Бездымные печи своими руками

Основной особенностью пиролизной печи является способ сгорания твердого топлива, который позволяет получить значительно большее количество тепловой энергии при довольно небольшом объеме сжигаемого материала. Такое экономически выгодное качество объясняется тем, что топливо в топке сгорает при присутствии очень малого количества кислорода, а это в свою очередь приводит к выделению большого числа горючего газа, который при сгорании дает дополнительное тепло.

Достоинства пиролизных печей

Данная технология позволяет сделать такую печь практически бездымной и более экологически чистой при условии использования в качестве топлива — сухих дров. Благодаря тому, что основное количество газа сгорает, на выходе дымохода образуется лишь пар и углекислый газ. Преимущества такой технологии можно охарактеризовать в следующих качествах, которыми обладают данные печки:

• Хороший коэффициент полезного действия, доходящий до 85 %.
• Образование очень небольшого количества золы и сажи при топке сухим топливом.
• Обогрев помещения за довольно короткое время;
• Возможность поддержания длительного горения в автономном режиме при одной закладке топлива.
• Регулировка выделения тепловой энергии в диапазоне от 30 до 100 %.
• Экономия на топливных расходах.

Недостатки

Однако, несмотря на все достоинства у данных печей длительного горения имеются и свои недочеты, которые можно перечислить в следующих пунктах:

• Достаточно высокая стоимость котла пиролизного горения, который, однако можно изготовить собственными силами если купить все необходимые составляющие для его сборки, значительно при этом сократив расходы.
• Использование только высушенной древесины для отопления, иначе сильно снижается полезное действие данного агрегата и происходит быстрое засорение дымохода.
• Принудительное осуществление тяги за счет электрического источника питания.

Устройство печи пиролизного горения

Для того чтобы стал возможен процесс пиролиза при сгорании топливного материала печь должна иметь определенные конструктивные особенности. Так обязательным условием является присутствие 2-х камер сгорания:

1. Первая камера предназначена для загрузки топлива именно в ней происходит процесс пиролиза. Иными словами, здесь топливо разделяется на газы и сухой остаток.
2. Вторая камера — это то место куда поступает выделившийся газ для сжигания. Она имеет принудительную подачу вторичного воздуха для улучшения процесса горения.

В целом для любого такого устройства характерны следующие основные функциональные элементы:

• Камера газификации.
• Камера дожигания.
• Колосниковая решетка.
• Первичная и вторичная подача воздуха.

На фото выше приведена конструкция такой печи в разрезе со схематическим отображением пиролизного процесса горения.

Пиролизные печи своими руками

Для самостоятельного изготовления металлической печки необходимо использовать только качественную сталь сечением не менее 8 мм, так как в противном случае она прогорит, потому что пиролиз древесины происходит при температуре 450-500˚С. Также важно провести сварку всех деталей на профессиональном уровне и при отсутствии соответствующих навыков лучше будет воспользоваться услугами специалиста.

На фото показаны последовательные этапы изготовления круглой печи длительного горения из заготовки трубы большого диаметра с верхней камерой газообмена.

1. На первом этапе из трубы вырезается небольшой участок под колосниковую решетку, который в дальнейшем послужит как отдельная деталь.
2. Вырезанный пробел соединяется прямоугольными планками сзади для жесткости и спереди под конструкцию топочной дверки.
3. Далее из другой заготовки трубы вырезаются соответствующие детали необходимые для изготовления зольного отсека.
4. К верхней части приваривается отсек для газовоздушной камеры.
5. Следующим шагом будет приваривание коробки топочного отсека для будущей двери.
6. После этого собирается колосниковая решетка с повторением нижних элементов печи для крепления.
7. Монтаж колосниковой решетки на место.
8. Установка передней и задней стенки и конечная сборка.

Такой аппарат вполне способен хорошо прогреть небольшое помещение дачного домика и доже парного отделения бани за довольно короткое время.

