Пиролизная печь своими руками: инструменты и материалы, этапы сборки

Пиролизная печьПеред владельцами загородных домов всегда стоит выбор системы отопления. Решающим фактором становится вид энергоресурса, обусловленный стоимостью и обслуживанием. Пиролизная печь- альтернатива отопительным котлам, природному газу и отличный вид обогрева, который становится все более популярным. Пиролизные печи работают на твердом топливе, поэтому такие обогреватели считаются довольно экономичными в наше время и великолепно подходят для дач и загородных домов. Предлагаем вам рассмотреть более подробно принцип работы пиролизной печи, ее устройство, особенности эксплуатации, а так же технологию создания такой печи своими руками.

Принцип работы пиролизной печи

Пиролиз — технологический процесс газогенераторного горения. В результате сгорания твердого топлива, как пеллеты, уголь, дрова, торфяные брикеты происходит обогрев помещения. Принцип работы схож с функциональностью котла с сухой перегонкой. Пиролиз носит экзотермический характер, и отмечен способностью подогрева поступающего воздуха за счет выделяемого тепла

Загруженное топливо поджигается, и при закрытой дверце включатся вентилятор. Высокий температурный режим (200 -800 градусов) и низкое содержание кислорода в печи подводят к химическому процессу — дерево разлагается на пиролизный газ и древесный кокс. При горении древесина склонна к образованию метилового спирта, ацетона, уксуса и смолы.

Выделившийся газ соединяется с кислородом, и переходит в стадию горения. Образовавшийся в процессе горения дым, не содержит вредных канцерогенов и других опасных веществ. Сгоревшее топливо выделяет тепловую энергию, идущую на обогрев помещения. Вода, находящаяся в котле, в горячем состоянии поступает в систему отопления при одновременной подаче обратки. Теплоноситель также используется и в качестве охладителя. Так работает котел с нижним расположением камеры.

Котлы с верхним расположением камеры

Пиролизный котелПоявились экземпляры котлов, работающих в прямо противоположном направлении. Народные конструкторы спроектировали камеру газификации внизу, вторую — вверху. Модели таких котлов пока не столь популярны, но преимущества очевидны:

  1. Исключено потребление электроэнергии.
  2. Система работает на естественной тяге благодаря новому решению в устройстве воздушных каналов.
  3. «Перевернутый» дизайн.

Принцип основан на устремлении пиролизного газа в верхнюю камеру, и смешивании его с вторичным воздухом.

Разряженный воздух просачивается в котел через отверстие внизу, соединяется с кислородом, и создает условие для реакции окисления. Горючий газ сгорает в нижней камере, и отдает тепло воде.

Специальная закаленная сталь котла способствует тому, чтобы из дымохода выходил прозрачный дым. Грамотно смонтированная система может работать на одной порции заправки топлива до 14 часов.

Устройство печи

Конструкция предусматривает две камеры сгорания, необходимые для поддержания пиролиза. Одна из камер предназначена для топлива и плотно закрывается, чтобы предотвратить поступление кислорода извне. Полученный газ переходит в камеру дожигания, в которую подается вторичный воздух, чтобы улучшить горение.

Между собой камеры разделены колосником с уложенными брикетами. Верхнее вентилирование или дутье — особенность технологического процесса. Активизации принудительной тяги — необходимое условие для снижения аэродинамического сопротивления.

Важные моменты безопасности

Элементы конструкции котлаУместно напомнить, что качественное функционирование предусматривает сочетание строгих пропорций воздушно-топливной смеси, иначе горение будет неровным, и образует много дыма. При конструировании печи своими руками важно иметь подробный чертеж, и иметь навык в работе со сварочным аппаратом.

Образование газа происходит неравномерно, поэтому так важно обеспечить контроль соотношения газа и воздуха. Электронная система всегда автоматически реагирует на все происходящие процессы, и следит за нагревом теплоносителя. Одна камера системы создает давление, другая — балансирует состав топливовоздушной массы. В этом и разница между печью собственной конструкции и заводской продукцией.

Если вы решили построить печь собственноручно, не обойтись без качественных материалов как, легированная сталь и современная электроника для контроля. Процесс пиролиза нерегулируемый, и этот факт требует контроля электронной начинкой, иначе котел повторит функции буржуйки. Происходящим процессам требуется ряд условий, без обеспечения которых печь не сможет качественно работать.

