Пиролизные печи: разновидности, плюсы и минусы, самостоятельное изготовление

Отопительное устройство длительного горения – пиролизная печь – представляет собой оптимальный вид автономного агрегата в условиях отсутствия возможности подключения к магистральным линиям энергообеспечения. Установку еще называют газогенератором, так как энергия в нем вырабатывается в результате дожигания газов, которые выделяются при тлении твердого топлива в камере. Пиролизный агрегат способен бесперебойно работать на разовой закладке дров или угля в течение продолжительного периода времени – от нескольких часов до нескольких суток подряд – без постоянного контроля.

Устройство пиролизных печей

Конструкция предусматривает два отсека: в первом закладывается твердое топливо и происходит процесс его медленного окисления. При тлении дров выделяется большое количество горючих газов, которые поступают в отсек выше и сгорают. Чтобы топливо не вспыхнуло, а тлело, строго регулируется подача кислорода. По большому счету пиролизные устройства функционируют на газе, который вырабатывается в самом агрегате.

Схема пиролизной печи

Эксплуатация установки длительного горения дает максимальный объем тепловой энергии при существенной экономии топливных ресурсов. Это обуславливается тем, что горючее перерабатывается практически полностью, в результате сажа и зола почти не образуются, также отсутствует дым.

Плюсы и минусы газогенераторов

Агрегаты пиролизного горения отличаются высокой эффективностью и располагают массой конкурентных преимуществ:

• высокая производительность – КПД до 95%,
• экологичность – минимальный уровень дыма, отсутствие сажи,
• комфортное обслуживание – загружают топливо 1-2 раза в сутки в зависимости от модели, нет необходимости постоянного контроля подачи горючего,
• вариативность топлива – пиролизы способны работать на любом твердом горючем ресурсе. Это могут быть различные материалы, включая торф, пеллеты, древесину, уголь. Также в ход идут опилки, шелуха, картон и другие виды производственных отходов.

Еще одним плюсом в копилку отмечают доступность самостоятельной сборки и монтажа заводской модели газогенератора и возможность изготовления пиролизной печи своими руками.

Основным недостатком агрегатов длительного горения считается высокая стоимость изделия. В зависимости от мощности модели реализуются в диапазоне от 30 и до 100 тыс. рублей и более. Поэтому многих привлекает идея самостоятельного изготовления пиролизной печи для дома из недорогих материалов.

Среди минусов эксплуатации пиролизных устройств также отмечают требования к качеству топлива. Дрова необходимо хранить в надлежащих условиях, чтобы обеспечить оптимальный уровень влажность. Иначе снижается эффективность работы агрегата, так как наличие влажных паров негативно отражается на процессе переработки газов.

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:

1. 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,
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.

Критерии выбора

При желании будет легко подобрать готовую модель, параметры которой соответствуют требованиям, но зачастую увлеченные идеями изобретателей домашние умельцы делают пиролизные печи своими руками. При выборе варианта газогенераторной установки учитывают ряд моментов:

• назначение пиролизного агрегата. Для отопления сарая, курятника, гаража или других технических помещений выбирают относительно компактную металлическую или кирпичную конструкцию. Для обогрева дома в приоритете строительство кирпичной печи длительного горения. Для туристических целей выбирают походную пиролизную печь портативного типа,
• мощность устройства. В зависимости от параметров обогреваемого объекта определяется необходимая мощность газогенератора,
• мобильность конструкции. Кирпичная пиролизная печь стационарна, устройство возводится на постоянном месте эксплуатации. Практически все виды металлических газогенераторов мобильны.

Для туристических целей выбирают походную пиролизную печь портативного типа

Для качественной работы пиролизной печи требуется наличие твердого топлива определенной влажности, запасы которого хранят в подсобном помещении.

Изготовление пиролизных печей

Решая, как смастерить пиролизную печь своими руками, необходимо учитывать площадь и тип обслуживаемого пространства. Работы выполняются на основе чертежей, для создания которых необходимо определить размеры и форму корпуса, уточнить тип расположения отсека для закладки твердого топлива и камеры дожигания газов.

Материалы и инструменты

Для изготовления металлической установки пиролизного горения следует собрать следующий набор подсобных материалов и инструментов:

• стальные листы толщиной в 3-4 мм марки Ст20,
• уголки стальные 50 мм – 4 шт,
• труба d50,
• арматурные элементы,
• трубы для дымохода d120,
• кирпичи – 15 шт,
• электросварочный аппарат плюс электроды,
• электродрель, болгарка,
• молоток, строительный уровень, рулетка, маркер.

