Пиролизная печь: устройство, разновидности, самостоятельное изготовление

Приветствую, камрады. Сегодня мы с вами узнаем, что такое пиролизная печь и как она работает. Выясним, какие разновидности этих печей можно встретить в продаже. И познакомимся с тем, из каких материалов и как можно изготовить эту отопительную установку самостоятельно.

Что такое пиролиз

Это слово образовано от двух греческих корней: “пиро” — огонь и “лизис” — разложение, распад. Оба корня вошли в состав многих заимствованных русским языком слов: вспомните термины “пиротехника” (техническая отрасль, связанная со сжиганием горючих веществ для подачи сигнала или создания визуальных эффектов) и “гидролизная установка” (прибор, разлагающий воду на водород и кислород).

Пиролиз — это разложение горючих веществ при нагреве. От горения он отличается тем, что пиролиз происходит при ограниченном притоке воздуха. В этих условиях органическое топливо (дрова, уголь, опилки и т.д.) выделяет большое количество горючих газов, прежде всего — летучих углеводородов и угарного газа СО.

Конструктивные особенности

Позвольте, но ведь обычная печь с закрытым поддувалом работает примерно так же. Ограниченный приток воздуха уменьшает ее тепловую мощность. Чем же тогда печь пиролиза отличается от привычной буржуйки?

Тем, что продукты сгорания, в обычном твердотопливном оборудовании покидающие топку через дымоход, дожигаются в отдельной камере. Стоит подмешать к перегретым горючим газам новую порцию свежего воздуха, и они мгновенно воспламенятся. Сгорающий пиролизный газ отдает основную часть тепла воздуху в доме, а заодно поддерживает в первичной топке температуру, достаточную для тления топлива.

Преимущества

Что дает такой принцип работы?

• Гибкую регулировку мощности печки простым дымососным вентилятором. Меняя его обороты, можно регулировать скорость тления топлива;
• Максимальный коэффициент полезного действия (КПД) во всем диапазоне значений тепловой мощности. У традиционного твердотопливного котла КПД снижается при любом ограничении мощности из-за неполного сгорания топлива, а пиролизная печка неизбежно дожигает все продукты неполного сгорания;

• Низкое содержание вредных веществ в печных газах. Все, что способно гореть, дожигается во вторичной камере;
• Минимальное количество твердых отходов. Зольник приходится чистить раз в несколько дней — именно потому, что дрова или уголь сгорают практически полностью. Некоторые печи и котлы длительного горения (с ними мы познакомимся чуть позже) и вовсе лишены зольника: небольшое количестве остающейся от пиролиза золы уносится восходящим потоком печных газов;
• Быстрая растопка (при наличии принудительной тяги). Поток воздуха от вентилятора поможет дровам или углю разгореться максимально быстро;

• Возможность работы с автоматикой — выносными термостатами и программируемыми системами управления. Электроника управляет оборотами дымососного вентилятора и регулирует мощность печки, подстраивая ее под целевую температуру в отапливаемом помещении;
• Продолжительные промежутки между растопками. Пиролизные печи для отопления дома хороши тем, что их не нужно разжигать каждые 3-4 часа: двух растопок в день вполне достаточно.

Рекорд длительности автономной работы принадлежит котлу длительного горения, произведенному литовской компанией Стропува. Рекордсмен проработал на одной закладке угля 31 час.

Недостатки

Без них тоже не обошлось:

• Пиролизная печь больше традиционной при той же тепловой мощности. Просто потому, что она использует две камеры сгорания вместо одной;
• Она энергозависима. Принудительная тяга делает работу пиролизной печи зависящей от электропитания. Печи с естественной тягой существуют, но они ведут себя при розжиге несколько капризнее и управляются только и исключительно вручную (шибером на притоке в камеру сгорания пиролизного газа);

• Быстрое прогорание стенок вторичной камеры из-за высокой температуры в ней тоже стоит отнести к недостаткам решения;

Печь с защищенной шамотным кирпичом топкой служит гораздо дольше печки с голыми стальными стенками.

• Образование конденсата в дымоходе также не порадует владельца. Высокий КПД печи имеет оборотную сторону: продукты сгорания покидают топку и попадают в дымоход со сравнительно низкой температурой (80-120 °С). В результате вода — один из продуктов полного сгорания углеводородов — конденсируется на недостаточно прогретых стенках дымохода.

Проблема образования конденсата в дымоходе решается использованием нержавеющей сэндвич-трубы с тройником для накопления конденсата и краном для его слива в канализацию или в любую тару.

Разновидности

Булерьян

Это, вероятно, самая известная разновидность пиролизных печей. Булерьян предназначен для работы на дровах. Название изделия происходит от бренда, под которым производились первые печи этого образца.

