Печка буржуйка своими руками: самодельные печки для гаража и дачи

Количество бытовых и промышленных отходов на планете неуклонно растет. До 75% из них – органические вещества. Для эффективной утилизации органического сырья используется пиролиз. Этот процесс более безопасный, по сравнению со сжиганием мусора. Пиролизная технология в области переработки ТБО перспективна. В результате образуются вторичные материалы, подлежащие дальнейшему применению в быту или на производстве.

Что такое пиролиз

Суть пиролиза заключается в том, что при температуре от 200 до 800 градусов (в условиях недостатка кислорода) происходит газификация древесины – она обугливается и тлеет, постепенно распадается на твёрдый углеводород (кокс), смолы и смесь неконденсируемых горючих газов. Выделяемый топливом пиролизный газ можно дожигать отдельно от твёрдого остатка, что даёт возможность получить дополнительную тепловую энергию. Используя уникальные свойства данного процесса, есть возможность создать полноценное отопительное устройство для обогрева крупного дома. По такому же принципу работают походные пиролизные минипечи, которые своими руками собирают туристы и любители активного отдыха на природе.

Фактическая теплота горения высвобождаемых газообразных продуктов может отличаться в разы (примерно от 3 до 15 МДж/м3), теплотворность дожига зависит от состава газовой смеси. В свою очередь, состав пиролизного газа определяется способом подвода тепла для нагрева топлива, скоростью и конечной температурой протекания процесса. От этих же условий будет зависеть процентное соотношение получаемых твёрдых и летучих компонентов.

Обратите внимание! Во время топки пиролизной печитвёрдый остаток (уголь) горит в штатном режиме. При этом его теплотворность в два с половиной раза выше, чем у древесины.

Преимущества и недостатки пиролизной печки

Мини-газогенератор, который находится во всех устройствах данного вида, имеет очень выигрышную позицию, благодаря своему принципу работы. Коэффициент его полезного действия превышает 80%. За счет этого фактора работа печки очень экономна: можно рационально использовать топливо, производить регулировку процесса и степени горения самостоятельно.

Такая печка будет работать на любом горючем. Для топлива можно использовать разные отбросы деревообрабатывающей промышленности. Это могут быть дрова, щепки, опилки, мелкие ветки и так далее. Допустима работы агрегата на мелких бытовых отходах, в виде пластика или небольших резиновых изделий.

Пиролизный газ экологичен и вреда природе не приносит.

Очень важна «чистая» работа печки из газового баллона. В процессе эксплуатации устройства не появляется таких грязных веществ, как, например, сажа или зола, благодаря принципу работы газогенератора. Данный фактор сильно облегчает пользование конструкцией: вам не нужно будет тратить много времени на чистку печи, ликвидацию с ее поверхностей грязи.

Недостатки:

  1. Высокая стоимость. Чаще всего это останавливает покупателей. Самая дешевая модель для бани будет стоить не менее 10 000 рублей. Если вы хотите более современный и усовершенствованный образец – придется заплатить около 17 000 рублей. Но высокие цены полностью окупаются хорошим качеством и многофункциональностью.
  2. Необходимость постоянного электроснабжения. Это необходимо для поддержания работы печи. Существуют модели печек, которые не нуждаются в постоянной подаче электричества, но они не популярны.

Принцип работы пиролизной печи

Печь для пиролиза состоит из корпуса. Внутри установлена встроенная топка. В нее закладывается древесина или иное сырье для переработки. Когда отсек топки закрыт, воздух внутрь не поступает. Элементы конструкции герметичны – дверь печи закрывается вплотную. В установке работает вентилирующая система для приточно-вытяжных функций.

В процессе выделяется мощная тепловая энергия. Эффект обусловлен тем, что при низкой концентрации кислорода материал горит медленно. Результатом процесса становится кокс, зола и газ. Горячий газ внутри котла взаимодействует с воздухом и горит при высокой температуре. Эта реакция сопровождается выделением тепла.

Пиролизная установка работает в два этапа:

  1. Вначале сгорает материал, отправленный в отсек. На этом этапе доступ кислорода заблокирован. Выделяется горючая газовая смесь.
  2. На второй стадии сгорает смесь выделенного газа с воздухом.