Для изготовления металлической установки пиролизного горения следует не забыть про болгарку

При выборе материалов для самостоятельного изготовления газогенератора стоить отдать предпочтение качественным и надежным ресурсам, от этого зависит эффективность устройства и безопасность эксплуатации.

Чертежи и расчеты

Чертеж изделия можно сделать самостоятельно, взяв за основу изображение выбранного агрегата. Далее, учитывая особенности устройства, проводят расчет необходимой мощности. Для этого сначала определяют требуемую мощность установки в режиме пламенного горения, далее вычисляют параметры при режиме газогенерации.

Далее рассчитывают объем топливной закладки, который необходим для обеспечения необходимой мощности. Для этого вычисляют массу топлива, учитывая, что ресурс сгорает только на 80%. При этом стоит помнить, что КПД самодельного очага пиролизного действия в среднем равен 50%.

В конце рассчитывают объем топки с учетом того, что коэффициент загрузки не должен превышать стандартное для этой отрасли значение 0,63.

Выбор и подготовка места

Выбирая место установки печной конструкции, следует учитывать, что пространство вокруг любого очага должно соответствовать требованиям пожарной безопасности:

• оформляется площадка-основа в виде платформы с ровной поверхностью из негорючих материалов,
• габариты основания должны быть больше, чем параметры возводимой конструкции,
• между агрегатом и стенами помещения выдерживается расстояние не менее 80 см,
• поверхности стен покрывают жаропрочными облицовочными материалами.

Для обеспечения безопасной эксплуатации поверхность пола не менее 1,2 м перед отопительным агрегатом укрепляется негорючим покрытием.

Изготовление и установка

Работы выполняются в следующем порядке:

1. В начальном этапе делают необходимые заготовки в виде элементов для вертикальных стоек. Далее по ширине установки отмеряют горизонтальные компоненты, после чего детали каркаса сваривают. При изготовлении стенок в передней панели проделывают отверстия для топки и зольника, оснащают их крепежными элементами для установки навесных дверок. Для монтажа колосниковой решетки и поддона с перфорацией, разделяющей топочный отсек от камеры дожига, к внутренней поверхности крепят уголки.
2. В боковую стенку необходимо врезать поддувало с заслонкой. Для этого из короткого отрезка трубы заготавливают поддувало, просверлив отверстие для оси заслонки. Из арматуры делают ось заслонки, к которой приваривают стальной диск, параметры которого соответствуют внутреннему диаметру поддувала.
3. Начиная с днища, сваривают детали корпуса, далее укладывают колосниковую решетку с элементом перегородки. После чего приваривают крышку.
4. В отверстие крышки вваривают отвод с углом поворота 90° для подключения корпуса к дымоходу. К отводу присоединяют боров – горизонтальный участок длиной 1 м. Он нужен для того, чтобы задерживать выход газов из камеры дожигания.

Пример изготовления пиролизной печи своими руками

Шиберную заслонку, которая устанавливается в конце горизонтального участка, выполняют по тому же принципу, что и заслонку поддувала. Но в этом случае диаметр шибера должен быть меньше внутреннего диаметра трубы, также на диске вырезается сектор в ¼ основы.

Правила эксплуатации

Пробный розжиг самодельного отопительного агрегата пиролизного действия выполняется с открытой шиберной заслонкой. На колосник кладут небольшое количество твердого топлива в виде стружек и щепы и разжигают. Далее подкладывают некрупные поленья, закрывают дверцу и заслонку, регулируют мощность при помощи поддувала. Так как шибер имеет разрез, это не позволяет полностью перекрыть дымоход.

Для создания оптимальных условий для эффективной работы печных агрегатов длительного горения, следует придерживаться следующих рекомендаций:

• при изготовлении металлических пиролизных устройств дымоотводы стоит делать съемного типа. Это заметно упрощает очистку конструкции от продуктов сгорания,
• применяют качественные топливные ресурсы, особенно если пиролизная конструкция используется для отопления жилых помещений,
• влажность твердого топлива не должна превышать 21%, иначе это чревато снижением эффективности работы отопительного устройства.

Так как топливо в пиролизном оборудовании выгорает практически полностью, нет нужды в частых чистках зольника и дымохода. При этом необходимо своевременно устранять возможные неполадки, к примеру, при деформации дверцы следует ее починить или заменить. В случае если возникли трещины в швах или другие дефекты, важно прекратить эксплуатацию и провести ремонтные работы.

