Принцип работы
Работа печи основана на сгорании в закрытой емкости паров моторного масла. Продукт не просто наидешевейший, а бросовый. Чаще всего отработанное масло и его утилизация – это предмет головной боли для СТО, владельцев гаражей. Ведь выливать отработку в грунт, бытовую канализацию категорически нельзя. А здесь «вредное» масло заливается в печку, и служит на пользу человеку.
Конструкция самой распространенной модификации, из металла, состоит из цилиндрических баков, нижнего и верхнего, короткого переходного отсека и дымохода. Проще и представить сложно. Сначала происходит разогрев топлива в первом баке: масло закипает, начинает испаряться, газообразный продукт переходит в следующий отсек (короткую трубу). Здесь масляные пары смешиваются с кислородом, интенсивно воспламеняются и полностью сгорают в последнем, верхнем резервуаре. А уже оттуда выхлопные газы по дымоходу выбрасываются в атмосферу.
По желанию обогреватель дополняют лотком для долива масла. От хозяина требуется немного: заполнить бак отработкой, поджечь и следить за нормальной работой топки.
Технологии применения
Существуют различные технологии, позволяющие использовать отработанное масло:
- тонкая очистка от загрязняющих частиц и суспензий и подготовка для вторичного использования;
- разделение на фракции в установках для крекинга с целью получения жидкого печного топлива;
- непосредственное сжигание в специально оборудованных топочных камерах, которыми для этой цели может быть оборудован котёл или печка.
Вторичное использование масел по прямому назначению возможно далеко не всегда. Для этой цели годится не любое вторичное сырьё. Очистке с целью повторного использования обычно подвергается отработка одного типа масла (а не смесь различных продуктов). Например, слитое трансмиссионное масло очищается от металлической стружки, твёрдых и жидких загрязнений, после чего вновь заливается в редуктор.
Для осуществления крекинг-процесса требуется наличие оборудования, которое обычно используется на нефтеперерабатывающих заводах. Таким образом, для переработки надо перевозить сырье на специализированные предприятия.
Использование отработки в качестве готового топлива более удобно, его можно осуществлять на месте. Для этой цели пригодно масло любого типа, а также произвольные смеси различных видов масел.
Основные разновидности печей
Печи на отработке подразделяются на две большие категории, по типу разложения топлива на горючие составляющие. Сейчас мы расскажем, для чего вообще нужно разлагать отработку. Как мы уже говорили, в чистом виде она горит с выделением минимального количества тепла, образуя огромное количество дыма и копоти. Соответственно, толку от такого горения мало. Но если мы нагреем горючее до определенной температуры, оно начнет распадаться на составные фракции.
Схема работы пиролизной печи на отработанном масле в качестве топлива.
Полученные составляющие смешиваются с кислородом воздуха и образуют горючую смесь. Она сгорает при более высоких температурах и не образует копоти. Если мы взглянем на дымоход, то мы увидим, что из него вырывается лишь небольшое количество светлого дыма. Этот дым тоже опасен, но он отправляется у нас за пределы помещения. А внутри нас ждет вожделенное тепло.
Печь на масле может работать за счет пиролиза. На поверхности топлива разжигается огонь, в результате чего оно начинает испаряться, сгорая практически полностью в перфорированной пиролизной камере. Окончательное сгорание всех остатков происходит в камере дожигания. Преимущества схемы:
- Максимально простая конструкция;
- Практически полное сжигание топлива;
- Выделение большого количества тепла;
- Универсальность использования печки;
- Минимальное количество образуемой сажи.
Самодельная печь на отработке, построенная на основе такой схемы, порадует простотой розжига и быстрым выходом на рабочий режим.
Недостатком такой печи является то, что ее нельзя тушить – гаснет она с неохотой, а если и погаснет, то продолжит выделять горючую смесь. Поэтому такие обогреватели заправляют строго дозированным количеством топлива.
Схема действия капельной печи, работающей на отработке.
Капельная печь устроена чуть сложнее – здесь применяется немного иной способ разложения горючего. Оно попадает на специальную разогретую чашу, распадается на составляющие, которые сгорают с большим выделением тепла. Выйдя на рабочий режим, печь-капельница будет сжигать горючие фракции при максимальной высокой температуре – цвет пламени изменится с желтого на бело-голубой, напоминая плазму. За счет этого капельные печки и получили свое альтернативное название – печи на отработке с плазменной чашей.