Чертежи пиролизной печи

Однако кроме круглого топливника также можно изготовить газогенераторную печь прямоугольной формы с более точными параметрами. Для ее создания потребуется определенный набор различных материалов:

• Легированная листовая сталь.
• Шамотный (огнеупорный) кирпич.
• Температурный датчик.
• Вентилятор или дымосос.
• Трубы различного диаметра.

Размеры данной конструкции рассчитываются от необходимой мощности в соответствии с таблицей и чертежами. Процесс ее изготовления также состоит из соответствующих этапов, которые условно можно разбить на пять частей:

1. Сворачивание корпуса из стального листа с предварительно предусмотренными камерами дожигания газов и загрузки топлива.
2. Облицовка изнутри огнеупорным кирпичом топочного отсека.
3. Установка системы подачи первичного и вторичного воздуха.
4. Проделывание отверстия под дверь топки и ее последующий монтаж.
5. Монтаж вентилятора либо дымососа в дымовую трубу.

Представленное устройство имеет нижнюю камеру дожигания газа и требует принудительной вентиляционной подачи воздуха. Такая конструкция характерна для всех устройств такого типа, но если почитать отзывы обладателей таких систем отопления, то можно сделать вывод что электрическое обеспечение котла не всегда является удобным.

Характер установки

Установка такой отопительной системы требует отдельного помещения, которое должно иметь принудительную вентиляцию. Сам котел должен устанавливаться на специальную металлическую либо бетонную платформу. Также котел располагают не ближе 20 см к поверхности близ расположенных стен. Помимо этого, нужны определенные средства автоматической защиты в виде предохранительных клапанов и регуляторов подачи воздуха в автоматическом режиме, так как автономная работа может происходить длительное время без повторной загрузки топлива.

Пиролизная печь оптимальна в условиях невозможности подключения к центральной газовой магистрали или водяному отоплению. Устройство представляет собой газогенераторную установку для обогрева пространства и не требует постоянного контроля во время работы. Пиролизные газы увеличивают эффективность работы печи в несколько раз.

Особенности пиролизной печи и её применение

Пиролизные печи называются печами длительного горения. Сгорание твёрдого топлива в них происходит без доступа кислорода: летучие газы сначала насыщаются мелкой фракцией древесины, а затем дожигаются при высокой температуре (от 450 о С), смешиваясь с остаточным воздухом во второй камере. Топливо и газ сгорают практически полностью, обеспечивая высокий КПД (до 85—95%).

Простая конструкция печи позволяет соорудить её своими руками и делает устройство удобным в использовании

Печь такого действия устанавливают в гараже, на даче, в своём доме и в любом небольшом помещении, где необходимо долгосрочное отопление. Устройства просты в эксплуатации и дают максимальный объём тепла при существенной экономии топлива. При этом твёрдый материал перерабатывается практически полностью: сжигаются газ и угли, поэтому дым, сажа и зола почти не образуются. Этот принцип действия актуален для всех моделей пиролизных печей, но разные конструкции могут отличаться характеристиками, внешним видом и внутренним строением.

Преимущества и недостатки

Отопительное устройство отличается эффективностью и экономичностью, но также имеет и ряд особенностей. Сделать правильный выбор позволяет знание плюсов и минусов пиролизных печей. Положительные особенности этих устройств выражены в следующем:

• КПД до 95%, быстрый нагрев;
• минимальный процент дыма и сажи, экологичность;
• отсутствие необходимости постоянного контроля (топливо загружают раз в сутки);
• применение разного вида топлива;
• доступность сборки и монтажа печи своими руками.

Простой принцип действия обеспечивает практичность агрегата

Основной недостаток эксплуатации такой печи — необходимость правильного хранения дров, подбирая оптимальный уровень их влажности. В противном случае материал не будет эффективно сгорать, ведь влажные пары не позволят газу переработаться.

При сжигании отходов (сырая древесина, покрышки авто, производственный мусор) присутствует неприятный запах, поэтому рекомендуется использовать только чистое и качественное топливо, или дополнительно устанавливать в помещении систему вентиляции. А также стоит учесть, что в дымоходе образуется конденсат, для сбора которого предусмотрен специальный накопитель. Выходная труба и дымоход имеют больший диаметр, чем накопитель, поэтому важна правильная установка печи.