Двухэтапный принцип действия применяют в самодельных пиролизных печах с дожигом газов:

  • «Буржуйках»;
  • Дровяных печах;
  • Генераторах твердотопливного типа.

Внимание! Пиролизные установки представлены разнообразными моделями. Они отличаются между собой конструкцией второго блока. Есть модификации с дополнительной вентиляцией. А другие варианты работают на естественной тяге. Механизм отвода дыма оснащен заслонками, герметизирующими печь.

Отработанные материалы выгружает вращающаяся реторта. Это изделие круглой формы, опускающееся на опору печи.

Как работает

В интернете на некоторых сайтах указывается, что принцип работы ракетных печек основан на двух основополагающих принципах:

  1. Пиролиз топлива при повышенной температуре и дожигание образовавшихся газов в специальном канале — дожиговой камере или райзере.
  2. Принцип утилизации тепла в печи основан на теории свободного движения газов, так называемой колпаковой системе. Вся система действует без побуждения тяги дымовой трубой.
Читайте также:  Можно ли установить твердотопливный котел на улице

На деле же эти утверждения верны только частично. Точнее, второе из них. Потому, что труба отсутствует в компактной версии печи, но тягу создает сам райзер.

А в стационарных мощных печах труба присутствует. Она довольно крупная, не менее 5 метров высотой.

Не все просто и с принципом забора тепла. Действительно, некое подобие колпаковой камеры можно рассмотреть в теплообменнике райзера. Но дальше подключается самая настоящая дымооборотная система с боровом, то есть горизонтальным каналом.

Так что, утверждения авторов об отсутствии дымооборотов и трубы в ракетной печи говорят о непонимании ими принципа работы печей вообще.

В этом виде печей топливник играет не главную роль. В нем горение очень ограниченно, это заведомо происходит при недостатке кислорода. Задач у топливника две:

  • обеспечить пиролиз — тепловое разложение древесины;
  • создать условия длительного горения. По этой причине все топливники в той или иной степени конструируются как аналог шахтных.

Для понимания сути, рассмотрим, что же такое шахтный топливник. Это объем, в котором происходит горение. Но не только в нижней части.

Представьте себе большую бочку, заполненную деревянными брикетами или поленьями. А теперь, заставьте гореть загруженное дерево только в нижней части, у дна.

Естественно, для этого придется организовать обратную, сверху вниз, или горизонтальную тягу. Верх бочки-топливника надо будет накрыть достаточно герметичной крышкой. По мере сгорания, топливо будет замещаться из верхнего запаса, по причине земного тяготения.

Это и есть модель шахтного топливника.

В любой ракетной печи топливник ориентирован не горизонтально, а вертикально. В крайнем случае — по диагонали. Но вектор тяги, даже в наклонном, косом топливнике, также будет направлен сверху вниз.

Как уже замечали, в топливнике идет не полное сгорание, а лишь тепловое разложение дров. Полученные газы поступают в дожигатель — вертикальную толстостенную трубу. В нее, независимо от топливника, подается воздух — для обеспечения кислородом.

В этих целях под топливником делают небольшой канал, доходящий до дальней стенки и выходящий непосредственно в райзер.

Происходит такое и в случае, когда основной топливник оборудован колосниковой решеткой, а подача первичного и вторичного воздуха смешана. То за решеткой все же делают участок глухого пода, который не доходит до задней стенки печки.  Через этот промежуток воздух уходит в дожиговую камеру и, вместе с тем, прогревается.

В совсем небольших печурках, работающих по подобному принципу, отдельного канала под топливником не делают. Просто в боковых стенках райзера сверлят ряд небольших отверстий, через которые в зону дожига и проходит воздух.

Собственно, на этом простая механика небольших походных печек, вроде популярных «робинзон» или «тайга», заканчивается. На трубу ставится специальная конфорка, которая не препятствует выходу газов из райзера.

На этой конфорке турист имеет возможность что-то приготовить. Но такую конструкцию невозможно приспособить под отопление.

Поэтому инженеры пошли дальше, создав стационарные варианты реактивных печек.

Для этого на трубу дожигателя одели колпак-теплообменник из металла. После его прохождения газы направляют в горизонтальный канал-боров, над которым сооружают лежанку или лавку.

Интересный момент! Некоторые конструкторы дополнительно увеличивают путь движения пиролизных газов внутри дожигателя. Длиннее дорога — больше времени на завершение химических реакций.