Несмотря на то, что КПД самодельной пиролизной конструкции для дома несколько уступает промышленным образцам, эффективность такой установки на порядок выше в сравнении с традиционными вариантами дровяной печи. К тому же привлекает доступность материалов и несложность работ по изготовлению отопительной установки своими руками. Также импонирует экономичность расхода горючего и комфортность обслуживания, так как для работы пиролизных агрегатов нет нужды в частых загрузках топлива.

Создать отопительное устройство пиролизного горения своими руками не сложно, но требуется действовать с большой точностью, разработав собственные чертежи или применяя готовые варианты.

Пиролизная печь длительного горения – устройство, принцип действия

Вместе с компанией «Феррум» мы разберем: что такое пиролизная печь, особенности ее функционирования, преимущества и разновидности этого уникального агрегата. В процессе выбора следует опираться на технические характеристики и правила монтажа.

Пиролиз

Термическое разложение активируется в ходе химической реакции из-за воздействия высокой температуры. Результатом является распад субстанции или вещества. Процедура необходима для вырабатывания тепловой энергии, которая разбивает молекулярные связи и позволяет получить новые соединения. Основная функция – добыча ценного топлива и химикатов.

Для чего нужен пиролиз:

• Получение нефтехимической продукции – этилена и пропилена.
• Древесный крекинг позволяет произвести ценное горючее, используемое для активации химических процессов.
• Уничтожение биологического мусора.
• Отопление помещения.

Можно достаточно долго перечислять способы использования данной методики сжигания. Приступим к непосредственному обсуждению отопительного прибора и объясним принцип работы и действия пиролизной печи.

Особенности и применение

Установка описываемой категории также называется печью длительного горения. Внутри камеры помещается вещество или древесина, которая сгорает без притока воздуха. В результате летучие газы насыщаются мелкими частичками дерева, а после догорают от воздействия температуры в 450 градусов, одновременно смешиваясь с кислородом. Благодаря этой системе дерево и топливо сжигаются полностью, практически не оставляя продуктов сгорания. Технология ценится за высокий КПД, достигающий 95%.

Устройство может устанавливаться внутри загородного дома, сарая, подсобного помещения или гаража. Оно обеспечивает отличный уровень отопления. Покупатели ценят его за простоту использования и обслуживания. Это идеальный вариант для владельца дачи, которая нуждается в постоянном обогреве. Если хозяин жилой или административной постройки хочет избавиться от мусора, который получается в результате горения, то выбор очевиден. Уничтожается все – от газа до угля.

Преимущества и недостатки

Отопительная установка характеризуется высокой эффективностью и небольшим уровнем потребления древесины или другого топлива. Перед приобретением необходимо обратить внимание на положительные и отрицательные характеристики покупки. Почему печь пиролиза популярна? Начнем с достоинств:

• Показатель теплоотдачи, выражающийся в отличном КПД.
• Небольшое количество отходов после завершения работы установки.
• Оборудование характеризуется экологичностью.
• Ценится за счет простоты эксплуатации и отсутствия надобности постоянно добавлять топливо – для большинства моделей достаточно заполнить камеру один раз в сутки.
• Собрать и установить можно без специальных знаний и заказа услуги у стороннего исполнителя.

Отрицательным моментом является необходимость правильного хранения дров и контроль уровня влажности. Если не соблюдать эти условия, эффективность конструкции будет значительно ниже.

Разновидности

Вариации печи пиролизного горения подразделяют на основе используемого сырья, метода применения и передачи тепловой энергии. В процессе выбора специалист обращает внимание на вид тяги и размещение внутренних камер. Для производства аппарата используются кирпич или металл.

Таблица типов устройств

Материал для конструирования

Металл Буржуйка Подходит для увеличения температуры внутри жилого дома или склада

Может быть использована для парилки или сауны.

