Самодельная пиролизная печь из газового баллона. Принцип работы пиролизного котла

Самодельная пиролизная печь из газового баллона. Принцип работы пиролизного котла

Химический процесс разложения древесины под высокотемпературным воздействием (от 200 до 800 °С) с ограниченным доступом кислорода называется пиролизом

Действие пиролизного котла основано на принципе сухой перегонки. Нагревание дров при недостатке кислорода приводит к образованию древесных кокса и газа. Полученный газ при смешивании с кислородом возгорается. Одновременно происходит взаимодействие и с углеродом. Продукты сгорания, выходящие из котла, содержат уменьшенное количество вредных веществ. Твёрдая часть древесины, сгорая, выделяет тепловую энергию.

Пиролизный эффект можно получить от сжигания топлива различных видов:

• дрова (бруски размером не более 450×250 мм );
• измельчённые ветки;
• брикеты;
• опилки;
• пеллеты (древесные гранулы);
• торф;
• кокс;
• уголь.

Древесина — наиболее эффективный вид топлива, выдающий большое количество пиролизного газа. К дровам можно подмешивать ветки и опилки в размере, не превышающем 25% общего объёма, для сохранения КПД (коэффициента полезного действия) на высоком уровне.

Отличием устройства пиролизных котлов от традиционных выступает наличие двух топочных камер: топливной (газификации) и сгорания.

В результате происходит образование древесного угля и газа, сопровождающееся выделением большого количества тепловой энергии

В камере газификации за счёт недостаточного поступления воздуха древесина не горит, а тлеет. При этом начинается выделение пиролизного газа, поступающего вместе с продуктами распада в камеру сгорания. Подача воздуха воспламеняет газ, выделившееся тепло нагревает водяную рубашку агрегата.

Конструкции пиролизных котлов отличаются в зависимости от способа подачи воздуха: естественный, использующий тягу дымохода, и принудительный, нагнетающий воздух вентилятором.

В установках с естественной тягой вторичная камера расположена над главной топкой и поток воздуха проходит снизу вверх. При искусственной тяге наоборот: главная топка — под вторичной камерой и направление воздуха — сверху вниз.

Для чего он необходим

Пиролизные котлы становятся всё более популярными из-за роста стоимости других энергоносителей. Отопление помещений обходится всё дороже. Дрова — самый дешёвый вид топлива для традиционных котлов, но их требуется много.

Использование дополнительной энергии от сгорания газа, выделенного при пиролизе древесины, позволяет получить значительно больше тепловой энергии.

Такие ко тлы имеют высокое значение КПД (до 89%) за счёт минимального количества потребляемого топлива. Обязательным критерием к сырью выступает влажность. Повышение содержания влаги уменьшает объём выделяемого тепла.

По сравнению с котлами, работающими на других видах топлива, устройства пиролизного принципа действия имеют следующие преимущества:

• снижение расхода воздуха на процесс горения газа;
• меньшее количество отходов — сажи и пепла;
• уменьшение в 3 раза выделения вредных веществ и компонентов;
• возможность регулировки производительности котла в пределах 30–100%;
• облегчение процесса управления сгоранием пиролизного газа.

Бубафоня с водяной рубашкой. Расчеты конструктивных элементов печки

При кажущейся простоте печи бубафоня необходимо понимать, что ее размеры играют немаловажную роль. Особое внимание надо уделять соотношению ее диаметра к высоте. Данный показатель варьируется в пределах от 3:1 до 5:1. При этом строго подбирается именно диаметр конструкции, он варьируется в диапазоне 600-800 мм. Почему так строго?

• Если выбрать корпус меньшего диаметра, то внутри агрегата поступающий в зону тления воздух не успеет максимально нагреться и перемешаться с пиролизными газами. Он просто вылетит в дымоход, унося за собой и позиции КПД. При этом в камере дожига не будет образовываться горючая смесь, которая должна сгореть.
• При большом диаметре котла само топливо в основном будет гореть по центру, а края будут сгорать медленно. То есть, внутри зоны тления образуется яма. Получится так, что груз (блин) будет располагаться на краях топливной загрузки, а под ним образуется свободное пространство, которое будет заполняться поступающим воздухом. Топливо просто начнет гореть, и придется забыть о пиролизе, как таковом. Опять снижение КПД. Но, как показывает практика, в данной ситуации чаще всего печь просто затухает.

