Популярность современной дровяной печи длительного горения постоянно растет, так как она позволяет получать больше тепловой энергии и при меньшем количестве твердого топлива. Особенно это актуально для населенных пунктов, где нет централизованного газоснабжения, а время от времени возникают проблемы с электроснабжением.
Эффект пиролиза и его применение в печах
Функциональное назначение отопительных агрегатов длительного горения основано на эффекте пиролиза – процесса, представляющего собой разложение природных химических соединений при недостатке кислорода. В результате выделяется большое количество тепла.
Пиролиз относится к разложению твердого топлива. Дело в том, что при горении воспламеняются газообразные продукты, которые выделяются при нагреве, а не сама древесина. Поэтому, если зажечь обычный огонь, человек сталкивается с пиролизом.
Отличие заключается в том, что в стандартных условиях горение дров происходит в присутствии кислорода, а это в конечном итоге негативно сказывается на общей эффективности каменки. Полный процесс пиролиза требует ограничения подачи окислителя и горючих газов, отделенных от тлеющего твердого топлива.
Сейчас существует множество вариантов и конструктивных решений, как сделать печь длительного горения. Подобные устройства, несмотря на наличие технических отличий, имеют схожий принцип работы.
Для обеспечения эффективного использования топлива экономичные агрегаты работают по принципу пиролиза. В результате основное количество тепловой энергии производится за счет сжигания газов, выделяющихся в результате медленного горения древесины: водорода, метана и других. В этом случае кислород подается в печь в дозированном виде с помощью регулятора.
Топливу сначала дают хорошо воспламениться в течение примерно 30 минут, а затем сводят к минимуму доступ окислителя в топку. В таких условиях тлеющие дрова выделяют максимальное количество горючих газов, которые при сгорании в отдельной камере могут нагреть корпус пиролизной установки.
Этот тип нагревательного устройства необходимо сделать абсолютно герметичным. Очень часто конструкция пиролизной печи предусматривает обустройство водяного теплообменного контура, превращая ее, таким образом, в котел, рассчитанный на работу системы теплоснабжения. Читайте также: «Какая температура горения дров в топке? Порода древесины, какие дрова лучше выбрать».
Плюсы и минусы печек длительного горения
У дешевых дровяных печей много преимуществ:
- Максимально полное сгорание твердого топлива. По этой причине долговечные дровяные котлы имеют отличный КПД до 85%.
- Эти отопительные агрегаты довольно просты в чистке и обслуживании, так как после завершения горения дров практически не остается золы.
- Экологичность процесса пиролиза. При полном сгорании природных органических соединений продуктами окисления являются только углекислый газ и водяной пар. В пиролизной печи твердое топливо полностью разлагается, поэтому в качестве источника тепловой энергии могут быть использованы всевозможные промышленные отходы, сжигание которых возможно только в обычных условиях на значительном удалении от жилых домов на специально оборудованных полигонах.
- Очередную порцию дров или другого твердого топлива нужно будет загружать гораздо реже, а точнее раз в 10-15 часов, что является неоспоримым преимуществом этих агрегатов по сравнению с обычными печками и буржуйками. Некоторые модели пиролизных котлов заводского изготовления могут дольше работать на одной закладке.
- Быстрый нагрев теплоносителя при наличии теплообменной схемы отопления для частных домов.
- Возможность производить качественную и точную регулировку показателя мощности агрегата. В нормальных условиях эксплуатации контролировать работу твердотопливных отопительных приборов достаточно сложно по сравнению с аналогами, для которых используется газообразное или жидкое топливо. Так как в дровяной печи длительного горения выделяющийся в процессе пиролиза газ впоследствии дожигается в специальном отсеке, эта проблема решается достаточно легко.
Пиролизные установки имеют ряд недостатков, среди которых:
- Высокая цена готовых котлов отопления. Этот негативный момент можно устранить, если сделать недорогие дровяные печи своими руками.
- Повышенные требования к влажности твердого топлива. Если вы решите использовать плохо просушенные дрова и попытаетесь запустить агрегат до того, как они полностью высохнут, огонь, скорее всего, погаснет и весь процесс пиролиза не пройдет.
- Довольно большие габариты. Помимо того, что необходимо подготовить место для установки пиролизного котла, необходимо будет обустроить помещение, на котором будет храниться твердое топливо.
