Чертежи пиролизных котлов на твердом топливе. Экономично и надежно, но безопасно ли? Как сделать пиролизный котел своими руками. Изготовление корпуса котла

Пиролизный котёл, как и любая конструкция, собираемая своими руками, требует детального изучения и тщательного планирования. Это довольно трудоёмкая работа, которая потребует скрупулезного внимания в течение небольшого времени. Если вы решили соорудить пиролизный котёл собственноручно, то затраты не будут высокими, а изготовление и эксплуатация сэкономит ваши деньги.

Пиролиз – принцип работы

Что такое пиролиз

Пиролиз – это процесс, при котором древесное топливо распадается под воздействием высокой температуры в вакуумном пространстве (без кислорода). В результате процедуры получается огарок твёрдого углеродного типа и пиролизный газ. Процедуру пиролиза называют современным и безотходным. Всё потому, что сокращенно число загрязняющих веществ в окружающую среду.

Процесс пиролиза – создаёт обстановку при которой монотопливо (мусор, дрова) горит медленно, а объём теплоотдачи – значительно больше в сравнении с другими теплогенераторами. Газовые вещества, смешиваясь с кислородом, горят при повышенной температуре. При этом выделяется большими объёмами тепловая энергия.

Принципы работы

• горючее топливо, в ограниченной от воздуха среде, выделяет водород (угарный газ);
• сгорает и сам водород, передавая тепло.

Методика пиролиза значительно снижает засорение атмосферы, но всё же зависит от сжигаемого сырья . Процедура методики проходит по разным температурным уровням. Их два.

Верхняя топа пиролизного котла

Температурные уровни пиролиза

Низкотемпературная степень.

Это пиролиз, температура которого составляет 450 – 900 градусов по Цельсию. В этом процессе дымовой газ выделяется минимально, а остатки сырья, смолы – максимальны. Количество утиля (отходов) наибольшее. Считается экологичным.

Высокотемпературная степень.

Это пиролиз, температура которого составляет более 900 градусов по Цельсию. При этом процессе дымовой газ выделяется максимально, а смола – минимально. Количество утиля – наименьшее.

В результате пиролиза, из отходов можно получить энергию (тепловую и электрическую), мазут, топливо (солярку, автобензин). Но при условии детальной отсортировки мусора.

Что такое пиролизный котёл?

Пиролизный котёл – это экологически чистый аппарат, который служит для отопления помещений.

Вы будете довольны выбором пиролизного котла, если ваши требования при изготовки простого отопительного прибора:

• демократичность ценовой категории;
• неприхотливость в использовании (не нужно засыпать сырьё каждые 3 часа);
• незамысловатая изготовка;
• лёгкость в управлении;

Пиролизный котёл (заводского изготовления) являет высокотехнологичная конструкция, которая состоит из:

• вентилятора;
• насосы;
• отсеки для воды;
• отверстий и заслонок для твердого топлива;
• автоматизированного электрического пульта управления;
• отсека для дров;
• проёма для сбора шлака и т. д.

Пиролизный котел от производителя

Конечно, эти котлы разработаны из чугуна, покрыты термоплиткой и автоматика управления на высшем уровне, но и стоимость согласитесь высокая. Плюс при поломке вы будете думать за что хвататься (хотя гарантия производителя на них большая), но на всё есть исключения.

Другое дело, котёл, сделанный своими руками. Это всего – то стальной короб с дымоотводом и вентилятором. В нём находятся камеры для топлива и воздуха.

В пиролизном котле применяется вода и электрика. Но электрика всего лишь для подключения вентилятора, а воды не надо много и менять часто её не требуется. Жидкость то испаряется. Вы можете засыпать в него что попало: мусор, хворост, дрова, железные банки и т. п.

И хотя, вентилятор делает устройство энергозависимым – он является важным фактором для обеспечения максимального эффекта горения. Устройство регулирует подачу воздуха в отсеки котла.

Пиролизный котел, изготовленный своими руками

Составляющие самодельного пиролизного котла:

• короб с отсеками из стали;
• дымоотводная труба;
• температурные датчики;
• вентилятор;
• трубы для воды;
• шлаковый отсек и т. д.

Подробные элементы оборудования и как соорудить пиролизный котёл самому – описаны ниже.

