окалины и шлифуют.
Приваривают патрубки, проверяя швы на герметичность.  Выполняют внутренний монтаж защитного теплообменника на задней стенке котла из трубы соответствующего диаметра, проверяют теплообменник на отсутствие течей повышенным давлением от компрессора, после чего устанавливают заднюю стенку камеры из жаропрочной стали.
Выполняют монтаж перегородки, разделяющей камеры газификации и сжигания газа. Между ними устанавливают чугунный колосник. В верхней части камеры газификации выполняют канал подачи воздуха с заслонкой. Нижнюю камеру также оснащают воздуховодом и футеруют шамотным кирпичом с нижней и боковых сторон.
Изготовляют дверцы из жаропрочной стали, усиливая их металлическим уголком так, чтобы создать максимальную герметичность. Дверцу топочной камеры и зольника навешивают на петли и оснащают запорными ручками. Дверцы должны прилегать плотно и без зазоров.
Котел устанавливают в нежилом помещении на ровную бетонную или кирпичную поверхность. Присоединяют к котлу дымоход типа «сэндвич» или просто утепляют трубу минеральным негорючим утеплителем. Подключают к котлу водяной контур. Устанавливают дымовой насос. Для того, чтобы котел работал в автоматическом режиме, дополнительно устанавливают контроллер температуры с датчиками, управляющий открытием воздушных заслонок и подачей воздуха, а также дымососом.

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:

Что такое пиролиз

Пиролиз – это термическое разложение вещества при высоких температурах на более мелкие частицы, и при этом дополнительные реагенты в процессе не участвуют. Мелкие частицы в свою очередь концентрируются в виде газов, которые впоследствии сжигаются, выделяя большое количество тепловой энергии. То есть, происходит двойное выделение тепла, плюс, полное сжигание топлива с минимальными отходами.

Что касается вышеупомянутых реагентов, то речь в основном здесь шла о кислороде, который поддерживает горение. Так вот сам пиролизный процесс происходит при отсутствии этого химического вещества. По сути, получается так, что топливо в топке печи не горит, а тлеет. При этом выделяется достаточное количество тепловой энергии, а заодно и выделяются газы, которые собираются в специальном отсеке, где они под действием высокой температуры сгорают, опять-таки, выделяя большой объем тепла.

Достоинства и недостатки пиролизных печей

Некоторые преимущества пиропечей уже упоминались.

1. КПД достигает 90%.
2. Экономия топлива.
3. Внутри топки происходит процесс длительного горения, что позволяет одной закладкой топлива пользоваться долгое время. То есть, присутствие человека минимизируется.
4. Процесс пиролиза можно отнести к экологичным, потому что при его проведении в атмосферу выбрасывается минимальное количество угарных газов.
5. Если изготовить пиролизную печь своими руками правильно (по чертежам точно), то можно гарантировать полнейшее отсутствия сажи, потому что она просто не будет образовываться за счет максимального сжигания топлива. Поэтому чистить такую печь нет необходимости.
6. В качестве топлива здесь используются прессованные отходы растительной биомассы. Это самый дешевый вид энергоносителя на сегодняшний день.

Конструктивные особенности

Что касается недостатков, то и они тоже есть.

• Пиролизная печь – это достаточно большой агрегат.
• Собрать ее своими руками не так просто. Это не обычный водогрейный прибор или буржуйка.
• В качестве топлива в пиролизных печах используется топливо с низкой влажностью. Ее повышение негативно сказывается на самом пиролизном процессе, что скажется на снижении КПД, плюс, появления смоляных отложений на стенках агрегата и дымохода.

Видео

Печное отопление в Украине, что называется, переживает второе рождение. Причины такого явления понятны без всяких объяснений.

Именно поэтому харьковский рационализатор Олег Петрик предложил использовать технологии пылеугольных ТЭС для повышения эффективности домашних печей, причем для этого совсем не обязательно обладать навыками опытного слесаря.Как можно поднять КПД угольной (дровяной) печи или твердотопливного котла без применения дополнительных энергоресурсов.Принцип работы технологии достаточно прост: вода из резервуара (парогенератора) превращается в пар с высокой температурой (400 – 500 С) и подается непосредственно в пламя, выступая своеобразным катализатором горения, увеличивающим производительность отопительной установки.Для создания рационализаторской системы, понадобится: парогенератор, который изготавливается из подручных средств (подойдет канистра или кастрюля, желательно из нержавеющей стали, может использоваться даже старый самогонный аппарат). В емкость врезается ниппель из автомобильной покрышки. Также понадобится около полуметра кислородного шланга и примерно полтора метра трубки, желательно из тонкостенной нержавейки с внутренним диаметром 8 мм, из которой изготавливается пароперегреватель.