Но увеличивать высоту трубы не получится, ведь так увеличится тяга. Тогда вместо замедления случится ускорение. Поэтому решили по-другому: направить поток по спирали, закрутить его внутри трубы.

Надеяться на силу Кориолиса не имеет смысла. Поэтому в самом низу дожиговой камеры ставят небольшие направляющие жалюзи, чуть скашивающие поток газов.

Иногда такую «вертушку» располагают непосредственно в канале подачи вторичного воздуха. Крутится чуть меньше, но и нагревается менее интенсивно — так срок службы дольше.

Стоит также отметить, что такой пиролизно-ракетный принцип применяют и в некоторых обычных кирпичных отопительных печах. Но в них это происходит не так наглядно. Поэтому и громкого «космического» имени эти конструкции так и не получили.

Простейшая самодельная печь, является, по сути, повторением образцов промышленного изготовления. Съемная конфорка заменена на постоянные стойки.

Изготовление пиролизного котла

Эффективность этого вида установок на дровах стала причиной их популярности у мастеров, которые могут изготавливать твердотопливные котлы пиролизного типа собственными силами из имеющихся материалов. Процесс этот достаточно трудоемкий и требующий навыков выполнения слесарных и сварочных работ, некоторого минимума инструментов и оборудования:

  • аппарат для электросварки;
  • угловая шлифовальная машина;
  • дрель электрическая;
  • набор слесарных инструментов.

Если имеются навыки, инструменты и большое желание, то можно изготовить агрегат, используя следующий чертеж пиролизного котла на естественной тяге:

1 – воздушный канал; 2 – дверца для загрузки топлива; 3 – дверца вторичной камеры; 4 – заслонка прямой тяги; 5 – первичная камера; 6 – верхняя крышка; 7 – входной канал для подачи воздуха; 8 – воздушная заслонка; 9 – патрубок для группы безопасности; 10 – вторичная камера дожигания; 11 – патрубок присоединения дымохода; 12 – форсунка; 13 – жаротрубный теплообменник.

Читайте также:  Гидрострелка для отопления принцип работы назначение и расчеты

Материалом для изготовления камер может служить жаропрочная легированная сталь, но это дорогой материал, поэтому мастера берут простую углеродистую сталь толщиной 5 мм. Для защиты ее от высокой температуры в нижней части топки выполняется футеровка пиролизного котла огнеупорным кирпичом. Им же нужно защитить днище вторичной камеры, куда направлен факел пламени. Для обшивки водяной рубашки применяется листовой металл толщиной 3 мм, его приваривают к ребрам жесткости из полосовой стали. Из такого же металла изготавливают дверцы, крышку и обрамление проемов.

Передачу тепла от дымовых газов устройство котла предусматривает через жаротрубный теплообменник, находящийся внутри водяной рубашки. Для его изготовления подойдут бесшовные стальные трубы из углеродистой стали наружным диаметров 48 или 57 мм. Количество труб следует подобрать по необходимой площади поверхности теплообмена, для чего выполняется расчет пиролизного котла.

Учитывая, что топливо в пиролизных агрегатах горит долго (до 12 часов) и продуктивно, некоторые владельцы классических установок прямого горения задумываются о том, можно ли их модернизировать. Такая переделка твердотопливного котла в пиролизный возможна, но при условии, что топка агрегата сделана из металла, а не чугуна. Колосниковая решетка убирается и с помощью электросварки на ее месте закрепляется перегородка, разделяющая главную топку и зольник, который будет выполнять роль вторичной камеры. Между ними устанавливается форсунка. Кроме этого, понадобится организовать подачу воздуха в обе камеры, надо изготовить воздушные каналы и установить их, как показано на чертеже.

Как правило, переделка котла в пиролизный происходит не на заводских агрегатах, а на самодельных, это расширяет возможности для усовершенствования конструкции. Можно менять проходное сечение форсунки, размеры обеих камер или площади поверхностного теплообмена, добиваясь наилучших показателей длительности горения и повышения КПД установки.

Выбор материала

Для изготовления печки-щепочницы используют кислотостойкие и жаростойкие сорта стали, ведь они не только хорошо переносят высокую температуру, но и устойчивы к конденсату, который образуется во время розжига.