Особенности оборудования

Плюсы самодельного пиролизного котла:

• прост в изготовлении;
• минимальные финансовые затраты;
• максимальный коэффициент полезного использования;
• возможность лёгкого управления;
• изменение режимов работы котла;
• расход топливных материалов минимален;
• экологичность оборудования;
• повышенный эффект теплоотдачи;
• время автономного управления больше, чем у других аппаратов такого же типа;
• максимальный коэффициент полезного действия;

Минусы самодельного пиролизного котла:

• создание стабильных условий (дрова не должны быть сильно влажными, прохождение воздуха должно быть под контролем);
• вентилятор, создаёт зависимость от электричества;

Совет по проверки степени КПД для самодельного котла:

Чтобы проверить максимально ли КПД, нужно всего лишь прсмотреться к дыму(его цвету и запаху). Но котёл нужно «включить» на всю мощность. Если дым пахнет резко и неприятно, цвет преимущественно тёмных тонов, то коэффициент полезного действия – низкий.

Рассчитываем бюджет для сборки. Материалы. Оборудование.

Инструменты, для изготовления самодельного пиролизного котла:

• по желанию, углошлифовальная машинка (для отделки корпуса);
• инверторная сварка (сварочный аппарат) электрического типа (рекомендуется – постоянного тока);
• электрическая дрель;
• на выбор: электролобзик или плазморез (лучше и эффективней).

Материалы для самодельного изготовления пиролизного котла:

• Термоизолирующие материалы для стен и пола.
• Листы из стали – 3 штуки. Размеры: 1м 25см Х 2м 50см; толщина 4 мм – 7,5 м2.
• листы из оцинкованной стали – 2 штуки (или простой листовой стали).

Если вы хотите больше сэкономить, то отделку внутренних деталей устройства можно сделать из более толстого листа (например, 5 мм), чем внешние элементы корпуса (4 мм).

Размеры:

• 1м 25см Х 2м50см; толщина 2 мм; 3 трубы:
• первая 57 мм в диаметре; толщина – 3,5 мм; длина – 8м;
• вторая 159 мм в диаметре; толщина – 4,5 мм; длина – 0 ,5м;
• третья 32 мм в диаметре; толщина – 3,2 мм; длина – 1м.
• 10 штук огнеупорного кирпича (шамота);
• профильная квадратная труба размером 60 Х 30; толщина – 2мм; длина – 1,5м;
• профильная квадратная труба размером 80 Х 40; толщина – 2мм; длина – 1м;
• 5 упаковок электродов (или 10кг);
• 10 отрезанных кругов в диаметре 230мм;
• вентилятор дутьевого типа;
• температурный датчик;
• стальные болты;
• термокерамический шнур;
• две ручки, для открытия/закрытия металлических «дверок»;
• электрический бесперебойник.

Детали указанные выше, в общих чертах дают понять сколько материала вам понадобится. Всё зависит от размера котла, который вы делаете сами. Перед началом всех работ настоятельно рекомендуется сделать чертёж конструкции, а потом производить закупку материалов!

Чертежи котла

Чертёж пиролизного котла (25-40кВт), сделанный своими руками:

схема пиролизного котла своими руками

Таблица соотношений параметров для того чтобы сделать котёл собственноручно:

Пошаговая инструкция по изготовления пиролизного котла своими руками

Этапы сборки пиролизного котла своими руками

• Выберите место для установки пиролизного котла. Пол и стены желательно обшить термоизолирующим материалом. Доступ к агрегату должен быть беспрепятственным. Расстояние между стенами и агрегатом – не менее 20см.
• Подготовьте чертежи для котла.
• Приобретите материалы для непосредственной изготовки.
• По чертежам вырежьте элементы устройства.
• Отверстия для труб теплообменника можно вырезать при помощи лобзика ВД 40 и банки. Просто очертите на листе металла банку диаметром 230 мм и вырежьте.
• Первым делом сварите листы металла между собой для камеры дожига.
• Приварите дно камеры асификации и отверстие под горелку.
• Установите трубы в предварительно вырезанные отверстия.
• Приварите трубы к конструкции с помощью сварки.
• Наметьте места для распорок (их приваривают, чтобы исключить деформацию от давления).
• Постепенно, обшевая полученную конструкцию внешним кожухом из металла, приваривайте распорки и, естественно, металлический кожух.
• С помощью сварки зафиксируйте металлические выступы для «дверок» (в топочную и зольную камеры).
• Изготовьте загрузочную дверь. Продумайте механизм крепления.
• Прикрепите к двери уплотнительный шнур и ручки.
• Расположите шамот в котле, согласно чертежам (в камере газофикации).
• С помощью сварки прикрепите трубы к внешнему корпусу. Одна для подачи воздуха, вторая для дымоотхода.
• При желании пройдитесь по листам шлифовальной машинкой.
• Установите центробежный вентилятор.
• Покройте корпус грунтовкой. Также можно нанести слой термоизоляционной краски.
• Подключите электрический беспребойник.
• Прикрепите термодатчик к конструкции.