Естественно, никакой плазмы в таких печах нет и быть не может – это четвертое агрегатное состояние вещества образуется при крайне высоких температурах, достигающих десятков тысяч градусов.
Сами печи на отработке могут иметь самую разную конструкцию. В одних используется естественная подача топлива, а где-то применяется наддув, увеличивающий эффективность сгорания топлива и повышающий температуру пламени. Также они могут отличаться по типу корпуса. Например, в пиролизных моделях тепло выделяется камерой дожигания и пиролизной камерой. Печка на отработке закрытого типа греет своим металлическим корпусом или вовсе используется для подогрева теплоносителя во встроенном теплообменнике.
Устройство горелки
Труба диаметром 100 мм с толщиной стенки 4 мм длинной 200 мм (1). В нижней части высверливаются отверстия, диаметром 18-20 мм (2). Все заусенцы с внутренней стороны трубы тщательно удаляются. Если их не убрать, то копоть и сажа осаживаясь на них, будут сужать внутренний диаметр горелки.
Мембрана разделитель надевается на трубу и приваривается точно посредине (3). Затем устанавливается внутрь печки и приваривается к внутренней стороне баллона по всему периметру (4). Желательно приварить разделитель в нижней части перегородки, это создаст достаточную высоту бортика, чтобы в отсутствии отработанного масла можно было перейти на твердые топливные гранулы.
Розжиг
Заливка масла
Перед запуском печи в эксплуатацию следует проверить целостность всех швов, отсутствие засоров, чистоту поддувала. Во избежание пожароопасной ситуации на стенках камер и трубы не должно быть остатков воды – при смешении ее с маслом возможен выплеск топлива.
К розжигу буржуйки на отработке нужно приноровиться. После заливки масла сразу бросать горящую лучину или ветошь в отверстие для заливки не стоит. Необходимо выждать некоторое время, чтобы пары хорошо насытились кислородом.
Капельную печь запускают более плавно. После открытия вентиля подачи топлива факел с намотанной на него ветошью или прикрепленным кусочком поролона следует поджигать лишь тогда, когда в чаше скопится небольшая лужица. Еще раз подчеркнем – вначале поджигается не масло, а факел. Можно просто бросить в чашу кусок туалетной бумаги. Делать это можно без опаски – бумага сгорит почти без остатка.
Минут через 5 масло раскалиться, закипит, и поддерживать горение уже не понадобится. Остается лишь отрегулировать подачу воздуха и расход топлива.
Для покраски печи можно использовать смесь из алюминиевой пудры (200 г), клея, изготовленного на основе силикатов (0,5 л) и небольшого количества мела (20 г).
Преимущества и недостатки
Плюсы:
- простота схемы, позволяет собрать печь на отработанном масле своими руками;
- надежность и безотказность конструкции;
- энергонезависимая технология (хотя наиболее эффективные модели, схемы которых мы будем рассматривать в дальнейшем, целесообразно оборудовать электровентилятором);
- универсальность применения. Могут быть использованы не только для обогрева гаражей, теплиц и хозяйственных построек, но и для приготовления пищи;
- экономичность – расход топлива составляет, в зависимости от величины печи, от 0,5 до 2 л/час.
Минусы:
- основным недостатком является довольно высокая пожарная опасность некоторых моделей с открытой камерой сгорания;
- в сложных моделях с капельной подачей топлива не рекомендуется использовать загрязненную отработку. Необходима предварительная фильтрация топлива или присоединение фильтра на патрубок маслонасоса;
- обязательно устройство дымоходной системы выведения отработанных газов, высотой не менее 4м. При этом нельзя допускать горизонтальных участков труб на всей протяженности вытяжной системы;
- необходима систематическая и довольно частая чистка поддона печи, камеры сгорания и дымохода;
- в процессе интенсивной работы печь довольно сильно шумит.
Принцип действия печей на отработанном масле
Мазут с давних пор используется человеком, как топливо. Являясь одним из самых тяжелых компонентов нефти, это вещество идет не только на горючее, а также на производство различных масел и других жидкостей нефтехимического производства. Как и все составляющие нефти, мазут и его производные обладают хорошей горючестью с выделением большого количества тепла. Отработанное автомобильное масло должно утилизироваться при помощи сложных технологических процессов. Однако, от него можно получить пользу, осуществив сгорание в самодельной печи на отработке. Чертеж простейшего варианта такой конструкции может выглядеть так, как показано ниже.