Виды печей длительного горения

Варианты печей такого типа классифицируются в зависимости от материала, способа эксплуатации и метода передачи тепла. Конструкции отличаются по типу тяги и взаимному расположению внутренних камер. Таким образом, печи изготавливаются металлическими или кирпичными.

Таблица: классификация пиролизных печей

материал	внутренняя конструкция	применение
металлическая	печь-буржуйка	обогрев жилого и нежилого помещения
		для бани и сауны
		готовка пищи
		для барбекю (уличная)
	печь Булерьян	обогрев жилого и нежилого помещения
	печь Бубафоня	обогрев нежилого помещения
	печь на отработанном масле	обогрев нежилого помещения
кирпичная	печь Кузнецова	обогрев жилого помещения
		для бани
		готовка пищи

Фотогалерея: разнообразие агрегатов отопления

По способу передачи тепла агрегаты разделяются на модели:

• с водяным контуром отопления;
• вариативностью размещения теплообменников (камеры сгорания и тления располагаются в разном порядке). Если топка находится сверху, а камера дожига газов — снизу, тогда необходима принудительная тяга с помощью дымососов и вентиляторов. Если же, наоборот, топка расположена снизу, то срабатывает естественная тяга.

Как выбрать вариант печки

• для каких целей нужна печь;
• где она будет стоять;
• на каком топливе работать.

При выборе типа конструкции для создания своими руками учитывайте площадь и тип пространства. В зависимости от параметров обогреваемого помещения подбирают размеры и мощность печи. При этом стоит учесть, что кирпичные модели ставят на постоянное место будущего использования, а металлические — почти все мобильны.

Самодельная печь должна соответствовать необходимым характеристикам и быть безопасной в использовании

При изготовлении любой модели печи собственноручно стоит рассчитать баланс между соотношением кислорода и газа. Поэтому выбор и сборка любого варианта печи требуют тщательного расчёта параметров, мощности и габаритов изделия.

Конструктивные элементы

Высококачественные стальные листы используют для создания металлических конструкций прямоугольной формы. При этом печь изготавливают с двойными стенами. Пространство между ними заполняются песком или водой (водяной контур). Металлические бочки с толстыми стенками могут служить основой для изготовления небольшой печи.

Металлическую конструкцию можно обложить кирпичом снаружи (обкладка) или изнутри печи (футеровка)

В пиролизной печи две камеры сгорания. В одном отделении происходит переработка твёрдого топлива, а в другой продукты пиролиза смешиваются с воздухом. При верхнем расположении топки для твёрдого топлива, между отсеками ставят колосниковую решётку. В печах из металла перегородками служат полые внутри пластины.

Наглядное изображение потоков воздуха во время работы пиролизной печи-буржуйки с топкой в нижнем отсеке

Вентиляторы наддува являются необходимыми элементами в конструкциях, где камера для газов расположена снизу. С помощью принудительной тяги газообразные вещества перемещаются вниз, где начинается процесс дожига. В таких изделиях присутствуют и дымососы на отводящих каналах.

Принудительная тяга направляет газы во вторую часть печи, где происходит их дожиг (с выделением большого количества тепла)

Все элементы конструкции взаимосвязаны, обеспечивая эффективную работу пиролизной печи.

Чертежи, размеры и расчёт

Сделать своими руками небольшую печь для обогрева гаража или другого пространства можно с помощью подручных материалов.

Эскизный план и чертёж небольшой металлической печи-буржуйки легко создать самостоятельно

Обязательным этапом является создание чертежа или схемы будущей конструкции. Для этого нужно определить форму и размеры корпуса, вариант расположения камер. После этого проводится расчёт мощности, достаточной для обогрева помещения. Параметры определяют следующим образом:

• предположим, что для отопления помещения при самой низкой наружной температуре требуется 10 кВт тепла. Определяем необходимую мощность печи в режиме обычного горения. Известно, что в режиме газогенерации мощность печи составляет 10—30% от той, которая развивается в режиме пламенного горения. Следовательно, для получения 10 кВт с газогенерацией агрегат при горении с пламенем должен развивать мощность W = 10 / 0.3 = 33.3 кВт (принимаем 30-процентное соотношение мощности);
• выбираем наименее энергоёмкое топливо. Например, оптимален сухой бук;
• рассчитываем объём топливной закладки, которая сможет обеспечить требуемую мощность. Порция дров сгорает в режиме пламени примерно за 4500 с. Следовательно, за это время она должна дать следующее количество тепла: Q = 33,3*1000*4500 = 149,85 МДж. Рассчитаем необходимую массу топлива, учитывая, что полностью оно сгорает только на 80%, а КПД самодельной печи равен примерно 50%: М = 149,85 / (15,5*0,8*0,5) = 24,17 кг. Зная, что плотность сухого бука составляет 620 кг/м 3 , переведём полученное значение массы в объём: V = 24,17 / 620 = 0,039 м 3 = 39 л;
• рассчитываем объём топки. Коэффициент загрузки топки в среднем составляет 0,63. Она должна иметь объем: Vт = 39/0,63 = 61,9 л.

Сделать чертёж или технический рисунок изделия можно самостоятельно, учитывая форму и особенности печи. За основу берётся готовое изображение подходящего агрегата.

Инструменты и материалы

Список необходимых расходных материалов и рабочих инструментов:

• листовая сталь марки Ст20 толщиной 3–4 мм;
• стальной равнополочный уголок 4х50 мм;
• труба диаметром 50–60 мм;
• стальная арматура с сечением 8 мм;
• стальные трубы диаметром 110 или 120 мм для дымохода;
• кирпичи в количестве 15 штук;
• электросварочный аппарат и несколько упаковок электродов;
• дрель и свёрла по металлу, болгарка с кругами на 230 мм;
• строительный уровень, рулетка, карандаш, молоток.

Расходные материалы выбирайте качественные и надёжные. От этого зависит не только работа пиролизной печи, но и безопасность окружающего пространства в процессе отопления.

Подготовка и выбор места установки

Сборка конструкции осуществляется непосредственно в помещении, где будет установлена печь. Раскрой листа на заготовки лучше всего заказать у специалистов в магазине. Это обеспечит хорошее качество основы для изделия.

Пространство вокруг любой печи должно быть безопасным и жароустойчивым, а полы — ровными

Место для установки агрегата нужно подготовить.

• на полу выкладывают основание из кирпичей или иного негорючего материала;
• площадь основы должна быть больше, чем габариты печи;
• устанавливают агрегат на расстоянии не менее 80 см от ближайших стен;
• пол в радиусе 1,2 м перед обогревательным устройством должен иметь несгораемое покрытие (лист железа 1,5 мм толщиной).

Изготовление: варианты, схема, инструкция

Печка может иметь цилиндрическую или прямоугольную форму.

Делаем необходимые заготовки: из металлического уголка нарезаем элементы для вертикальных стоек (1 м), а горизонтальные отмеряем по ширине установки. Детали сваривают и получается каркас.

Можно, конечно, купить печь, но интереснее создать её самому

После этого изготавливаем стенки. В передней панели проделываем два отверстия: одно для топки, другое — зольное. Привариваем на них крепёжные элементы для навесных дверей.

К внутренней стороне крепим уголки, по одному на двух противоположных стенках. И на них монтируем колосниковую решётку и поддон с перфорацией, разделяющий топку и отсек дожига.

Дальнейший комплекс работ:

В одну из боковых стенок на уровне верха топочной камеры нужно врезать поддувало с заслонкой. Оно изготавливается из короткого отрезка трубы диаметром 50–60 мм. Просверлив в поддувале отверстия диаметром 8,5 мм, в него нужно вставить ось заслонки, выполненную из арматуры диаметром 8 мм. С одной стороны ось должна выступать на достаточную длину — после сгибания её хвостовик будет выполнять функцию ручки. Остаётся приварить к оси стальной диск, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру поддувала. Чтобы заслонка не двигалась самопроизвольно, её рукоятку оснащают пружинным или резьбовым фиксатором.