Делая пиролизный котел своими руками, вы можете быть уверены в качестве прибора, а также не ограничены строгими рамками характеристик готовой продукции

Тонкости при изготовке агрегата

• проём для горючего сырья следует вырезать немного выше, чем у котлов с твёрдоотпительной системой;
• обязателен для установки ограничитель в топливной камере, для контроля воздуха. Его (ограничитель) можно сделать из трубы (диаметр – 70мм); внизу ограничителя приварите стальной диск. Расстояние между стенок – 40мм;
• отсек для топлива сделайте прямоугольным;
• если в вашем чертеже котел будет с внутренними трубами – то, их нужно немного изогнуть.

Пиролизный котел своими руками изготовление и правила безопасности

Правила безопасности во время изготовления пиролизного котла

• во время работ используйте перчатки;
• при сварке наденьте защитный шлем;
• при использовании электро-инструментов соблюдайте расстояние не менее 50см;
• детали конструкции храните в защищенном месте — подальше от детей и животных;
• не смотрите на сварку не вооружённым глазом;
• помещение для котла должно быть изолированным от окружающих факторов. В нём неоходимо установить вентиляционную систему;
• стенки и фундамент для котла должны состоят из жаропоглашающих материалов.

Правила безопасности при эксплуатации самодельного пиролизного котла

• не прислоняйтесь телом к котлу;
• при эксплуатации устройства пользуйтесь перчатками;
• не забывайте подливать воду;
• не оставляйте открытыми камеры для закладки дров и шлака;
• не устанавливайте возле агрегата никаких конструкций, особенно из дерева;
• при удалении шлаков пользуйтесь лопаткой;
• не засовывайте не зашищенные руки в камеры котла.

Пиролизный котел в системе отопления

Итог

Пиролизный котёл собственноручно делать довольно легко, если учесть все нюансы по изготовлению. Он удобен в эксплуатации и не требует высоких финансовых затрат. Он не потребляет много электроэнергии или газа, которые нынче высоки. Топливо, как в других отопительных системах, не требует пополнения каждые три часа. Плюс агрегат не загрязняет атмосферу. Если вы решили изготовить котёл своими руками, то непременно останетесь довольны результатом и дальнейшей эксплуатацией.

Видео о том, как сделать пиролизный котел своими руками и проверить его:

Пиролизный котел своими руками видео-инструкция

В регионах, отдалённых от централизованного отопления, раньше каждый дом оборудовался твердотопливным котлом. Топили его углём и дровами. К сожалению, такая конструкция не была лишена недостатков. Основным являлось неудобство при использовании.

Внимание ! Довольно часто люди устанавливают электрические отопительные приборы, но стоит признать, что отапливать с их помощью дом — довольно затратное предприятие.

К счастью, есть достойная альтернатива в виде пиролизного котла, который можно сделать своими руками. Основные схемы и чертежи будут представлены в этой статье. Устройства такого класса могут вырабатывать тепло за счёт сжигания дров или специальных брикетов. Мало того, можно использовать отходы с деревообрабатывающих фабрик.

Что собой представляет пиролизный котёл

Как работает

Со схем и чертежей пиролизной отопительной системы можно понять основные принципы её работы. Но чтобы создать это устройство своими руками, в нём необходимо разобраться более подробно.

Процесс, который происходит внутри пиролизного котла, сделанного своими руками по чертежам и схемам, представленным в статье, функционирует благодаря сухой перегонке. Когда температура достигает 500-600 градусов по Цельсию — начинается процесс разложения. Его результатом являются два вещества — газ и природный кокс.

Созданный внутри конструкции газ смешивается с атомами кислорода. Благодаря этому начинается горение. Конечно же, чтобы всё прошло по схеме — внутри камеры, сделанной своими руками по чертежам и схемам, должна быть соответствующая температура.

Пиролизный газ, создаваемый в котле, сделанном своими руками, вступает во взаимодействие с углеродом. Это, в свою очередь, запускает реакцию. Но чтобы это стало возможным устройство должно быть сделано чётко по чертежам и схемам.

Результатом пиролизного процесса, который происходит в котле длительного горения, сделанном своими руками по популярным чертежам и схемам, образуется дым, но он не содержит каких-либо вредных соединений. Поэтом вред, наносимый, окружающей среде минимален.

Важным достоинством пиролизного котла, сделанного своими руками по чертежам и схемам, является то, что он практически не вырабатывает отходов. При этом выделяется немалое количество тепловой энергии, благодаря которой можно отопить немалую площадь.

Пиролизный процесс относится к классу экзотермических. В общем, так называются все процессы, в результате которых происходит высвобождение тепла. Но не всё так просто. Дело в том, что это тепло необходимо для того, чтобы осуществить дополнительный прогрев и сушку топлива.