Применяется для приготовления еды

Эксплуатируется как установка для барбекю Булерьян Обогревает любой тип помещений в зависимости от площади Бубафоня Подходит только для пустых комнат Система, функционирующая на отработанном масле Опасно эксплуатировать в жилых апартаментах Кирпич Устройство Кузнецова Можно устанавливать в загородном доме Подходит для бани Есть возможность разогревать пищу

Особенности установок для отопления, фотогалерея

Важно разделить конструкции по методу распределения тепловой энергии. Это облегчит подбор конкретной пиролизной печи длительного горения:

• Аппарат с водяным контуром обогрева – универсальный прибор для организации сохранения тепла внутри жилого помещения. Он работает как котел для нагрева воды. Оптимальный вариант для загородного дома. Характеризуются высокой производительностью, доступной стоимостью и возможностью функционирования без источника электричества.
• Устройство с вариативностью размещения теплообменника. Если отсек для сгорания расположен в верхней части конструкции, а емкость для переработки газа находится внизу, тогда необходимо создать систему принудительного вытягивания посредством вентилятора или дымососа. Если топка расположена внизу, то тяга будет создаваться естественным образом.

В случае возникновения вопросов рекомендуется обратиться к профессионалам.

Выбор конкретного вида

У покупателя есть два пути: проконсультироваться у специалиста или провести самостоятельное исследование. Важно ответить на три вопроса:

1. Цель приобретения агрегата.
2. Место его нахождения.
3. Какое топливо будет использовать владелец для сжигания.

В процессе приобретения установки для собственноручного монтажа принимайте во внимание габариты устройства. Отведите достаточное количество площади. Все зависит от параметров помещения. Если хотите обойтись без дополнительных трат времени, выбирайте металлическую альтернативу, которая отличается мобильностью. Кирпичная конструкция устанавливается на постоянное место для долгосрочного использования, что делает ее идеальной для жилого дома.

Каждый производитель рассчитывает показатель соотношения кислорода и газа, важно учесть этот параметр.

Конструктивные компоненты

Для производства пиролизной бездымной печи применяются прочные прямоугольные листы из высоколегированной стали. Для большинства моделей создаются двойные стены, а пустое место наполняется песком или водой (в случае установки с водяным контуром). В процессе сооружения системы можно взять обыкновенную металлическую бочку с толстыми стенками, которые способны на протяжении долгого времени выдерживать высокую температуру.

Внутри устройства расположены две камеры сгорания. В первой емкости происходит сжигание топлива, а во второй осуществляется смешивание продуктов пиролиза с кислородом. Если топка размещается вверху, то необходимо установить колосниковую решетку между отсеками. В металлической конструкции в качестве перегородки применяются специальные пластины.

Неотъемлемой частью аппарата является вентилятор для создания тяги. Этот компонент способствует транспортировке газов в отделение для дожига. Альтернативой служит дымосос, присоединяемый к отводящему каналу. Каждый элемент связан со всей системой, которая обеспечивает функционирование агрегата.

Пиролизная печь – чертежи и принцип работы

Чтобы создать механизм для отопления помещения любого характера, важно правильно составить чертеж с указанием всех параметров и собрать подручные материалы. Следует определиться с формой корпуса и расположением камер и провести расчет мощности для конкретных апартаментов. Как определить габариты:

• Допустим, что для нагрева воздуха внутри комнаты при условии низкой температуры в зимний период требуется устройство с мощностью 10 кВт. Необходимо учитывать возможности установки в стандартном режиме функционирования. Мы знаем, что в механизме генерации летучих веществ показатель мощности составляет до 30% от интенсивности процесса горения. Поэтому для получения энергии в 10 кВт при генерации газа важно, чтобы печь выдавала 34 кВт (10*0.3).
• Для подсчета лучше выбирать топливо с наименьшей энергоемкостью. Самым распространенным вариантом является сухой бук. Подсчитаем размер одной закладки, которая способна обеспечить 34 кВт. Порция горючего сжигается за 75 минут. Это значит, что она должна генерировать около 150 Мегаджоулей энергии. Для подсчета необходимой массы продукта с учетом, что оно перерабатывается только на 80% и КПД самодельного устройства составляет 50%, нужно использовать формулу: масса=150 МДЖ/(15.5*0.8*0.5)=24.17 кг. Напоминаем, что плотность сухого бука 620 кг/м3. Чтобы перевести полученный показатель в объем, делаем следующее: 24.17/620=0.039 или 39 л.
• Расчет вместительности камеры для сжигания дров с коэффициентом загрузки около 0.6, решаем выражение: 39/0.63=61.9 литра.

Создавая чертеж или схему со всеми обязательными показателями, учитывайте форму и особенности комнаты, где будет установлена печь.