Все элементы важно правильно изготовить, исходя из точного чертежа конструкции

Инжектор необходим для пиролизной печи

Все отделы печи должны быть оптимального объёма, а сама конструкция — устойчивой

Эту конструкцию можно усложнить и превратить в конвектор: внутри топки устанавливают вертикальные трубы диаметром 60–100 мм, 2/3 части диаметра при этом выходят внутрь топки. Лучше использовать изогнутые элементы.

Правильная эксплуатация и чистка печи

Первый розжиг агрегата производите с открытой шиберной заслонкой: на колосниковую решётку положите быстро прогорающее твёрдое топливо и подожгите. После прогорания добавьте ещё поленья, закройте дверцу и заслонку, а с помощью поддувала отрегулируйте мощность. Стоит помнить, что шибер имеет разрез, не позволяющий перекрыть дымоход.

Схемы устройства различны, но принцип работы пиролизных печей един — сгорание топлива без кислорода

Чистить печи длительного горения не приходится часто: топливо выгорает полностью, и сажа в дымоходе образуется в малых количествах.

Регулярный ремонт пиролизной печи своими руками предполагает своевременное устранение неполадок. При деформации дверцы топки следует исправить или заменить этот элемент. Если конструкция расходится по шву, то важно прекратить эксплуатацию и срочно устранить щели.

Печь такого типа легко сделать своими руками, но конструкцию необходимо создавать с большой точностью, применяя готовые чертежи или разработав их самостоятельно. Отопительная система требует применения качественных материалов и внимательности при изготовлении и сборке. Только в этом случае пиролизная печь будет безопасна в использовании и эффективна.

Идея топить печку водой родилась у Николая Петина неслучайно.

Николай Николаевич много лет проработал главным инженером в спецуправлении, которое занималось тушением эндогенных и экзогенных пожаров.

— Уголь никак не хотел гаснуть, даже в отсутствии кислорода, — говорит он. — И тут я понял — может гореть и вода. Из породы ее не уберешь, дренаж не сделаешь. А нагреваясь, она разлагается на водород и кислород.

Николай Петин начинал экспериментировать на кухне. Поставил на печку старенький алюминиевый чайник, загерметизировал его глиной, на носик надел резиновую трубку. Когда вода стала испаряться, направил трубку в поддувало:

— Печка заработала по-иному: изменился цвет пламени, языки стали не красными, а синими. Жара больше, а пока пар из носика вырывается, уголь сгорает медленнее. И я понял, в чем дело.

Суть ноу-хау в том, что без поддувала, через которое обычно происходит тяга, вообще можно обойтись. Вместо этого — тара с водой, а пар — топливо. Главное, не переборщить с "горючим" и следить, чтобы вся вода не испарилась. Первую экспериментальную печь геолог-пенсионер сделал для себя. Вторую, усовершенствованную, — для друга, который живет по соседству в трехэтажном доме. Раньше у него около пяти ведер угля в день уходило, а с появлением чудо-печи — в три раза меньше.

— Обычно ведь как происходит, — объяснил Петин, — уголь падает в поддувало и там тлеет, выделяя при этом угарный газ. А чтобы печь не потухла, мы вынуждены приоткрывать поддувало. В результате своими руками накидываем на себя удавку — сжигаем кислород, которым дышим. В моей же печурке недогоревшие комки угля падают в посудину с водой и гаснут. При этом уголь остается углем, и его можно потом опять использовать.

Использовать технологию Петина можно не только в домашних печах, но и в котельных. Ломать и менять что-то кардинально не требуется. Достаточно вмонтировать в уже имеющиеся котлы специальные устройства. Испарения будет достаточно, чтобы не использовать чистый воздух. Представляете, насколько уменьшатся выбросы в атмосферу угарного газа и сажи? А сколько технической воды можно сжечь, разгрузив тем самым очистные сооружения, и не загрязнять водоемы.

— Слышал, что японцы складируют снег, чтобы потом его применять как топливо. Объясняют, что в снеге якобы накапливаются придорожные масла. А может, они уже догадались, как сжигать воду? — предполагает изобретатель.