Так горит топливо в зоне тления под блином

Возвращаемся к толщине стенки. Если изготавливается бубафоня с водяной рубашкой, то данный показатель не должен быть меньше 4 мм. Все дело в том, что через тонкую металлическую стенку тепло тут же перейдет в воду, а вот отводящие газы тут же начнут остывать. При температуре ниже 400С процесс дожига просто невозможен. То есть, газогорючая смесь не будет сгорать, на стенках образуется нагар, внутри дымохода конденсат. И это все является снижением не только КПД, но и срока эксплуатации печки бубафоня.

Внимание! Слишком толстый металл корпуса тоже не является эффективным решением. Потому что тепловая инерция (и временная тоже) создадут условия, при которых котел может закипеть. Поэтому оптимально считается, что толщина стенки прибора должна быть в пределах 6 мм. А если используется для сборки печки жаропрочная сталь, то толщину можно снизить до 4 мм.

Печь длительного горения для гаража. Выбор материалов

Если речь идет о гараже, то оптимальный вариант для печи ДГ – железо. По сути, это модификация той же, всем известной, буржуйки. Учитывая ограниченность свободного пространства в типовом боксе, выкладывать печь из кирпича вряд ли имеет смысл, и уж тем более в гараже сборном, из металлических секций или в каркасной конструкции на основе бруса и досок, смонтированной своими руками.

Что учесть

• Рекомендуемая толщина металла, используемого для корпуса печи – не менее 4 мм. Но это для установок, которые эксплуатируются довольно часто. Если печь планируется использовать нерегулярно, можно этот параметр и уменьшить (в разумных пределах, иначе корпус быстро прогорит).
• При сборке устройства из трубы ее минимальное сечение – 30 см.
• Отвод продуктов горения – через стенку печи (для квадратной конфигурации корпуса – через тыльную). Рекомендуемый уклон дымохода – от 300 и более, иначе тяга будет недостаточной. По этой же причине его сечение – от 12 см.

Дымоход для печки длительного горения лучше делать составным. Во-первых, для удобства обслуживания (прочистки) канала отвода газов. Во-вторых, первое колено (стыкуемое с печью) будет нагреваться сильнее остальных. Поэтому для него толщина стенки выбирается в пределах 2,5 – 3 мм. Если из такого металла собрать весь дымоход, то это утяжелит конструкцию, да и сборка установки длительного горения выйдет несколько дороже, если железо придется покупать.

Можно смонтировать всю трассу и из более тонкого металла, но в этом случае дымоход долго не прослужит – прогорит, да и эксплуатация станет менее удобной. Поэтому следует ориентироваться на интенсивность пользования печью. Если автовладелец в гараже проводит много времени, то экономить на трубе не стоит.

Печь для гаража своими руками. Особенности отопления гаража

Добротный, теплый, капитальный бокс есть не у каждого владельца автотранспорта. Обычно автовладельцы имеют железный бокс. Это самый дешевый, быстрый способ укрыть свой автомобиль от непогоды. Такие постройки защищают только от осадков, ветра. Но с точки зрения удержания тепла, они бесполезны.

Горячий воздух улетучивается моментально из такой конструкции. Как решить проблему? Как сварить печь для гаража? Есть несколько путей. При выборе надо понимать, что отопить жилое и гаражное строение, это не одинаковая задача. Вопрос даже не в изоляции помещения. Согласно законам физики, используя теорию закона квадрата куба, мы понимаем, что на топку маленького бокса, топлива уйдет больше, чем на отопление дома.

К примеру на коттедж в 3 этажа, мы затратим 10 кВт, на согревание бокса у нас уйдет порядка 3 кВт. Если мы хотим получить температуру в боксе 15 градусов, нам требуется котел мощностью 2 кВт. Когда мы хотим держать оптимальную температуру 8 градусов, нам будет хватать мощности 1,3 кВт. Расход топлива на хозяйственное строение получается более чем в 2 раза больше, чем на согревание такой же площади жилых строений.

Нагреть весь бокс, включая стенки и пол — не разрешимая задача. Уйдет слишком много тепло затрат. Не спасет даже утепление. Поскольку тепло будет забираться бетонным полом, и оно будет уходить через бетонную крышу. Разумным вариантом будет прогрев конкретной рабочей зоны. Желательно теплый воздух сосредоточить по центру комнаты. Вокруг этой зоны будет царство холодного воздуха. Вверху, внизу, кругом будет холодно. Это создаст наилучший комфорт для работы.

