Делаем пиролизный котел своими руками – советы и рекомендации

При выборе способа отопления и горячего водоснабжения дома люди особое внимание уделяют его стоимости и практичности, так как это будет влиять на регулярные ежемесячные расходы в течение многих лет. Конечно, каждое решение имеет свои плюсы и минусы. Преимущество пиролизных печей по сравнению с традиционными котлами для твёрдого горючего включает низкое отрицательное воздействие на окружающую среду, снижение расхода топлива и уменьшение затрат на обслуживание.

Можно ли получить пиролиз самому

Конструкция самодельного пиролизного котла будет эффективной, только при условии, что будут созданы необходимые условия для его работы. Горение топлива внутри топки, должно осуществляться с соблюдением следующих особенностей:

  • Пиролиз или газогенерация – это процесс продуцирования и последующего дожига газа, появляющегося при сжигании любого твердого топлива. Котел должен иметь топочную камеру, соединяющуюся каналом с топкой, для дожига газов.
  • В процессе горения требуется, чтобы поддерживалась температура свыше 600°С. В самодельных котлах, камеру дожига газов, обычно располагают под топочной камерой. Для уменьшения теплопотерь.
  • Подача воздуха и отвод газов, должны точно регулироваться. Пиролиз происходит только при ограниченном объеме кислорода в топке.

Во время горения твердого топлива, сначала происходит окисление поверхности, после чего появляется пламя. Газогенерация или пиролиз, является естественным физическим явлением.

Главная задача при изготовлении котла своими руками, это необходимость добиться максимального продуцирования CO и дожига его в специально отведенной камере.

История технологии

Нагревание органических материалов при отсутствии кислорода приводит к химическим и физическим изменениям в них. В прошлом эти явления использовались для производства древесного угля. Самый примитивный способ выглядел так: древесину покрывали глиняной насыпью и нагревали при относительном отсутствии воздуха. С помощью такой технологии производство угля достигло пика в XI-XII вв.

Серьёзные последствия подобной переработки лесов ощущаются сейчас в некоторых районах Африки и Азии. При кажущейся простоте этот способ не является экологичным. В результате пиролиза древесины выделяются смолы, представляющие собой летучие продукты с большой молекулярной массой. Они легко конденсируются при нормальной температуре окружающей среды. Но несмотря на это, твёрдый остаток (уголь) традиционно является ценным топливом для примитивных аграрных общин, благодаря таким качествам:

  • высокое содержание углерода в сравнении с исходной древесиной;
  • незначительное содержание серы.

Ранее производство стали, в том числе успешные попытки отливки из неё пушек, было основано на восстановлении оксида железа углеродом в угле. Подобная технология с использованием древесного угля, основанная на переработке эвкалипта, практикуется и в современной Бразилии как экономически оправданное.

Пиролизная печь очень экономична в использовании

Широкое промышленное применение пиролиз нашёл в операциях коксования. Конструкции печей и условия реакций в них менялись в зависимости от спроса и цен на конечные продукты. В Европе середины XIX века карбонизация угля использовалась для получения газа, которым отапливали и освещали дома. В тот период только королевские дворцы могли пользоваться подобными новшествами. Бытовое употребление пиролизных газов прекратилось с развитием транспортировки природных углеводородов.

Читать так же: инструкция изготовления пиролизного котла самостоятельно.

Как сделать пиролизную печь своими руками:

Во время Второй мировой войны многие автомобили и грузовики перевели на древесный газ, сгенерированный в размещённых на транспортных средствах мобильных установках. Их производительность была мала из-за низкой энергетической плотности газа, который, как правило, содержал большое количество азота и других негорючих соединений.

Долговечность двигателей на таком топливе была невелика и снижалась прежде всего из-за летучей золы, попадающей в цилиндры вместе с древесным газом. Но несмотря на эти недостатки, применение подобных машин было оправдано дефицитом топлива. После окончания войны об этих установках забыли вплоть до настоящего времени.

Сейчас проблема получения топлива из биомассы взамен ископаемому снова актуальна.

Современные технологии позволяют получать с помощью пиролиза из отходов древесины и сельского хозяйства высокого качества очищенный газ, пригодный для отопления.