- Невозможность обеспечить полностью автоматическую работу. Дрова необходимо загружать в агрегат вручную.
- При установке промышленной модели пиролизного котла часто предусматривают дополнительную продувку камеры сгорания, а также устанавливают насосное оборудование для циркуляции рабочего тела в контуре теплоснабжения. Поэтому для бесперебойной работы установки необходимо обеспечить качественное электроснабжение.
- Есть риск отключения камеры пиролиза в результате использования слишком холодного теплоносителя из контура отопления. Чтобы избежать таких неудобств, на устройство монтируется обводная труба, называемая байпасом. Через него горячая вода смешивается с охлажденным рабочим телом. В результате усложняется устройство отопительного котла, а вместе с тем увеличивается и его цена. А вот пиролизная печь, собранная своими руками без подключения системы отопления, лишена этого недостатка.
Изготовление экономной печи на дровах своими руками
Конечно, проще купить готовый долговременный отопительный агрегат, чем делать его своими руками. Но, как уже было сказано, стоят такие установки недорого.
Если вы хотите сделать недорогую дровяную печь своими руками, то можете использовать старый газовый баллон, металлическую бочку, листовую сталь и другие подручные материалы, подходящие для этой цели.
В первую очередь необходимо подготовить основные материалы, которые могут понадобиться:
- Металлическая бочка объемом примерно 200 литров без ржавчины и других явных повреждений. Его стенки должны быть прочными, из чугуна или легированной стали.
- Старый огнетушитель большого объема, который станет хорошей основой для устройства.
- Отрезок широкой толстостенной металлической трубы.
- Газовый баллон в конце срока службы.
- Стальные листы толщиной не менее 5 миллиметров.
Для круглодонного котла необходимы опорные ножки, которые могут быть изготовлены из:
- детали усиления;
- кусочки тонких трубочек;
- металлический профиль.
Кроме того, домашнему мастеру потребуются:
- Стальной лист толщиной 5 миллиметров. Из него необходимо вырезать круги, размер которых соответствует диаметру металлической бочки.
- Металлический профиль.
- Печная дверца — можно купить или сделать своими руками.
- Металлическая трубка сечением 10 сантиметров. Его длина должна превышать диаметр ствола на 15 сантиметров.
- Дымоходная труба длиной 5 метров сечением 15 сантиметров. Читайте также: «Как сделать печь длительного горения своими руками: инструкция».
Список необходимых для работы инструментов невелик:
- стационарная или переносная электросварочная установка;
- болгарка или автоген;
- топор с молотком;
- уровень, отвес, рулетка.
Не менее важно и помещение, в котором следует монтировать недорогую дровяную печь. При выполнении монтажных работ домашний мастер всегда должен иметь доступ к электричеству, хорошему освещению и достаточному уровню вентиляции.
Необходимо выбрать просторное подсобное помещение с хорошей звукоизоляцией, надежно защищенное от атмосферных осадков, в котором можно безопасно хранить уже изготовленные детали пиролизной печи.
Сборка долговременного отопительного агрегата осуществляется в следующей последовательности:
- Снимите крышку с металлической бочки. При использовании для основания баллона или огнетушителя его верхняя часть аккуратно срезается болгаркой или автогеном. Перед резкой нужно заранее открыть вентиль и залить внутрь воду. Верх не нужно выбрасывать, он еще пригодится. Кстати, коробка квадратной формы, которую можно сделать из листовой стали, более устойчива.
- К круглому дну – основанию приваривают опорные элементы из швеллера, труб или арматуры.
- Далее из стального листа вырезается прижимной круг, который должен свободно проходить внутри ствола.
- Круг соединен с трубой. Для этого в центре крепежа вырезается отверстие диаметром 10 сантиметров, и к кругу приваривается труба. Получившийся кусок после помещения внутрь бочки должен выступать над ее уровнем примерно на 15 сантиметров.
- С обратной стороны круга швеллеры приварены крест-накрест, что способствует более плотному прилеганию дров в процессе тления.
- Для печного агрегата сделайте крышку. Это может быть как верхушка, которую срезали на первом этапе, так и другой круг из стали. В крышке также необходимо сделать круглое отверстие, чтобы внутренний участок трубы с прижимным кругом свободно перемещался под собственным весом и в то же время плотно прилегал к стенкам конструкции.
