Печи пиролизные своими руками: устройство, принцип работы и схема сборки
Если еще несколько десятков лет назад единственным вариантом отопления для многих были уголь и дрова, то сегодня есть газ. Тем не менее данное природное топливо иногда подвести не представляется возможным. Скажем, в некоторых местах в частном секторе и дачных поселках отсутствует газовая магистраль. Чтобы не прибегать к отоплению углем, хозяева строят печи пиролизные своими руками. Давайте разберемся, что это за оборудование и в чем его ключевые особенности.
Как работает котел и что такое пиролиз
Не нужно путать данное оборудование с обычным твердотопливным котлом. Агрегаты хоть и могут использовать аналогичное горючее, такое как уголь, брикеты и дрова, но принцип их работы заметно отличается.
В нашем случае мы имеем дело с так называемой сухой перегонкой. Процесс горения протекает при температуре от 200 до 800 градусов при уменьшенном количестве кислорода в камере сгорания. В результате сухое дерево разлагается на твердый остаток и древесный кокс и самый главный элемент – пиролизный газ. Последний смешивается с кислородом и служит своего рода активатором процесса горения. Стоит заметить, что сегодня печи пиролизные своими руками изготавливаются достаточно часто. Это обусловлено их простой конструкцией и относительно легкой сборкой. Кстати, дым, который образуется в процессе сгорания, не содержит вредных примесей. Этого удается добиться благодаря взаимодействию пиролизного газа с углеродом.
Верхнее расположение камеры
Такая конструкция выглядит более выгодно на фоне нижнего расположения камеры. Однако стоит заметить, что относительно недавно появились такие печи пиролизные. Своими руками их сконструировали народные умельцы, после чего они продавались уже в профессиональном исполнении. Сегодня они хоть и пользуются некоторым спросом, но должной популярности еще не получили. Что же касается достоинств, то они очевидны. Такое оборудование работает на естественной тяге и является полностью энергонезависимым. Помимо того, перевернутый дизайн добавляет некую изюминку. Принцип работы такой печи основан на том, что из основной камеры, располагаемой в нижней части печи, поднимается пиролизный газ в верхнюю камеру, где смешивается с кислородом. Через нижнее отверстие в корпусе печи поступает разреженный воздух, который в соединении с кислородом обеспечивает реакцию окисления. Собственно сгорание горючего осуществляется в нижней камере, затем греется теплоноситель. Интересно то, что такого типа печи пиролизные, своими руками сделанные, при грамотном исполнении могут работать на одной порции топлива до 12-14 часов.
Немного об устройстве
Необходимо понимать, что пиролизная печь состоит из двух камер сгорания. Обе они нужны для поддержания горения. Одна из камер, в которую загружается топливо, должна плотно закрываться для исключения попадания кислорода. Не забывайте об этом при конструировании изделия. В результате образуется пиролизный газ, который поднимается в камеру догорания, где смешивается с вторичным воздухом. При этом эффективность горения увеличивается, как и теплоотдача. Верхняя и нижняя камеры разделяются между собой колосниками. Одна из особенностей технологического процесса – верхнее вентилирование. Кроме того, важна организация принудительной тяги. Это значительно снизит аэродинамическое сопротивление.
Пиролизная печь своими руками: о безопасности
Если вы собрались конструировать отопительное оборудование собственными силами, то должны понимать, что выдвигаются строгие требования к качеству воздушно-топливной смеси и собственно безопасности печи. По этой простой причине вам понадобится хотя бы минимальный опыт работы с чертежами и владение любым типом сварочного оборудования. Для точной работы потребуется использовать электронику, а для высокого качества корпуса изделия – легированную сталь. Электронная составляющая нужна для контроля процесса пиролиза. Если это не будет учтено, то ваша пиролизная печь по большому счету превратится в самую обычную буржуйку. Ну а сейчас давайте перейдем к основному этапу, рассмотрим, как сделать оборудование своими руками. При наличии должной сноровки и оборудования это не составит особого труда.
Материалы и инструменты
Прежде чем пиролизная печь своими руками будет сконструирована, необходимо обзавестись набором инструментов, без которых работа невозможна, а также материалом. Прежде всего, вам понадобится сварочный аппарат и электродрель. Также среди необходимых инструментов должна присутствовать и угловая шлифовальная машинка (УШМ). В приоритете она должна быть под круг диаметром 125 мм, если такой возможности нет, то подойдет вариант 230 мм. Также понадобится листовой металл. Его толщина должна быть не менее 4 мм и не больше 7,5 мм. В любом случае внутренние детали должны быть сделаны из стали толщиной не менее 4 мм. При этом материал для корпуса может быть меньшей толщины – 3 мм. Помимо этого, вам нужно будет взять несколько пачек электродов и порядка 10-15 штук огнеупорного кирпича для футеровки. Под рукой должны быть отрезные и шлифовальные круги 230 и 125 мм соответственно. Для организации электроники нужно не так много. Вентилятора и температурного датчика будет достаточно. Для разделения камер используются колосники. Не забудьте приобрести две дверки.