Такой металл используют для внутренней облицовки печей и котлов, а также для изготовления барабанов и внутренних корпусов стиральных машин.

Нередко из такой стали делают воздуховоды систем вентиляции, однако необходимо быть внимательным, чтобы не спутать ее с оцинкованной сталью, которая обладает гораздо худшими характеристиками, а при нагреве выделяет цинк, что может привести к отравлению.

Также необходимо правильно выбирать толщину металла. Ведь чем тоньше деталь, тем менее жесткой и прочной она получится (пусть и будет весить меньше), но при этом ее заметно легче обрабатывать. А чем толще, тем прочней будет конструкция, но больше ее вес, и заметно тяжелей обработка.

Поэтому чаще всего для самодельных печек применяют нержавейку толщиной 1–1,5 мм, хотя можно использовать как менее, так и более толстый металл.

Такие сушилки можно купить на АлиЭкспресс и других площадках за небольшую цену. Для созданиях пиролизных печек хорошо подходят металлические термосы, ведь они тоже изготовлены из нержавеющей стали.

Однако их довольно сложно сверлить из-за круглой формы и невозможности использовать сверлильный станок, а для полноценного пиролиза приток воздуха в зоне горения должен быть минимальным, а в зоне дожига, расположенной над зоной горения, максимальным.

Нередко для изготовления щепочниц используют различные емкости из стали, такие как:

  • кастрюльки;
  • кружки;
  • котелки;
  • банки.

Главными условиями выбора являются:

  • жаростойкость;
  • кислотостойкость;
  • соответствие размеру и форме емкости для воды, которую будут устанавливать сверху.

Изготовление трубки с отверстиями

Когда изготавливается пиролизная печь своими руками, предстоит снабдить ее трубкой, в которой осуществляется догорание паров масла. В ней непременно должны быть отверстия, диаметр которых должен быть эквивалентен примерно 10% от ширины трубы, тогда как, выбирая ее высоту, необходимо использовать заготовку в пределах 400 мм. Учитывайте, что печь более внушительных габаритов предполагает увеличение всех остальных составляющих, причем делать это необходимо пропорционально.

Преимущества и недостатки

Преимущества применения:

  • при сгорании дров невозможно получить такую высокую температуру, как в процессе сгорания пиролизного газа (особенно, если дрова содержат много влаги);
  • при помощи контроллера управления мы без особых трудностей можем автоматизировать работу пиролизного котла, так как процесс сжигания пиролизного газа легко поддается управлению и регулированию;
  • для сжигания дров или угля необходимо гораздо больше вторичного воздуха, чем для сгорания древесного газа. Поэтому при одинаковом объеме вторичного воздуха КПД сгорания древесного газа, длительность и температура горения будут больше;
  • выброс вредных веществ пиролизных котлов в атмосферу сведен до минимума, поэтому пиролизный котел – это практически экологически чистый источник тепла;
  • твердотопливные котлы пиролизного горения нуждается в очистке от золы крайне редко;
  • пиролизные котлы могут работать очень долго(до 15-и часов) на одной закладке дров, при том, что обычные твердотопливные котлы нуждаются в дозагрузке каждые 3-4 часа.
Читайте также:  Отопление загородного дома: варианты и цены

Если же говорить о недостатках такого типа агрегата, то, помимо цены, которая является платой за повышенный КПД, и более сложной конструкции, ведь пиролизные котлы на 30-35% тяжелее обычных, так как металла для их изготовления требуется больше, другие «минусы» несущественны.

Для максимальной эффективности работы влажность дров должна быть не более 20%. Если дрова влажные, при их горении образуется пар, который снижает газовыделение и приводит к отложению дегтя и сажи. В результате, КПД котла падает, и возникает необходимость в его чистке.

Большинство пиролизных агрегатов имеют электронное управление.

Следовательно, возникает необходимость в использовании электричества для работы контроллера, который управляет вентилятором и дымососом.

Пиролизные котлы с естественной тягой существуют, но они требуют очень высокого и мощного дымохода, поэтому такие модели непопулярны.

Необходимость заполнения топки на 50-100% – только в этом случае будет поддерживаться высокий КПД котла.

Пиролизные твердотопливные котлы длительного горения хоть и дороже раза в два от обычного твердотопливного котла, но отличаются возможностью экономного использования топлива с максимальной эффективностью, которая значительно выше чем от сгорания угля и древесины в обычных агрегатах.