По пароперегревателю, пар в разогретом состоянии попадает через отверстие в плите на колосниковую решетку. На конце трубки монтируется рассекатель пара для нейтрализации шума: трубка болгаркой разрезается немного меньше, чем на половину, с шагом, примерно, 10 мм, делается 7 – 10 пропилов, далее отверстия обматываются сеткой с окном 20-30 микрон из нержавеющей стали в ​​два-три слоя, а прикрепляется она к трубке проволокой диаметром 1-1,5 мм.

Резиновую трубку над плитой необходимо поднять на 20-30 сантиметров (на представленном фото она не поднята). Хотя некоторое охлаждение кислородного шланга происходит за счет водяного пара, это нужно сделать из соображений пожарной безопасности.

По теме: Украинский умелец сконструировал энергоэффективный твердотопливный котел и отказался от природного газа

Для того, чтобы, в свою очередь, ускорить выработку пара парогенератором, необходимо при разжигании дров, залить в емкость не более 200 мл воды, она закипит за 5-8 мин и устройство начнет работать на полную мощность. После этого в парогенератор можно полностью наполнить водой для длительной работы печи.Увеличение производительности составляет, приблизительно, 50%, в сравнении с обычными устройствами.

Испытания устройства показали, что выход печи на рабочий режим сократился в двое, то есть с 2 до 4 часов.Это значит, что дров для протопки печи понадобится в два раза меньше. Улучшилась полнота сгорания топлива, выходящий из трубы дым практически не виден, а количество золы значительно уменьшилось. В связи подорожанием энергоносителей, в частности природного газа, такая модернизация станет актуальной для многихдомовладельцев.Разумеется, что предложенное решение требует существенных доработок: необходимо автоматизировать процесс подачи воды, оптимизировать саму конструкцию и прочее.

Поделитесь ею и будет вам счастье!Пиролизная печь представляет собой аппарат практически безотходного производства, работающий как на топливе стандартного типа – древесины или угля – так и использующего для получения тепловой энергии побочный продукт предыдущих циклов обработки – газов. Таким образом, этот тип печей выполняет функцию газогенератора. Такая печь является чуть ли не единственным источником тепла в труднодоступных для цивилизации холодных районах планеты, где нет возможности провести газопровод или линию центрального отопления.По какому принципу функционирует пиролизная печь, и основные моменты в вопросе её создания своими руками следует рассмотреть в статье, представленной ниже.Вот так выглядит пиролизная печь

Модернизация печки

Дутьевой вентилятор обеспечит стабильность температурного режима во всех обогреваемых помещениях.

Почти любую пиролизную печь можно превратить в котёл для водяного отопления. Для этого внутрь встраиваются готовые или самодельные (из металлических труб) теплообменники. В комнатах устанавливаются радиаторы, в систему заливается вода – полноценное отопление готово.

Для этих целей лучше всего приспособить пиролизную печь с дутьевым вентилятором – оснастите её внешним блоком управления, отслеживающим температуру и управляющим работой вентилятора.

Варочные панели и встроенные духовые шкафы – вот чем ещё можно оснастить любую печь. Энергии пиролизного горения хватит не только на обогрев, но и на приготовление еды. Варочные поверхности и коробки духовых шкафов приобретаются в специализированных магазинах. Духовку можно изготовить самостоятельно из листового железа. Что касается варочных поверхностей, то они делаются из чугуна – самому такое не сделать.

Часто, в условиях, когда невозможно подключить центральное отопление, хозяева прибегают к установке различных механизмов, обеспечивающих автономное поддержание комфортной температуры воздуха и воды в доме.

Помимо этого, такой способ обогрева дома более выгодный, чем отопление с помощью газа. Одним из таких приборов является пиролизная печь длительного горения.

Сложности при сборке котла

При постройке пиролизного котла основная сложность — выбор правильного проекта и материалов. Без понимания процессов, которые протекают в топках, правильно построить котёл невозможно.