Выбираем форму и размер

При выборе формы и размера необходимо учитывать несколько параметров, основные из которых:

  • размер топливника;
  • способ сжигания топлива;
  • лимит массы;
  • лимит размера.

Размер топливника

Параметры топливника напрямую влияет на эффективность работы нагревательного прибора в различных условиях – чем он меньше, тем медленней будет нагреваться определенный объем воды.

Выбираем форму и размер

Иными словами, устройство с маленьким топливником пригодно для обслуживания одного человека. На нем можно вскипятить кружку чая или разогреть банку тушенки.

Читайте также:  Однотрубная система отопления частного дома: выбираем лучшую схему

Попытка заложить в печь больше топлива, чем позволяет объем топливника, приведет к быстрому перегреву и повреждению отдельных деталей.

Для обслуживания компании, состоящей из пары-тройки человек, наиболее эффективным объемом топливника будет 1 дм3, то есть куб с размером стороны 10 см. Для компании в 3–5 человек оптимальным будет куб со стороной в 15 см.

Эти значения являются лишь рекомендованными, поэтому не обязательно строго следовать им. Кроме того, даже маленькая печь с размером топливника в 1 дм3 при правильном использовании сможет обеспечить едой 3–4 человека без деформации деталей, правда придется использовать продукты быстрого приготовления и тратить на нагрев воды больше времени.

Пиролизный и обычный способы сжигания топлива

Существуют 2 основных способа сжигания топлива:

  • обычный;
  • пиролизный.

Для обычного сжигания топлива достаточно сделать самую примитивную металлическую коробку, которая направит основную массу пиролизных газов и пламени вверх.

Выбираем форму и размер

Эффективность такого способа сжигания древесины невысока, а из-за большого содержания недогоревших частиц целлюлозы, которые превратились в сажу, поверхность емкости для воды покрывается копотью и чернеет. Поэтому единственное достоинство обычного способа топки лишь в простоте конструкции нагревательного прибора.

При пиролизном способе сжигания происходит термическое разложение древесины (пиролиз) с частичной нехваткой воздуха и малым количеством огня.

Затем в так называемом пиролизном блоке дым смешивается со вторичным воздухом, который поступает через отверстия в корпусе печки, и происходит дожиг. То есть, часть оксида углерода (угарный газ), который образуется при термическом разложении древесины, превращается в углекислый газ с выделением тепловой энергии.

При таком способе сжигания целлюлоза, из которой состоит древесина, сгорает более полно, выделяя больше тепла, поэтому для нагрева одного и того же количества воды требуется меньше топлива.

Кроме того, пиролизный способ лучше подходит для сырой древесины, а ведь основным видом горючего для таких печек является то, что можно поднять под ногами, то есть ветки, кора и шишки, которые в большинстве случаев отличаются довольно высокой влажностью.

Лимит массы и размеров

Те, кто ходил в многодневные походы на большое расстояние, знают, сколько вещей и продуктов нужно взять с собой, и понимают важность каждого лишнего грамма. Для таких туристов вес печки-щепочницы является определяющим фактором.

Вес зависит не только от конструкции и размеров нагревательного прибора, но и от толщины металла, из которого сделали печку. Поэтому приходится выбирать между толщиной металла и лимитом веса.

Выбираем форму и размер

В дальних походах очень важно использовать максимально компактные вещи, потому что объем рюкзака ограничен, а взять с собой нужно много.

В таких условиях предпочтительней разборные устройства, ведь в сложенном состоянии их размер не превышает габаритов не слишком большой книги или планшета.

Однако этот тип нагревательных приборов заметно сложней в изготовлении и немного менее эффективен. Если же жесткого ограничения на размер нет, то лучше выбрать неразборную или частично разборную конструкцию.

Разновидности дровяных печек

Дровяная печка – универсальное устройство, которое может работать на обогрев небольшого домика, подсоединяться к отопительной системе и водоснабжению. Перед покупкой необходимо изучить особенности классификации отопителей.