По центру площадей будет тепло, а расход энергии на отопление заметно упадет. Такой эффект называют теплой шубой. Он возникает благодаря естественной конвекции воздуха. Горячий воздух зажат со всех сторон холодным потоком. Нагретый воздух, стремится вверх, но его не пускает холодный воздух, давящий вниз. Горячие воздушные массы равномерно растекаются по сторонам, немного прогревают стены, спускаются в смотровую яму.

Такой эффект под силу создать генераторам тепла малой мощности, что по деньгам будет весьма экономно. Такие аппараты создают достаточно интенсивный поток теплых воздушных масс, которых достаточно для обогрева мастерской.

С развитием различных технологий, появился такой метод по отоплению хозяйственных построек, как инфракрасные обогреватели. Но у них есть недостаток. Для строений из металла они мало подходят. Металл не отражает данное излучение, и тепло уходит на улицу. Стены из кирпича так же не подойдут для этих целей. Печь для гаража своими руками будет лучшим решением, печь буржуйка своими руками — бюджетное решение. Печи для гаража на дровах автономны, требуют мало места, работают на древесных отходах. Многое можно увидеть на ютуб своими глазами. Мы рассмотрим некоторые варианты.

Печь медленного горения своими руками. Как работают печи долгого горения?

Конструкций печей длительного горения разработано много, но все работают по единому принципу. Тепло получается не в процессе открытого горения, а в результате пиролиза. Под воздействием высокой температуры топливо тлеет, выделяются горючие газы. Они воспламеняются и сгорают, выделяя много тепла. Медленный процесс горения происходит посредством регулирования подачи кислорода. Когда топливо разгорится, до минимума перекрывают поступление воздуха.

Газ из такой печки не попадает в помещение, благодаря герметичным дверям и заслонкам

Обычной русской печью пользоваться в таком варианте невозможно, подобная попытка приведет, по всей вероятности, к плачевным последствиям. Газы могут проникнуть в помещение, что грозит отравлением людей. Печки с длительным процессом горения оснащаются герметичными дверями, заслонками, регулировочными приспособлениями, что исключает попадание газа в помещение. Отопительные устройства подобного рода заслуживают внимания по многим причинам:

• могут работать на одной закладке без присмотра 10–20 часов;
• небольшой вес, можно установить без фундамента;
• подходит топливо любого вида, сгорает полностью, КПД до 90%;
• можно пользоваться эпизодически, что важно для дачи;
• нет посторонних запахов и дыма;
• возможность собрать самостоятельно из недорогих материалов.

К несомненным достоинствам относится также низкая стоимость, так как материала требуется немного. Если делать своими руками , используя металлическую бочку, газовый баллон, выйдет еще дешевле.

Печь для бани длительного горения своими руками. Достоинства и недостатки

Давайте рассмотрим основные плюсы и минусы самодельных отопительных печей длительного горения. Начнем, как обычно, с положительных черт:

Компактность и относительная мобильность - главные плюсы печек-буржуек.

• Дешевизна – чаще всего их собирают из дешевого листового металла, отслуживших свое вместительных газовых баллонов, бочек и многого другого. Все это можно найти на развалах и на старых предприятиях. Некоторые люди могут порыться у себя в гараже или в сарае – наверняка там найдется ненужный металл для самодельной печи длительного горения;
• Простота сборки – никто не требует сверхточного следования выбранной схеме. Например, все та же пиролизная печка-буржуйка может иметь самые разные размеры;
• Высокая эффективность – правильно собранная печь длительного горения может обеспечить теплом помещения большого размера, не требуя частых подходов для закладки горючего.

Есть и определенные недостатки:

• Не самый привлекательный внешний вид – самоделки действительно не могут порадовать пользователей хорошими внешними данными;
• Некоторые виды печей нельзя использовать в жилых помещениях – та же «бубафоня» здорово надымит и навоняет, прежде чем выйдет на рабочий режим;
• Печь длительного горения с водяным контуром будет сложна в реализации – нужно как-то обеспечить забор тепла в отопительный контур.

Несмотря на некоторые явные недостатки, самодельные печи длительного горения на дровах пользуются определенным спросом.