Инструменты и материал для работы

  • Сварочный аппарат.
  • Электродрель.
  • Угловая шлифовальная машинка Ø230. Не обязательно, но желательно использовать машинку Ø125.
  • Листовой металл в 4 мм — 7,5 м². При бюджетном варианте допустим монтаж внутренних деталей из 4 мм листа, корпуса — из 3 мм.
  • Электроды — 5 пачек
  • Кирпич огнеупорный — до 15 шт.
  • Отрезные круги с диаметром в 230 мм — 10
  • Шлифовальные круги в 125 мм — 5
  • Вентилятор.
  • Температурный датчик.
  • Колосники
  • 2 дверки

Трубы:

  • 57 мм диаметром и толщиной в 3,5 мм — 7−8 м.
  • 15,9 мм Х 4,5 мм — 0, 5 м
  • 32 мм Х 3.2 мм — 1 м. п.

Профилированные трубы:

  • 60×30 и толщиной 2 мм — 1,5 м. п.
  • 80×40 со стенкой 2 мм — 1 м. п.

Стальная полоса:

  • ширина 80 мм и толщиной 5 — 1 м. п.
  • 20 мм Х 4мм — 7,5 м. п.
  • 30 мм Х 4 мм — 1,5 м. п.

Металлическая конструкция

Схема пиролизного котлаРазмеры будущей конструкции рассчитываются исходя из желаемой мощности. Если у вас не мозг инженера, во избежание накладок лучше обратиться к профессионалам за теплотехническими расчетами.

Общая схема выглядит так:

  1. Процесс начинается со сварки. Необходимо сварить стальной корпус и 2 камеры: сгорания и дожига.
  2. Внутренние работы предполагают фундамент из шамотного кирпича.
  3. Дальше по чертежу выполняются отверстия, и подведение систем для подачи воздуха в камеры.
  4. Вырезается окно топки и герметично присоединяется дверь.
  5. Начинается монтаж водяной рубашки.
  6. В выводящую трубу вставляется вентилятор.

Домашняя технология обусловлена приобретением материалов в компаниях по продаже металла. Разовые приобретения обойдутся несколько дороже, чем закупка по списку.

Основа котла — топка или камера сжигания, в которой температура превышает 1000 градусов. При отсутствии специальной стали можно использовать имеющуюся в наличии, но при таком решении стенки следует делать двойными.

  1. Стенки для будущего котла вырезаются из листа стали угловым шлифовальным аппаратом по размерам чертежа, имеющего всегда точные размеры деталей. Они переносятся на металлопрокат с помощью линейки и подсобных измерительных инструментов.
  2. После вырезания стенок следует приступить к повторной нарезке стенок только из профилированной трубы. Они нужны для ребер жесткости.
  3. Теперь следует приготовить усилители для стыков между сегментами печи из стального листа.
  4. Делаем прямоугольное отверстие в передней стенке, по размерам дверец камер сжигания и зольного отсека. Совет: чтобы вырезать требующую дыру сначала на металл наносится разметка, и очерчивается острым предметом.

С помощью дрели лист сверлится по углам и крепится. Опять в работу вступает шлифовальная машинка, которая поможет сделать сквозное отверстие в середине. Линия разреза плавно перемещается с центра и до края листа. Такой прием защитит лист от механических повреждений.

  1. Делаем емкость для воды. Для резервуара предусмотрен лист нержавеющей стали. Здесь необходима сварка и определенный навык. При отсутствии первого и второго условия емкости можно заказать в мастерской.
  2. Конструкция теплообменника — это комплект водопроводных труб. С помощью сварки они организуются в проточный контур с широкой внешней поверхностью, способной обеспечить максимальную теплоотдачу теплоносителю.

Сборка конструкции

Сборка металлической конструкции производится прямо на месте установки, чтобы избежать дополнительных усилий по перемещению габаритного агрегата.