Разновидности дровяных печек

По материалу корпуса

Металлическая печь на дровах для отопления дома

Разновидности дровяных печек

В зависимости от материала изготовления печка на дровах бывает:

  • Чугунной. Теплоемкость корпуса и его способность аккумулировать тепловую энергию обеспечивают эксплуатацию устройства в качестве вспомогательного отопления. Для отвода продуктов сгорания предназначен гофрированный дымоход или рукав. Чугунный агрегат для длительной поддержки температуры оснащается системой воздуходува.
  • Металлической. Нержавеющий металл сокращает сроки нагрева воздуха в комнате. При покупке стоит ориентироваться на толщину стенок – тонкие очень быстро остывают. Конструкции с толстыми швами меньше подвержены растрескиванию.
  • Кирпичной. Выстраивается в качестве основного источника тепла, оснащается дымовыводной трубой змеевидной формы. Несмотря на длительное время нагревания, кирпич может удерживать тепловую энергию на протяжении нескольких часов.
Разновидности дровяных печек

Чугунный агрегат подходит для монтажа в любом месте, кирпичный можно использовать для приготовления пищи.

В зависимости от конструкции дымохода

Разновидности дровяных печек

Внешний дымоход для печи

Дымоходная труба выводит продукты сгорания и по способу монтажа бывает внутренней и внешней. В первом случае находится вне помещения и отличается хорошей тягой. Внешние системы не выводятся через крышу и применяются для эстетических целей.

Разновидности дровяных печек

По типу конструкции можно выделить несколько разновидностей дымоходов:

  • Стенной. Нижняя часть совмещена с фундаментом стены. Дымоотвод выполняется из кирпича.
  • Коренной. Обустраивается на отдельном основании у наружной стены, оснащается кирпичным или керамическим вкладышем.
  • Сэндвич. Однослойная труба имеет вид насадки, быстро монтируется на камин или печь.
  • Коаксиальный системы Шиндель. Двухтрубная конструкция, которая противоточным способом нагнетает воздух и отводит продукты сгорания.
Разновидности дровяных печек

Дымоход должен возвышаться над колосниковой решеткой на 5 м, а над крышей – на 1 м.

Читайте также:  Алгоритм расчета расхода газа на отопление дома

По типу конструкции

Разновидности дровяных печек

Кирпичная печь с лежанкой

Подовые надежные печи работают на дровах и предназначены для отопления дома любой квадратуры. По конструкции различают несколько типов устройств.

Разновидности дровяных печек

Русские печи изготавливаются из кирпича, оснащаются спальным местом – лежанкой. Топочный отсек находится под лежанкой, плита – рядом с топкой. Регулировка интенсивности обогрева осуществляется через поддувало. Русская печь работает на большом количестве топлива и качественно прогревает помещение более 40 м2.

В зависимости от зоны расположения в помещении можно подобрать камины:

Разновидности дровяных печек
  • Угловые. Модели со встроенным или пристроенным дымоходом выносятся во внешний угол. Прямоугольные или квадратные отличает широкий каминный подиум с нишей для топлива.
  • Пристенные. Задняя часть конструкции находится около стены. Размер основания в среднем составляет 75х125 см, что подходит для гостиных комнат в небольшом доме.
  • Островные. Выстраиваются на отдельном фундаменте в больших комнатах. Выполняют функции зонирования и обогрева.

По функциональному назначению можно подобрать печь-камин для бани на дровах или конструкцию с варочной поверхностью.

Разновидности дровяных печек

Печь-шведка для отопления дома и приготовления пищи

Шведские печи отличаются задним выносом дымохода, классифицируются по типу сечения на несколько видов:

Разновидности дровяных печек
  • Вертикальный. Дымовыводной канал с 2-3 коленами и дверкой для очистки.
  • Горизонтальный. Выведен горизонтально, имеет от 2 изгибов и равномерно прогревается.
  • Колпаковый. Теплые воздушные массы задерживаются в 2-3 камерах, щиток равномерно греется.

Колпаковые шведки – самые сложные в эксплуатации и обслуживании.

Разновидности дровяных печек

Продолжительность сгорания топлива

Печь или камин с системой длительного горения функционирует по способу дожига пиролизных газов, но модели на дровах также делятся на несколько видов:

Разновидности дровяных печек
  • С водяным контуром. Качественно прогревают большие помещения, поскольку водяной тип контура подключается на радиаторы отопления.
  • Без контура. Оснащаются камерой дожига и пластинчатым дефлектором. Первичные воздушные массы разжигают топливо, вторичный воздух подается в камеру дожига.