Отработанное масло является очень сложным веществом, состоящим из смеси различных углеводородов. Если его поджечь, то выгорят лишь летучие вещества, а все остальное уйдет в отходы. Причем они очень токсичны и их запрещено выбрасывать на обычную на свалку. При нагревании без горения отработка начинает распадаться на многие составляющие, большинство из которых газообразные. Вот они-то, при достаточном доступе кислорода, сгорают полностью, не оставляя вредных веществ. Чтобы такой процесс произошел, необходимо соорудить печь на отработке. Своими руками это можно сделать, например, из старого газового баллона.
Виды самодельных печек на отработке
Машинное масло, загрязненное примесями, само не воспламеняется. Поэтому принцип работы любой масляной буржуйки основан на термическом разложении топлива – пиролизе. Проще говоря, для получения теплоты отработку нужно нагреть, испарить и сжечь в топке печи, подавая воздух с избытком. Существует 3 вида устройств, где данный принцип реализован различными способами:
- Простая и самая популярная конструкция прямого горения с дожиганием масляных паров в перфорированной трубе открытого типа (так называемая чудо-печка).
- Капельная печь на отработанном масле с закрытым дожигателем;
- Горелка Бабингтона. О том, как она работает и как ее сделать самостоятельно, подробно описывается в другой нашей публикации.
Эффективность отопительных буржуек невысока и составляет максимум 70%. Заметим, что указанные в начале статьи затраты на обогрев рассчитаны по показателям заводских теплогенераторов с КПД 85% (для ознакомления с полной картиной и сравнения масла с дровами вы можете перейти сюда). Соответственно, расход горючего в самодельных отопителях значительно выше – от 0.8 до 1.5 литра в час против 0.7 л у дизельных котлов на 100 м² площади. Учитывайте данный факт, принимаясь за изготовление печи на отработке.
Устройство и недостатки буржуйки открытого типа
Изображенная на фото пиролизная печка представляет собой цилиндрическую или квадратную емкость, на четверть заполняемую отработавшим маслом либо соляркой и снабженную воздушной заслонкой. Сверху приварена труба с отверстиями, сквозь которые за счет дымоходной тяги всасывается вторичный воздух. Еще выше стоит камера дожигания с перегородкой для отбора теплоты продуктов горения.
Принцип действия таков: топливо нужно разжечь с применением легковоспламеняющейся жидкости, после чего начнется испарение отработки и ее первичное горение, вызывающее пиролиз. Горючие газы, попадая в перфорированную трубу, вспыхивают от контакта с кислородным потоком и сжигаются окончательно. Интенсивность пламени в топливнике регулируется воздушной заслонкой.
Данная печка на отработке имеет лишь два преимущества: простота с дешевизной да независимость от электричества. В остальном – сплошные минусы:
- для работы необходима стабильная естественная тяга, без нее агрегат начинает дымить в помещение и затухать;
- вода либо антифриз, попавшие в масло, вызывают мини-взрывы в топливнике, отчего из дожигателя во все стороны брызгают огненные капли и хозяину приходится тушить пожар;
- высокий расход горючего – до 2 л/час при слабой теплоотдаче (львиная доля энергии улетает в трубу);
- неразъемный корпус тяжело чистить от сажи.
Хотя внешне буржуйки отличаются, но действуют по одному принципу, на правом фото пары топлива догорают внутри дровяной печки
Часть этих недостатков можно нивелировать с помощью удачных технических решений, о чем будет сказано далее. В процессе эксплуатации следует придерживаться правил противопожарной безопасности и подготавливать отработанное масло – отстаивать и фильтровать.
Плюсы и минусы капельницы
Кардинальное отличие этой печи заключается в следующем:
- перфорированная труба помещена внутрь стального корпуса из газового баллона или трубы;
- топливо поступает в зону сжигания в виде капель, падающих на дно чаши, размещенной под дожигателем;
- для повышения эффективности агрегат оснащается наддувом воздуха с помощью вентилятора, как показано на схеме.
Схема капельницы с нижней подачей горючего из топливного бака самотеком
Реальный недостаток капельной печки – сложность исполнения для новичка. Дело в том, что целиком полагаться на чужие чертежи и расчеты нельзя, отопитель нужно изготовить и настроить под свои условия эксплуатации и правильно организовать топливоподачу. То есть, потребуются неоднократные доработки.