Печь длительного горения – отличный агрегат для обогрева теплиц. Обогревать их электричеством или газом дорого или вовсе невозможно, а купив дешевые дрова, можно обеспечить теплицы живительным теплом на всю зиму.

Печка для гаража из газового баллона. Плюсы и минусы печи для гаража из газового баллона

Основная задача печки – прогреть гараж. С этим она справляется за короткое время и с небольшими затратами топлива. Как правило, на печи из газовых баллонов еду не готовят, максимум – разогревают прихваченные из дома блюда или кипятят чайник. Если такие функции не нужны, то можно ограничиться самым простым вариантом из одного баллона без варочной поверхности.

Виды печек для гаража:

1. Простая конструкция. Небольшую печку для гаража своими руками сооружают из одного баллона емкостью 12-27 л. Его устанавливают горизонтально или вертикально.
2. Печка из двух емкостей. Здесь возможны разные варианты соединения. Два баллона располагают длинной стороной друг над другом и соединяют с помощью сварки. Немного сложнее конструкция из баллонов, сваренных под прямым углом.
3. Сложные варианты из двух и более емкостей. Здесь могут быть варочные поверхности, теплообменные ребра или перегородки, воздушная заслонка и другие усовершенствования.

Во время работы корпус печи раскаляется докрасна, экраны защищают от ожогов и одновременно увеличивают эффективность обогревателя, направляя холодный воздух от пола к баллону

Плюсы и минусы некоторых вариантов конструкции:

1. На вертикально установленной печке сверху можно сделать площадку для подогрева еды, но дрова придется рубить на мелкие фрагменты, чтобы они поместились в топку.
2. С горизонтальным вариантом в этом отношении проще: дрова загружают вдоль длинной стороны, поэтому можно использовать любые поленья. Однако устроить конфорку на горизонтально расположенном баллоне довольно сложно.

Печь для гаража из 2-х газовых баллонов, установленных параллельно друг другу, сделать не слишком трудно, но о варочной поверхности придется забыть. Ее достоинства – можно использовать длинные поленья, что дает быстрый и относительно долгий нагрев гаража. На конструкции с перпендикулярным соединением емкостей легче сделать конфорку для разогрева пищи, но саму печку изготовить сложнее.

Важно! Печки из газовых баллонов пригодны только для временного обогрева гаража. При постоянной работе появляется реальная угроза пожара: металл стенок очень быстро прогорит, огонь перекинется на легко воспламеняемые предметы и вещества, которых в гараже всегда много.

Печь длительного горения сделать самому. В чём отличие от обычных печей?

Для начала можно рассмотреть, с какими недостатками сталкивается владелец обычной печи:

• очень низкий КПД, уровень которого можно поднять до 80 процентов, не больше;
• постоянно нужно следить за тем, чтобы вовремя подложить новую порцию топлива (обычно, это нужно делать каждые 2-3 часа);
• нет возможности сделать процесс горения автоматизированным и таким образом, снизить трудозатраты.

Ни одного из перечисленных недостатков в печах верхнего горения нет. Можно сказать, что они стали усовершенствованным вариантом традиционной печи, которая не сдаёт своих позиций уже много столетий. Кроме того, у неё есть масса преимуществ, среди них — практически полное отсутствие сажи, небольшие габариты котла, возможность регулировки процесса горения. Есть множество конструкций, которые можно сделать своими руками.

Печь длительного горения устроена так, что кислород поступает к топливу в ограниченном количестве. Дрова (уголь, пеллеты) не горят, а тлеют. В этот момент они выделяют так называемый пиролизный газ. Он поступает в отдельную камеру и там догорает полностью. В итоге КПД повышается ещё на 10-15 процентов, а период закладки топлива растягивается от 8 до 12 часов.

Для таких печей можно использовать в качестве топлива опилки, дрова, уголь и пеллеты. То есть, подобрать его не сложно в зависимости от региона и доступности какого-либо вида топлива. Когда в таких усовершенствованных печах используются пеллеты, то процесс загрузки топлива легко делают автоматизированным. Всего лишь надо будет следить за наполняемостью бункера.

Справка. Пеллеты постепенно становятся востребованным видом топлива. Они удобны в эксплуатации и позволяют экономить природные богатства Земли, так как делают этот вид топлива из отходов деревообрабатывающей промышленности.

Автоматизированная печь длительного горения, в которой используют пеллеты, может работать без вмешательства людей несколько дней.