Система длительного горения позволяет эксплуатировать печь при одной закладке на протяжении 3-8 часов.

Разновидности дровяных печек

Что такое пиролиз

Суть пиролиза заключается в том, что при температуре от 200 до 800 градусов (в условиях недостатка кислорода) происходит газификация древесины – она обугливается и тлеет, постепенно распадается на твёрдый углеводород (кокс), смолы и смесь неконденсируемых горючих газов. Выделяемый топливом пиролизный газ можно дожигать отдельно от твёрдого остатка, что даёт возможность получить дополнительную тепловую энергию. Используя уникальные свойства данного процесса, есть возможность создать полноценное отопительное устройство для обогрева крупного дома. По такому же принципу работают походные пиролизные минипечи, которые своими руками собирают туристы и любители активного отдыха на природе.

Фактическая теплота горения высвобождаемых газообразных продуктов может отличаться в разы (примерно от 3 до 15 МДж/м3), теплотворность дожига зависит от состава газовой смеси. В свою очередь, состав пиролизного газа определяется способом подвода тепла для нагрева топлива, скоростью и конечной температурой протекания процесса. От этих же условий будет зависеть процентное соотношение получаемых твёрдых и летучих компонентов.

Обратите внимание! Во время топки пиролизной печитвёрдый остаток (уголь) горит в штатном режиме. При этом его теплотворность в два с половиной раза выше, чем у древесины.

Правильное функционирование печи для дома

Для правильного функционирования печи для дома, не стоит забывать о строгих пропорциях воздушно-топливного оборудования. Иначе сгорание осуществится неровно, образовав при этом повышенную задымленность. А это плохо скажется на работе устройства.

Чтобы изготовить пиролизные печи для дома, хороших навыков в проведении сварочной работы или наличия рабочих чертежей устройства крайне недостаточно. Необходимо использовать качественные материалы, причем большинство из них обладают высокой стоимостью.

Схема работы пиролизного котла.

Прежде всего, это касается металла. Стоит заметить, что для его изготовления понадобится высококачественная сталь. А еще вам потребуется соответствующая электроника.

Необходимо понимать, что работает пиролизная печь практически так же, как и котел. Топливо загружается в секцию и поджигается. После чего дверцы закрываются, и включается вентилятор. Топливо (если наблюдается недостаток кислорода и температура составляет около 800 градусов) разлагается непосредственно на газ и кокс из дерева. Далее этот газ, при высоких температурах, создает само горение. Образующийся дым не содержит каких-либо химических дополнений.

Чертежи пиролизных котлов

На этапе подготовки создания пиролизного агрегата необходимо:

  • изучить информацию относительно особенностей такой отопительной системы;
  • произвести точные расчеты, чтобы знать оптимальный вид горения;
  • также нужно иметь на самодельные пиролизные котлы чертежи.

Только качественная обвязка отопительного агрегата и правильный подбор мощности для него обеспечат эффективное функционирование всех элементов системы. Для выполнения обвязки требуется схема пиролизного котла своими руками.

Топливо для печи

Поскольку эти печки универсальны по отношению к используемым продуктам горения, мастера применяют разнообразные варианты топлива для своих агрегатов. Однако, большинство современных котлов работают с использованием твердого топлива. Такие отопительные устройства работают на дровах и пеллетах.

Топливо для печи

Важно учитывать, что твердое топливо для пиролизного котла должно быть достаточно сухим, и его влажность в среднем достигает не более 12%.

Топливо для печи

Выделяют следующие виды топлива:

Топливо для печи
  • Дрова. Дрова заготавливаются из различных пород и видов деревьев. Например, наибольшей теплоотдачей обладают березы и хвойные растения. Также, достаточно теплоемкими являются дрова дуба, однако древесина его достаточно дорогая, а большая часть этих деревьев занесена в Красную книгу из-за бесконтрольной вырубки. Помимо перечисленных выше деревьев, часто используются дрова из ольхи, ясеня и лещины.
  • Пеллеты. Представляют собой спрессованное растительное сырье в виде отдельных небольших цилиндров. В качестве сырья для изготовления пеллетов используют солому, шелуху и ветки.
  • Каменный уголь. Такое сырье применяется для поддержания тепла в производственных помещениях.
  • Евродрова. Их более распространенное название «топливные брикеты». В отличие от пеллетов имеют большие размеры, однако, сырье для их изготовления остается тем же.
Топливо для печи

Топливо для печи

Как построить своими руками?