Пламя накаляет корпус отопительного агрегата в одной зоне вокруг горелки
Второй негативный момент характерен для печек с наддувом. В них струя пламени постоянно бьет в одно место корпуса, отчего последний довольно быстро прогорит, если не сделать его из толстого металла или нержавейки. Зато перечисленные минусы с лихвой перекрываются достоинствами:
- Агрегат безопасен в эксплуатации, поскольку зона горения полностью закрыта железным корпусом.
- Приемлемый расход отработанного масла. На практике хорошо настроенная буржуйка с водяным контуром сжигает до 1.5 литра за 1 час для отопления 100 м² площади.
- Есть возможность обернуть корпус водяной рубашкой и переделать печь на отработке в котел.
- Топливоподача и мощность агрегата поддается регулировке.
- Нетребовательность к высоте дымохода и удобство очистки.
Котел с наддувом воздуха, сжигающий отработавшее машинное масло и солярку
Основные минусы отопления на отработке
Масляная печь не является совершенным прибором, как это могло показаться. Такая горелка при неправильном изготовлении и применении может стать причиной возникновения опасной ситуации, т. к. это не самый лучший вариант конструкции. Существуют более совершенные устройства, но если по разным причинам нет возможности их рассматривать для отопления небольшого помещения (гаража), то в качестве временной меры подойдет и котел на отработанном масле. Недостатки этой и подобной техники:
- такие аппараты имеют высокий класс пожароопасности: учитывая, что прибор такого вида создается самостоятельно из подручных материалов, нельзя гарантировать его безопасность, и людям, использующим такую технику, должно быть очевидным, что применять ее должен человек с некоторым опытом использования горелок;
- если неправильно сделать буржуйку, она может дымить: нарушение условий работы печи – прямая причина высвобождения продуктов сгорания за пределы камер (например, если недостаточно отверстий для проникновения воздуха);
- большая вероятность получения ожогов: при сгорании топлива котел на отработанном масле нагревается, есть опасность обжигания наружных покровов при касании или пребывании в опасной близости с аппаратом;
- быстрое загрязнение стен – они покрываются копотью: из выходного отверстия могут высвобождаться продукты сгорания, это распространенный недостаток многих печей, одна из причин – нарушение процесса попадания воздуха, что приводит к снижению скорости движения отработанных веществ, они попадают в помещение, а отработанные соединения при горении использованного машинного масла способствуют появлению копоти на стенах.
Целесообразность использования отработанного масла
На рынке отопительных агрегатов представлен широкий выбор котлов, воздушных обогревателей и печей заводского изготовления, рассчитанных на сжигание отработанных масел. Они представляют собой разновидность агрегатов, работающих на жидком топливе. Такие установки могут применяться в системах водяного и воздушного отопления зданий различного назначения, таких как жилой коттедж, загородный домик, производственный цех или офис, складское помещение, гараж, теплица.
В наибольшей степени это имеет отношение к предприятиям, осуществляющим обслуживание различных видов техники, связанное с заменой масла. Кроме пунктов автосервиса, сюда относятся все крупные промышленные предприятия, имеющие машинный парк автомобильной, строительной и другой техники, депо организаций железнодорожного транспорта, обслуживающие дизельные электровозы.
Все производственные субъекты, перечисленные выше, имеют некоторый, постоянно пополняемый объём отработанных смазочных материалов, подлежащих утилизации. Она, в свою очередь, требует определённых затрат, в том числе и со стороны владельца вторичного сырья. В таких условиях использование отработки в качестве жидкого топлива может принести прямую выгоду.
Рассмотреть возможность организации отопления с использованием масляной отработки также имеет смысл, когда есть возможность дёшево приобретать это топливо регулярно и в достаточных количествах.
Пример расчета размеров печи
Как было сказано выше, расход топлива около 1…2 литра в час. При этом излучаемое тепло – около 11 кВт/час на каждый литр. Таким образом, печь может дать в час 11…22 кВт. Чтобы рассчитать необходимый объем топки с учетом времени горения, принимаем:
- объем помещения (гаража) – 7х4х2,5=70 м.куб., площадь 28 кв.м.;
- считаем, что на каждый квадратный метр помещения типа гаража требуется не менее 500 Вт (базовые 100 Вт, вводим коэффициенты для всех наружных стен, не утепленной крыши и фундамента, большого проема входа, металлической конструкции);
- соответственно, на площадь 28 квадратов требуется 14 кВт энергии в час.