Основные ошибки, которые допускают при самостоятельном проектировании:

• Недостаточная футеровка зон сгорания. Шамотный кирпич важен, так как поддерживает постоянную температуру в зоне горения и предохраняет колосник и стенки топки от прогорания.
• Излишний теплосъем. Теплообменник должен улавливать то тепло, которое не нужно для поддержания внутренних процессов в котле. Расположение водяной рубашки рядом с зоной горения недопустимо.
• Несоответствие размеров загрузочной камеры и камеры газификации. Слишком малая камера газификации может привести к зависанию крупных поленьев.
• Неправильный размер или направление воздушных сопел. Смешивание воздуха и пиролизных газов должно быть максимально равномерным.
• Некачественно сделанная регулировка потоков первичного и вторичного воздуха, отсутствие принудительной подачи кислорода. Обязательно ставить либо дымосос или дутьевой вентилятор с регулировкой мощности.

Принцип работы пиролизной печи

Для описания принципа работы пиролизной печи необходимо взглянуть на её внутреннее строение и конструктивные элементы.

Принцип работы пиролизных печей

Основными конструктивными элементами печей пиролизного типа представлены газификационными и дожигательными камерами, системами подачи воздуха первого и второго порядка, водяной рубашкой и колосниковой решёткой.

После помещения топливного элемента в загрузочную камеру, он поджигается, вручную производится закрытие створок и включение дымососа. Теперь в высокотемпературных условиях недостаток кислорода провоцирует обугливание топлива и выделение из него  древесного газа.

Такой принцип работы пиролизного котла провоцирует образование в нем побочных продуктов реакции — угарного газа, углеводородов и водорода. Проникающий в камеру сгорание вторичный воздух вызывает более высокий результат сгорания топлива, часть выделяющегося тепла которого опускается в нижние уровни камеры, поддерживая пиролизный процесс.

Таким образом, пиролизные печи являются более экономичными по сравнению с печами обычными на целых 7%, потому что  пиролизный процесс продолжается минимум в течение 30 часов после загрузки в неё в качестве топлива древесины, и не менее 7 дней – используя уголь.

Для запуска газовой фазы работы печи, температура внутри неё должна быть не менее 450 градусов с максимальным порогом в 1100 градусов. Теперь внутрь камеры необходимо порционно подавать воздух, количество которого рассчитывается заранее по специальной схеме. Лучше соорудить дополнительную камеру сгорания газов, имеющую размер не менее 50 см. Минусом такого сооружения является отсутствие возможности вручную управлять подачей воздуха, соответственно, требуя создания автоматизированной линии контроля и регулирования температуры внутри печи. Согласно этим данным, аппарат будет самостоятельно рассчитывать и подавать нужную порцию воздуха.

Схема работы пиролизной печи

Пиролизное сгорание влечет за собой разложение древесного топлива на отходы твёрдого остаточного типа, кокс и газов. Смешивающийся с порционно поступающим кислородом получившийся газ вступает в активную фазу реакции горения.

В процессе рабочего взаимодействия пиролизного газа с углекислым, происходит модификация токсичных веществ, при обычной реакции горения выбрасывающихся в атмосферу в больших количествах. В случае их участия в пиролизном горении, экологичность у такой печи гораздо больше, чем у стандартной.

Таким образом, пиролизные печи для дома являются одним из лучших вариантов экономичного обогрева помещения.

Преимущества

Выделим основные достоинства, которыми обладает пиролизная печь:

1. Высокий КПД – до 85%. Если сравнивать с обычными печами, это очень хороший показатель.
2. Быстрый нагрев топлива. Достижение комфортной температуры в помещении за короткий промежуток времени.
3. Экологичность. Продукты сгорания содержат вредные вещества в крайне малой дозировке. Поэтому такие печи называют бездымными: отсутствует сажа, чистый дымоход.
4. Экономичность работы. Обеспечивается за счет продолжительного и полного сгорания топлива.
5. Широкий диапазон тепловой мощности. Печь способна функционировать в диапазоне от 5 до 100%.
6. Может применяться разное топливо, кроме рекомендованных видов: автомобильные покрышки, мусор, сырые дрова и прочие.
7. Не нужен постоянный контроль. Топливо загружается раз в сутки, а золу можно выгружать гораздо реже.
8. Можно сделать своими руками. Достаточно составить правильную схему, сделать чертеж, по которому можно реализовать задачу.

Мощный пиролизный котел