Материалы и инструменты

В процессе работы строителю понадобятся профильные трубы.

Соорудить самостоятельно пиролизную печь из кирпича довольно сложно. Для создания конструкции мастера используют:

  • Необходимые материалы:
    • кирпич силикатный и огнеупорный;
    • песок, щебень, глина;
    • металлический лист 4 мм;
    • трубы (профильные и круглые);
    • металлический уголок;
    • колосники;
    • дверца;
    • задвижки;
    • расходный материал, в том числе круги (отрезные, шлифовочные), электроды, саморезы и пр.;
    • емкости для раствора и воды.
  • Инструменты:
    • сварочный аппарат;
    • слесарный инструмент (молоток, пассатижи, зубило, электродрель, болгарка);
    • измерительные приспособления (рулетка, отвес, уровень);
    • строительный инструмент (кельма, кирка и т. д.);
    • сварочный аппарат;
    • вентилятор;
    • электронный блок управления;
    • терморегулятор;
    • датчик температуры.

Сооружение пиролизной печи из кирпича

По технике безопасности пиролизные печи устанавливают только в нежилых помещениях

Чтобы построить пиролизный котел из кирпича своими руками нужно:

Для выполнения некоторых видов работ нужны навыки обращения со сварочным аппаратом.

  • уметь пользоваться сварочным аппаратом;
  • иметь навыки слесарных и строительных работ;
  • разбираться в чертежах;
  • иметь опыт подключения и настройки электронной аппаратуры.

Сначала приступают к изготовлению водяного котла. Стенки корпуса вырезают по размерам из листов металлопроката. Дальше готовят детали теплообменника. Когда необходимые элементы конструкции будут готовы при помощи резьбовых соединений и сварки, происходит сборка котла. Выполняют зачистку сварных швов и приступают к проверке корпуса котла на герметичность. Для этого его заполняют водой. Если протечка не обнаружена, котел считается пригодным для эксплуатации.

Затем приступают к сооружению печи. Очередность работ ничем не отличается от постройки обычной кирпичной конструкции. На подготовленный фундамент укладывают первый ряд кирпича. Последовательность кладки подскажет порядовка. Раствор готовят исходя из пропорций: 8 частей песка перемешивают с 1 частью воды и добавляют 4 части глины. Такой раствор считается огнеупорным, который выдерживает температуру до 1 тыс. градусов.

Из огнеупорного кирпича выкладывают стенки обеих камер сгорания. Места под колосники делают с зазорами, которые при нагревании будут компенсироваться. Производят монтаж печного литья. Чтобы не было смещения при укладке кирпича, дверцы фиксируются стальной проволокой. Монтируют приточно-вытяжной вентилятор. Через 7 дней, после полного высыхания раствора, печь будет готова к эксплуатации.

Обслуживание пиролизных печей

Пиролизные печи требуют гораздо меньше внимания по сравнению с обычными устройствами. Это связано с тем, что в дымовых газах практически отсутствуют твёрдые частицы, образующие сажу. Наличие водяных паров в выхлопе предопределяет образование конденсата на стенках дымохода. Поэтому необходимо установить сборник конденсата с краником для слива, который нужно использовать регулярно по мере накопления.

Такое утверждение справедливо для идеально сбалансированных печей, где происходит полное разложение топлива. Но прорыв обычных печных газов исключать нельзя, поэтому необходим регулярный осмотр внутренней поверхности дымохода. При необходимости его нужно прочищать. Осмотр производится не реже двух раз в год.

На печах длительного горения в обязательном порядке применяется утеплённая труба из нержавеющей стали.

Печи на отработанном масле нужно прочищать регулярно по мере образования нагара и шлаковых отложений в топливной чаше. В первой камере сгорания топлива происходит обычное горение с выделением твёрдых частиц. Конструкция печи позволяет визуально контролировать состояние этого узла.

При самостоятельном изготовлении печи для отопления мелочей не бывает. Каждое обстоятельство должно быть тщательно взвешенным и продуманным. В противном случае все усилия будут напрасными. Успехов вам!