  1. Сборка корпуса котлаОбязательным условием является укладка фундамента из термостойкого кирпича.
  2. Затем по периметру устанавливаются внутренние стенки котла, на днище размещается зольный отсек. Сваркой соединяются внутренние стенки.
  3. Корпус готов и пришло время внутреннего монтажа. Привариваются камеры, теплообменник и колосники по заранее прикрепленным направляющим.
  4. Снаружи вертикально крепятся сваркой ребра жесткости, вырезанные из профиля.
  5. На заключительной стадии устанавливаются внешние стенки и верхняя плита. На плоскости монтируются баки для воды.
  6. В конструкцию, между стенками засыпается чистый песок, выполняющий универсальную функцию: защищает камеры от перегрева и прогорания и дополнительно аккумулирует тепло.

Совет : засыпать нужно чистый песок, без содержания органических включений. Его нужно хорошо прокалить. Такой прием избавит от неприятного запаха при работе котла.

На этом этапе происходит герметический монтаж дверец камер. Емкость с водой подключается к контурам. Металлическая конструкция готова.

Котел разжигается твердым топливом, после чего пламя фиксируется дверцей. Ровное горение может быть только в случае регулированной подачи воздуха камерам. Это требует прикрепления специальной системы, состоящей из рычагов и клапанов.

Считается, то организация котла менее 15КВ нецелесообразно. А что делать хозяевам, имеющим небольшую площадь? Сооружать пиролизную печь, напоминающую работу котла, и основанную на одинаковом принципе работы.

Сооружаем печь

Для печи мощностью в 25КВт и обогрева площади в 60 м2понадобится:

  • Кирпич — 400 шт.
  • Шамотный кирпич — 100 шт.
  • Лист стали в 4 мм 6×1,5 метра.
  • Вентилятор.
  • Чугунные колосники — 3 шт.
  • Терморегулятор.
  • Дверцы для камеры и зольного отсека.

Готовим раствор для работы с кирпичом

Строительство печиБерем глину, чистый песок (мытый) и воду. Песок нужен мелкий с зернами не менее 1 мм. Воду желательно взять мягкую. Глина берется та же, что и для формовки кирпича. Чтобы повысить плотность раствора для кладки следует добавить портландцемент (1кг на 10 л воды).

Раствор: 4 части глины +8 ч. песка + 1ч. воды. Такой «рецепт» однозначно выдерживает до 1000 °C, причем не меняя своих качественных характеристик. Коэффициент теплового расширения аналогичен кирпичу, что исключает деформацию при циклах охлаждения-нагревания.

Есть несколько способов приготовления растворов. Один из них: в замоченную на сутки глину необходимо добавить равное глине количество воды. Получается консистенция, напоминающая густые сливки. Выдержанный раствор нужно пропустить сквозь сито, и смешать с песком. Регулируем консистенцию. Образовавшаяся на поверхности лужица укажет на недостаток песка.

Немного о кирпиче

Народные умельцы используют для футеровки топки шамотные кирпичи. Такой материал способен продержаться не больше сезона. Не спасет от прогорания и металл для воздухоотводов в 5мм — потребуются специальные стали.

Зарубежные производители делают их из керамики, но ссылаясь на опыт эксплуатации можно заверить начинающих мастеров, что зоны металла, не подвергавшиеся охлаждению, при соприкосновении с горящими газами быстро деформируются. Скорректировать процесс можно используя толстый металл— от 10 мм или делать двойные стальные стенки.

Приступаем к работе

Из шамотного кирпича делаем теплообменник, разделенный на две камеры. Одну для газификации, вторую — до сгорания выделенных газов. При расположении желательно исходить из того, что первичная подача воздуха идет сверху, а летучие вещества перемещаются вниз и догорают в камере.

Колосниковые решетки монтируются в свободном положении— при нагревании они расширятся, и заполняют допущенные зазоры.

Пиролизная печь из кирпичаНа последнем этапе, с помощью проволочных «ушей», крепятся дверцы камер. Также вставляются дверцы для контроля воздуха и печные задвижки, отвечающие за тягу.

Приспосабливаем вентилятор. Механизм необходим для противостояния аэродинамического сопротивления и без него не обойтись.

Печная конструкция готова и достойна всяческих похвал. Сдаем работу семье. Возможно, представленная схема позволит самостоятельно соорудить недорогую, но функциональную систему отопления. О результате своей работы можно будет судить по окончанию отопительного сезона.

Оценка:
42
Олег
2017-01-11 07:32:43
говорят в камеру згарания и дожига не должны быть телообмениики из за конденсата образуешево больше влаги пиролизныи газ не горит