Блиц-советы

  1. Дымоход, который используется для удаления продуктов горения, должен быть изготовлен из жести, а верхняя часть, которая будет контактировать в зимнее время с холодным воздухом из двухслойной жести с теплоизолятором между двумя слоями.
  2. Дымоход должен располагаться вертикально с минимальными зазорами в местах сочленения патрубков.
  3. Данная модель пиролизного котла предназначена для использования в системе отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, поэтому в систему необходимо установить насос достаточной мощности.

Печь-ракета своими руками

Построить печь ракету с высоким КПД и доступной стоимостью, при наличии пошагового руководства и порядовки можно всего за 2-5 дней, что очень хорошее время для отопительного агрегата такого уровня.

Далее предлагаем ознакомиться с чётким пошаговым руководством:

  • Делаем углубление на 100-120 миллиметров на том участке, на котором будет располагаться топливный отсек из шамотного кирпича, выполняем опалубку строго по контуру;
  • Делаем фундамент максимально прочным, для этого усиливаем его с помощью арматуры или строительной сетки, которую необходимо уложить на кирпичном основании;
  • С помощью строительного уровня выкладываем основание рабочей камеры;
  • Заливаем конструкцию с помощью бетона и дожидаемся полного застывания состава, около суток;
  • Формируем из кирпичей основу нашего отопительного агрегата, выстраиваем боковины и переходим к строительству нижнего канала;
  • Теперь перекрывается камера сгорания с помощью кирпича уложенного в поперечном направлении, выкладка осуществляется так, чтобы вертикальный канал и топка оставались полностью открытыми;
  • Обрезаем бойлер с каждой из сторон и получаем большую по диаметру трубу, устанавливаем на нижнем участке ГСМ фланец, который необходим для комплектования конструкции горизонтальным теплообменником;
  • Каждый шов должен быть герметичным и хорошо, ровно свариваться, теперь врезаем в каркас бочки выходной патрубок и выполняем чистку от ржавчин, грунтуем, наносим термостойкую краску в 2-3 слоя;
  • Горизонтально расположенную вытяжку свариваем с боковым отводом, который будет зольником, дополняем его один или несколькими герметичными фланцами для удобства обслуживания и очистки;
  • С помощью печных кирпичей кладём жаровую трубу с диаметром внутреннего квадратного канала 180х180- миллиметров, с помощью строительного уровня или отвеса следим за тем, чтобы вертикальный канал был максимально ровным и прямым;
  • Жаровая труба комплектуется кожухом, райзер герметизируется глиняным составом – это необходимо для того, чтобы теплоизолятор в процессе эксплуатации не просыпался;
  • Переходим к изготовлению топливного колпака, делаем его из отрезанной части водонагревателя, который дополняется с помощью ручки, теперь нам понадобится саманная замазка, которая позволит сделать внешний вид конструкции более привлекательным. В основе состава лежит глина и опилки 50 на 50, опилки – необходимы для улучшения прочности раствора, они препятствуют растрескиванию подобно щебёнке;
  • Запечатываем перлитовую засыпку обмазкой находящуюся сверху, приступаем к выкладке печного контура, с помощью камня, кирпича, самана или песка, внутренняя часть конструкции заполняется щебёнкой, а верх обмазывается глиняным раствором;
  • Металлический кожух размещается в предварительно подготовленном для него месте, следите за тем, чтобы патрубок находящийся снизу смотрел в сторону лежака, нижняя часть также облицовывается глиняным составом и тем самым надёжно герметизируется;
  • Горфотруба подводится к топливному отсеку – это необходимо для того чтобы воздушные массы брались не из помещения, а с улицы;
  • Производим тестовую растопку и теплообменник соединяется с нижним патрубком, который находится в основной части, которая выложена красным кирпичом. Производим монтаж дымохода, а все швы и стыки герметизируем и обмазываем, усиливаем посредством асбестового шнура;
  • С помощью обмазки формируем форму лежанки, а саму бочку также можно задекорировать посредством самана, главное чтобы горизонтальная площадка, на которой будет греться еда и вода, была полностью открыта.
Печь-ракета своими руками
Печь-ракета своими руками

Печь-ракета своими руками
Печь-ракета своими руками