- Установите дверь. В нижней части основания будущей пиролизной печи вырезают отверстие для дверцы и фиксируют его, чтобы после завершения сжигания твердого топлива можно было без проблем удалить золу.
- Установить камин. Для этого в верхней части корпуса вырезается круг диаметром 15 сантиметров и сварочным аппаратом закрепляется труба дымохода. Главное помнить, что его минимальная длина должна превышать сечение ствола или любого другого основания.
Желательно, чтобы дымоход имел задвижку, позволяющую дополнительно регулировать силу тяги. Для его очистки многие умельцы делают его разборным или устанавливают дверцу для его очистки.
Так как в дымоходе пиролизных устройств активно собирается конденсат, его необходимо изолировать. Например, трубу можно обернуть теплоизоляционным материалом, а сверху положить еще один кусок трубы большего диаметра. Читайте также: «Как сделать походную печь своими руками: варианты конструкции туристической печи».
Также необходимо утеплить места, где дымоходная конструкция проходит сквозь стены, потолок и поверхность крыши. В конце дымохода следует установить зонт или грибок – элемент, препятствующий попаданию внутрь атмосферных осадков.
После завершения сборки пиролизного устройства его желательно обложить кирпичом, который не только будет аккумулировать тепло, но и защитит окружающую мебель от лишнего жира.
Особенности использования долгогорящей печи и техобслуживания
Долговечные дровяные печи из-за конструктивных различий имеют ряд индивидуальных особенностей, связанных с эксплуатацией и обслуживанием изделия, изготовленного в промышленных условиях.
Растопка печей длительного горения осуществляется определенным образом:
- Крышка агрегата снимается и из бочки вынимается нажимной круг, к которому приваривается труба.
- Загружаются дрова или любое другое твердое топливо. Уровень загрузки печи дровами по максимуму должен располагаться у нижнего края трубы дымохода. Дрова следует укладывать очень плотно, оставляя лишь минимальные зазоры. Поверх бревен нужно разложить небольшое количество мелких сухих веток, которые накрывают тряпками, смоченными в керосине или другой жидкости для растопки дров. Когда тряпки нет, ее можно заменить самой обычной бумагой.
- Напорный круг возвращают в бочку и закрывают крышкой. Только после этого тряпку или бумагу поджигают и кружком бросают в трубу.
- Для розжига пиролизной установки не следует использовать спички, так как за то время, что они пролетят внутри печи, огонь на них погаснет.
- После того, как топливо хорошо воспламенится, через 30 минут необходимо ограничить доступ воздуха к печке заслонкой. Тогда остается только долгие часы наслаждаться теплом и уютом.
При установке недорогой дровяной печи в помещении необходимо соблюдать определенные правила:
- В связи с тем, что установка длительного горения может сильно нагреваться, все горючие и легкоплавкие материалы и предметы следует располагать вдали от нее.
- Вокруг пиролизного устройства должно быть оставлено достаточно свободного пространства. Размещать его нужно на определенном расстоянии от элементов интерьера и стен, чтобы они не повредились из-за чрезмерной степени нагрева. Эту проблему частично решает кладка кирпича по периметру утеплителя.
- Когда чистите печь, всегда оставляйте немного золы. Такая мера может предотвратить прогорание устройства снизу и, как следствие, выход из строя котла.
Виды твердого топлива для пиролизных печек
Безусловно, лучшим вариантом топлива для такого отопительного агрегата считаются сухие дрова. Но поскольку одной из основных причин установки приборов длительного горения является экономия средств на отоплении жилища, то подойдут и другие виды горючих материалов, которые постоянно есть в наличии.
Заменить бревна можно недорогими топливными пеллетами: пеллеты, которые производятся из прессованных отходов древесины и сельскохозяйственных культур, могут быть щепой, опилками, луковой или семенной шелухой и другим экологически чистым сырьем. Читайте также: «Как сделать долговечную печь на опилках своими руками: пошаговая инструкция».
Кроме них подойдет уголь, но это природное топливо способно выделять мощную тепловую энергию. При использовании его необходимо загружать в агрегаты с толстыми стенками стального ящика, иначе они быстро придут в негодность.