Какие инструменты и материалы понадобятся

Для воплощения проекта следует приобрести:

• Стальной лист литого вида марки Ст20 толщиной не менее 4 мм.
• Равнополочный уголок с параметрами 4х50 мм.
• Трубу из стали диаметром до 60 мм.
• Прочную арматуру с сечением до 8 мм.
• Несколько цилиндров калибром до 120 мм для создания системы отвода продуктов горения.
• Аппарат для сварки всей конструкции воедино и расходные материалы.
• Дрель и сверло, способное пробить лист вышеописанной толщины, а также пилу-болгарку.
• Строительный уровень, линейку, карандаш и молоток.

Приобретайте качественные инструменты в специализированном магазине, так как придется работать со стальными компонентами. Покупка надежных элементов позволит создать долговечную установку.

Готовим место для осуществления монтажа пиролизной печки

Собирать конструкцию необходимо внутри помещения, где она будет функционировать. Раскройку листа согласно параметрам на чертеже лучше заказать у стороннего исполнителя в целях экономии времени. Это позволит получить изделие отличного качества.

• Сооружаем фундамент из бетона или другого прочного и негорючего сырья. Площадь основания должна быть немного больше, чем размеры будущего изделия.
• Соблюдаем расстояние от стены до установки – не менее 80 см.
• Пол покрываем несгораемым и слабо нагреваемым материалом на расстоянии в 1.2 метра.

Для создания защиты напольного покрытия лучше всего подойдут листы из негорючего материала.

Процесс сооружения

Устройство пиролизной печи сложное и требует профессионального подхода. Отопительный прибор выполняется в форме цилиндра или прямоугольника, поэтому сначала необходимо сделать заготовки из равнополочного уголка. Нужно изготовить элементы вертикальных и горизонтальных стоек высотой в 1 метр и сварить их в каркас.

Затем создаем стенки, и для этого в передней панели делаем два проема для камеры горения и золы. На готовые компоненты привариваем крепления для создания навесной дверцы. К внутренней стороне присоединяем по одному уголку – они нужны для монтажа решетки и поддона, который будет изолировать отсек сгорания от емкости для дожигания газов.

После выполняем следующий алгоритм:

1. Выбираем боковую стенку на уровне отделения для сжигания топлива и врезаем поддувало с заслонкой, которая создается из части металлической трубы диаметром не более 60 мм. Далее делаем отверстие под топкой калибром в 0.85 см и вставляем туда ось для задвижки (выполняется из арматуры), которая должна выступать с одной стороны, чтобы вы смогли сделать хвостовик (ручку для удобства использования). После крепим стальной диск, который соответствует протяжению поддувала. Чтобы зафиксировать положение заслонки, приделайте пружинную рукоять.
2. Создаем днище и поддон с решеткой. К этой конструкции крепим крышку. Перегородка, что отделяет камеру сжигания, должна иметь несколько проемов, общий объем которых не превышает 8% от площади всей детали. Также между краем и стенкой установки оставляем свободное пространство в ¼ длины отсека.
3. Подключаем печь к дымоходу, а к отверстию привариваем отвод с диаметром около 120 мм. К нему необходимо горизонтально приделать лист, который будет задерживать выход газа из камеры переработки.
4. Добавляем затвор, который выполняется по тому же алгоритму.

Готовую конструкцию можно улучшить, превратив ее в конвектор. Для этого внутри устанавливаются трубы или изогнутые детали.

Как правильно использовать и очищать аппарат

Когда будете запускать устройство в первый раз, откройте заслонку и на решетку положите сухой бук и подожгите. После полного сжигания добавьте еще топлива и закройте дверцу. Интенсивность горения регулируйте поддувалом.

Из-за особенностей функционирования чистка производится нечасто. Поленья выгорают практически полностью, что препятствует образованию сажи.

В случае возникновения неполадок требуется произвести ремонт – дальнейшая эксплуатация сломанной конструкции не рекомендована. Самой распространенной поломкой является изменение формы дверцы, которую лучше сразу заменить. Иногда сварной шов расходится – следует срочно устранить неисправность.

Установку данного типа достаточно легко собрать, однако необходимо точно рассчитать все параметры и правильно нарисовать чертеж. Система отопления должна создаваться из качественных материалов, которые характеризуются долговечностью. Только в этом случае аппарат будет выполнять свою функцию на протяжении многих лет. Если у вас возникают проблемы с сооружением агрегата, рекомендуется заручиться поддержкой профессионала. Обратитесь за помощью к специалисту или просто купите готовую пиролизную печь.