Чуть форсировав минимальной мощности печку (усилив тягу), мы получим требуемую температуру в помещении. Но расход топлива увеличится примерно до 1,5…1,6 л в час. Следовательно, для времени горения не менее 6 часов объем топки должен быть 10 л. Это соответствует 0,001 кубического метра, то есть емкость должна иметь размер, например, 10х10х10 см. В реальности объем топки превышает необходимый объем топлива в 1,5…2 раза, то есть размеры должны быть 20х10х10 см или более, для мини печки это подходит. Обычно принимают с солидным запасом, то есть 50х30х15 см. Это позволяет не доливать топливо каждый раз при розжиге.
Длина трубы 40 см, соответственно ее диаметр – 10 см. Площадь боковой поверхности цилиндра равна его высоте, умноженной на длину окружности основания (диаметр, умноженный на число π), в нашем случае 40х3,14х10=1256 см.кв. Соответственно, площадь всех отверстий одна десятая от общей – 125,6 см.кв. Учитывая, что площадь одного отверстия при диаметре 10 мм равна πх0,52=3,14х0,25=0,78 кв.см, для такой трубы потребуется 125,6/0,78=160 отверстий.
Обратите внимание! Принятое значение – площадь отверстий 10% от общей площади боковой поверхности трубы – условно! Количество отверстий при изготовлении принимается в том числе из условий прочности изделия и обычно заметно меньше!
Учитывая, что цилиндр в развернутом виде представляет собой прямоугольник 31х40 см, а отверстия следует размещать в шахматном порядке, нам придется сделать 12 вертикальных рядов по 13 или 14 отверстий каждый. Разметить вертикальные ряды просто – поделить любым геометрическим способом верхнюю или нижнюю окружность основания трубы на 12 частей и провести вертикальные линии сверления.
Расстояние между рядами будет 3,3 см. Разметить вертикальные ряды чуть сложнее, поскольку необходимо в каждом втором ряду смещать верхнюю (или нижнюю) точку разметки на половину расстояния между отверстиями. Учитывая, что нам необходимо делать отверстия не на краю трубы, добавляем к планируемому числу отверстий 1 и рассчитываем шаг: для 13 отверстий он составит 40/(13+1)=2,85 см, для 14 – 40/(14+1)=2,6 см.
Важно: при сверлении ось сверла должна быть направлена к оси трубы!
Меры безопасности
При эксплуатации печей и котлов, работающих на масляной отработке, следует помнить, что они являются объектами повышенной пожарной опасности в той же мере, как и любые другие отопительные агрегаты на жидком топливе.
Во избежание неконтролируемого возгорания в помещении, где работает печь, необходимо соблюдение следующих правил:
- применять следует только тот вид топлива, на который рассчитан используемый агрегат;
- применяемое топливо не должно содержать воду, что чревато резким её закипанием в камере сгорания с последующим выбросом пара с горящим маслом;
- условия хранения отработки должны исключать ее возгорание и попадание в нее влаги.
Кроме пожарной опасности необходимо помнить о токсичности продуктов горения, удаляемых дымовой трубой
По этой причине очень важно постоянно следить за исправностью системы удаления дымовых газов и не допускать их скопления в обогреваемом помещении
При использовании отопительных агрегатов заводского производства безопасный уровень эксплуатации обеспечивается соблюдением всех пунктов инструкции для пользователя, а также своевременным и полным проведением мероприятий по техническому обслуживанию оборудования.
Кроме перечисленного, существует достаточно серьёзная опасность получения ожога о печную поверхность, которая разогревается до очень высокой температуры. Расположение устройства должно сводить к минимуму возможность случайного прикосновения к его поверхности незащищённой кожей.
Вывод
Печь на масле для гаража легко обслуживается, ее несложно изготовить своими руками. Инструменты, материалы, используемые при её изготовлении, доступны. С помощью такой печи просто решить проблему обогрева гаража, нагревается за несколько минут.
Обладает высокой эффективность. Не требует больших затрат при эксплуатации, отработку, если возникнет потребность, можно купить по очень низкой цене на станциях техобслуживания.
Из-за простоты конструкции, экономичности является одним из лучших вариантов устройства обогрева в гараже. При эксплуатации необходимо соблюдать Правила пожарной безопасности.