Печь длительного горения своими руками из газового баллона. Изготавливаем печку длительного горения своими руками

Первым делом следует определиться, из чего будет выполнен корпус печки. Металл желательно выбрать толстый, чтобы дольше не прогорал. Чаще всего такая буржуйка изготавливается из газового баллона объемом 50 л. Можно использовать толстостенную трубу большого диаметра либо стальную бочку объемом 200 л, но ее стенки тоньше.

Также потребуется :

• стальные трубы;
• металлопрофиль;
• инструмент для резки металла (болгарка, газовый резак и т.д.);
• сварочный аппарат с электродами;
• листовая сталь.

Рассмотрим подробно, как сделать буржуйку своими руками. Предварительно рекомендуется набросать схему конструкции и определить размеры элементов.

Корпус . При изготовлении корпуса из газового баллона, у него необходимо аккуратно срезать верхнюю часть (линия реза на 1 см ниже сварного шва). При желании корпус можно нарастить, приварив отрезанную часть другого баллона. У бочки так же срезается верхняя часть с крышкой. А если для корпуса выбрана труба, к ней следует приварить круглое или квадратное дно из толстого листового металла.

Варианты исполнения корпуса

Крышка. В срезанной верхущке газового баллона или в крышке бочки по центру следует прорезать отверстие, соответствующее по размерам трубе, из которой будет выполнен поршень

Крышку обваривают стальной полоской – важно, чтобы она плотно садилась на корпус. Для корпуса из трубы крышку придется специально изготовить из листового металла

Патрубок дымохода. На боку печки, в паре сантиметров ниже надетой крышки, прорезается отверстие и приваривается патрубок дымохода

Важно, чтобы съемное колено дымохода надевалось плотно, без зазора

Дымоход. Нижний, горизонтальный отрезок дымохода должен быть длиннее диаметра печки. Дымоходную трубу можно выполнить ломаную, чтобы увеличить площадь поверхности, отдающей тепло помещению

Важно, чтобы не было углов меньше 45°. Для монтажа дымохода подходит труба диаметром 10-15 см

Дымоход

Поршень . Длина трубы-воздуховода должна превышать высоту корпуса на 100-150 мм. К ее нижней части необходимо приварить стальной круг с отверстием по центру и оснастить его пятью-шестью лопастями с нижней стороны (располагаются по кругу, лучиками от центра).

Лопасти могут представлять собой :

• отрезки стального уголка;
• отрезки П-образного профиля;
• изогнутые волной полоски металла (привариваются ребром).

Посередине на лопасти наваривается небольшой стальной кружок с отверстием по центру. Если площадка с лопастями изготовлена из стали толщиной менее 6 мм, она со временем деформируется от перегрева. Чтобы этого не произошло, сверху наваривают ребра жесткости — треугольник, составленный из отрезков уголка. На верхнем срезе трубы прикрепите болтом стальную пластинку для регулировки интенсивности горения.

Сборка . Установите печь верхнего горения, проверьте плотность подсоединения дымохода. Вставьте в печку поршень, наденьте и закройте крышку. Убедитесь, что крышка сидит плотно, что зазор между поршнем и отверстием в крышке минимален.

Ввод в эксплуатацию . Самодельные буржуйки длительного горения можно ставить на земляной или бетонный пол. Если пол в помещении деревянный, выложите площадку из кирпича, используя раствор для кладки печей, и закройте ее стальным листом. Вместо кирпича можно уложить лист огнеупорного материала и также закрыть листовым металлом. Стены рядом с печкой, сделанной самостоятельно, желательно выложить кирпичом, который будет аккумулировать тепло и отдавать помещению.

Чертёж печки из газового баллона

В установленную печь укладывают дрова, заполняя топливник примерно на 2/3 или чуть больше. Сверху кладут бумагу и поджигают. Убедившись, что дрова занялись, можно установить поршень и надеть крышку. Следующая закладка дров возможна только после того, как все топливо прогорит и печь остынет.

Заключение

«Бубафоня» не самая эффективная печка-самоделка длительного действия. Умельцы разрабатывают различные варианты дровяной печки-«ракеты», но для ее изготовления необходимы точные расчеты, подготовленные своими руками чертежи и хорошие навыки работы различными инструментами.

«Бубафоню» также можно модернизировать, к примеру, смонтировать приспособление, упрощающее выгрузку золы.