Ключевых особенности у булерьяна всего две:

1. Вторичная топка находится выше камеры газификации, ближе к дымоходу. Обычно делается наоборот: дожигание летучих продуктов неполного сгорания топлива под первичной топкой поддерживает процесс пиролиза в ней;
2. Топки окружены экраном из труб большого диаметра. После нагрева в трубах возникают конвекционные потоки, быстро и эффективно прогревающие воздух в помещении.

Для отопления одним булерьяном двух и более комнат можно использовать принудительное нагнетание воздуха в конвекционные каналы и его разводку по воздуховодам.

Кирпичная печь

Печь из кирпича может использовать пиролиз ничуть не хуже стальной. Высокая цена материалов и сложность строительства компенсируется высокой теплоемкостью: после прогорания топлива массивная кирпичная конструкция будет отдавать тепло еще несколько часов.

В такой печи формируется два канала для печных газов:

• Канал прямой тяги с естественным движением продуктов сгорания используется при растопке и дозагрузке топлива;
• Пиролизная камера и протяженный основной канал с принудительной тягой задействуются после растопки; тяга в них может управляться автоматикой. Чем длиннее основной дымоход, тем большее количество тепла останется в доме.

Котел

Пиролизный котел (его еще называют газогенераторным) принципиально отличается от печи только наличием водяной рубашки вокруг топки или помещенного в нее теплообменника. Автоматика, управляющая дымососным вентилятором, может контролировать как температуру воздуха, так и температуру теплоносителя в контуре.

Как и любому твердотопливному котлу, газогенераторному требуется обвязка. Она включает:

• В открытом контуре с естественной циркуляцией теплоносителя — открытый расширительный бачок, установленный в верхней точке розлива. Розлив прокладывается от бачка к теплообменнику котла с постоянным уклоном, обеспечивающим движение воды самотеком и вытеснение воздушных пробок. После теплообменника котла монтируется короткий вертикальный участок розлива — разгонный коллектор;

• В закрытой системе с принудительной циркуляцией в состав обвязки входят мембранный расширительный бак, циркуляционный насос и группа безопасности — предохранительный клапан, автоматический воздушник и манометр.

Подключение котла к розливу (первые 1-2 метра от входного и выходного патрубков) выполняется только металлической трубой — стальной, нержавеющей или медной. Пластик и металлопластик здесь не годятся. Дело в том, что при остановке циркуляции в контуре даже после срабатывания термостата теплоноситель будет какое-то время греться тлеющим топливом, что может привести к опасному перегреву труб.

Печь верхнего (длительного) горения

Ее ключевые особенности:

• Большой размер топки (в одном объеме совмещены первичная и вторичная камеры сгорания);
• Подвижный воздуховод для приточного воздуха;
• Тление топлива на верхней поверхности закладки;
• Отсутствие зольника. Небольшое количество образующейся золы уносится через дымоход.

Тяга может быть как принудительной, так и естественной. Как работает такая конструкция?

Вот инструкция по ее растопке:

Изображение	Этап растопки
	Загрузка топлива. Это может быть уголь, дрова, ветошь, старый рубероид и любые другие горючие материалы.
	Горючее поджигается сверху.
	В камеру сгорания опускается подвижный воздуховод, заканчивающийся массивным стальным диском (стаскоблином) с оребрением, которое обеспечивает подачу воздуха ко всей поверхности закладки топлива.
	Топка закрывается герметичной крышкой. Крышка обеспечит приток воздуха в отделение дожигания печных газов только через инжекторы и отвод продуктов сгорания в дымоход.

С этого момента ограниченный объем воздуха подается по воздуховоду и распространяется стаскоблином по области тления горючего. По мере прогорания топлива стаскоблин опускается под собственной тяжестью.

Он отделяет камеру тления от камеры дожигания: в верхней части топки к печным газам подмешивается поступающий через инжекторы вторичный воздух.

Очумелые ручки

Как и из чего можно сделать пиролизную печь своими руками? Вот несколько образцов подобных изделий:

Классическая печь-булерьян. Между загнутыми на трубогибе конвекционными трубами вварены полосы стали толщиной 4 мм; такой же стальной лист использован в качестве экрана, разделяющего первичную и вторичную камеры.

На снимке каркас из конвекционных труб полностью сварен. Слева — вставка между трубами, формирующая наряду с ними стенки топки.

Внутри печка устроена подобно булерьяну: камера дожигания расположена над основной топкой; устройство дымохода предполагает естественную тягу. Отличие — лишь в отсутствии конвекционных труб, опоясывающих топку. Благодаря большой толщине стенок печь прослужит куда дольше, чем изделие из бочки.

Заключение

Надеюсь, что этот материал поможет читателю в выборе оптимального для его целей отопительного оборудования. Видео в этой статье позволит вам более детально познакомиться с тем, как работает пиролизная печь. Жду ваших дополнений и комментариев. Успехов, камрады!