Пиролизная печь своими руками: инструкция и технология
Начинаются работы с расчетов. Если вы не обладаете инженерным складом ума, то за помощью можно обратиться к специалистам. Обычно цены на такие услуги небольшие. Сама же схема выглядит примерно следующим образом:
- Выполнение сварочных работ. Тут вам предстоит сделать стальной корпус и камеры (сгорания и дожига).
- Футеровка внутренней части из шамотного (огнеупорного) кирпича.
- Выполнение отверстий для подведения систем подачи кислорода в камеры сгорания.
- Подготовка окна камеры сгорания и монтаж дверки.
- Установка водяной рубашки.
- Монтаж вентилятора в отводящую трубу.
По такой схеме делается пиролизная печь своими руками. Чертежи в данном случае могут как присутствовать, так и нет. Первый вариант более предпочтителен, так как точность работ и эксплуатационные характеристики изделия будут лучше.
Начало выполнения работ
Необходимо понимать, что основа любого котла – это топка и камера сгорания. Температура там довольно серьезная, обычно порядка 500-1000 градусов по Цельсию, поэтому необходимо использовать специальный металл. Если таковой отсутствует, подойдет любой другой, но тогда лучше сделать стенки двойными. Вырезку стенок необходимо производить с помощью УШМ согласно размерам, указанным на чертежах. Размеры необходимо переносить как можно точнее, для этого используйте линейку и другие измерительные инструменты. После из профилированной трубы создаются ребра жесткости. Как видите, пока что пиролизная печь своими руками, чертежи для которой должны быть у вас под рукой, выполняется очень просто. Тут главное - соблюдать технологию.
Изготовление важных узлов
Любые кирпичные пиролизные печи, своими руками изготовленные, подразумевают наличие дверцы для камеры сгорания и зольного отсека. Их необходимо сделать. Для начала просверливаются отверстия в передней стенке, которые делаются по размерам дверцы. Чтобы работы были выполнены максимально точно, рекомендуется нанести разметку с помощью острого предмета и только потом приступать к вырезке.
Дальше вам нужно подготовить емкость для воды. Резервуар должен быть изготовлен из нержавеющей стали. Крайне важно сварить емкость, которая не будет протекать. Если сомневаетесь, то лучше обратитесь к специалистам. Мини пиролизная печь своими руками изготавливается так же, как и большой ее прототип. В любом случае это комплекс труб, который образует между собой проточный контур с большой теплоотдачей.
Как собрать конструкцию?
Для уменьшения трудоемкости рекомендуется осуществлять сборку непосредственно на месте выполнения работ. Позаботьтесь об этом заранее, чтобы не носить тяжести. Прежде чем приступить, укладывается фундамент, затем по периметру ставятся внутренние стенки, а на днище монтируется зольный отсек. Внутренние стенки соединяются с помощью сварки. В принципе, корпус готов, теперь настало время сварки камер сгорания, теплообменника и колосников по направляющим. Вертикально привариваются ребра жесткости, и после этого монтируются внешние стенки. Уже практически сделана наша пиролизная печь своими руками. Схема подразумевает наличие песка между внутренней и внешней стенками. Он нужен для аккумуляции тепла и защиты от перегрева.
Завершаем конструкцию
После того как песок засыпан, монтируются герметичные дверцы, подсоединяется контур с водой. Сегодня многие говорят о том, что изготавливать пиролизный котел, мощность которого будет менее 15 кВт, нецелесообразно. В принципе, металлоконструкция завершена. И простая пиролизная печь своими руками практически изготовлена. Все, что осталось - это провести некоторые работы с кирпичом. Для чего изготавливается огнеупорный раствор. Кстати, рецептов приготовления существует огромное количество, какой из них выбрать, решать только вам. Необходимо знать, что для футеровки топки подходит шамотный кирпич. Правда, в этом случае не нужно рассчитывать на работу изделия в течение более одного сезона. Как видите, печи пиролизные своими руками изготавливаются не очень быстро и не так просто, как хотелось бы, но сделать это вполне возможно.
И последние штрихи. Во-первых, нужно сделать теплообменник из шамотного кирпича. Он должен быть разделен на две камеры. Затем в свободном положении осуществляется установка колосников. Нужно понимать, что при нагреве они расширяются и заполняют оставленный зазор. В самом конце вставляются дверцы, регулируются задвижки и рычаги. Нужно должным образом приспособить вентилятор, который необходим для преодоления аэродинамического сопротивления. К примеру, походная пиролизная печь своими руками изготавливается примерно так же. Но её конструкция подразумевает значительно меньшие размеры и вес за счет отсутствия футеровки и толстой стали. Тем не менее на природе такое оборудование работает достаточно эффективно.