Преимущества и недостатки

Есть важные нюансы, о которых нужно знать, перед тем как мастерить пиролизный котёл по чертежам и схемам. Начать нужно с достоинств и недостатков, которые имеет конструкция.

К плюсам пиролизных котлов, сделанных своими руками, можно причислить:

• Поддержание заданной температуры теплоносителя на протяжении длительного периода.
• Большой объём загрузочной камеры.
• Высокий КПД.
• Возможность утилизации отходов деревообрабатывающей промышленности в пиролизном котле, сделанном по чертежам.

Тем не менее, чтобы пиролизный котёл, сделанный своими руками, работал как нужно необходимо, чтобы в топливе было не более 30 процентов дополнительных компонентов.

Любая конструкция имеет свои недостатки, в данном случае к ним можно причислить:

• большие габариты,
• зависимость от наличия сети,
• требовательность к топливу.

Также к недостаткам пиролизной системы можно причислить высокую стоимость покупки. Но её можно значительно снизить, если создать устройство своими руками по чертежам и схемам.

В пиролизный котёл, сделанный своими руками по схемам и чертежам нельзя класть непросушенную древесину. Дело в том, что при высокой влажности пиролизной реакции не происходит. Даже при малом проценте резко падает КПД. Это происходит потому, что тепловая энергия превращается в пар.

Необходимость подключения к сети объясняется тем, что устройство должно иметь вентилятор. Именно он позволяет обеспечить принудительную тягу пиролизному котлу, сделанному своими руками по чертежам и схемам.

Создаём пиролизный котёл

Разбор схем и чертежей

Чтобы создать пиролизный котёл своими руками, важно тщательно изучить схемы и чертежи. Именно по ним вы сможете подобрать конструкцию и максимально точно определить количество нужных для строительства материалов.

На схеме и чертеже пиролизного котла отображены основные элементы, без которых невозможно построить конструкцию своими руками:

• регуляторы,
• дымовые каналы,
• отверстия для воздуха,
• трубы для подачи воды,
• трубы для отвода воды,
• камера сгорания,
• вентилятор.

Очень важно при изготовлении пиролизного котла своими руками придерживаться чертежей и схем. Дело в том, что это сложное устройство, в котором будут происходить высокотемпературные процессы. Поэтому малейшая ошибка может обратиться аварийной ситуацией.

Для частного дома будет достаточно пиролизного котла, мощность которого составляет 40 кВт. Не стоит стремиться к большой мощности. Дело в том, что в таком случае конструкция становится значительно сложнее. Мало того, конечная стоимость также увеличивается.

Выбор мощности пиролизного котла, который вы собираетесь создать, влияет на размер ключевых деталей на чертеже или схеме. От правильного подбора размеров зависит нормальное функционирование устройства.

Совет ! Если вы владелец маленького домика, то можно остановить свой выбор на котле с мощностью в 30 кВт. Этого будет более чем достаточно.

Инструменты, необходимые для изготовления котла своими руками

Чтобы своими руками сделать конструкцию, работающую на основе пиролизной реакции по чертежам и схемам, необходимо запастись некоторым инвентарём. Для воплощения задумки в жизнь, вам понадобятся следующие материалы и инструменты:

• болгарка,
• сварочный аппарат,
• шлифовальные круги,
• электрическая дрель,
• электроды,
• трубы различного диаметра,
• полосы стали,
• термодатчик,
• вентилятор,
• металлические листы.

Это базовый набор, который необходим, чтобы создать пиролизную систему своими руками по схемам и чертежам. Конечно же, в процессе работы может возникнуть необходимость в дополнительных инструментах и материалах.

Внимание ! Толщина стали для корпуса должна быть 3 мм, а лучше 4.

Тонкости сборки

После того как вы выберите подходящую схему, можно будет приступить к сборке. При этом необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

1. Отверстие, через которое в топку будут попадать дрова и брикеты должно располагаться немного выше, чем у обычных твердотопливных конструкций.
2. Не забудьте про ограничитель. Его главная задача — это контролировать количество воздуха. Для его создания нужна семидесятимиллиметровая труба в сечении. Её длина должна быть больше корпуса.
3. К ограничителю приваривается диск. Элемент должен быть выполнен из стали. Место приваривания — низ конструкции. В результате у вас получится зазор в 40 мм. Чтобы установка ограничителя стала возможной необходимо сделать дырки в соответствующих местах крышки.
4. Лучшей формой для отверстия, через которое будут загружаться дрова является прямоугольник. При этом важно не забыть о дверце. Она должна иметь специальную накладку для лучшей фиксации.
5. Также в конструкции необходимо предусмотреть отверстие, через которое будет удаляться зола.
6. Трубу для теплоносителя нужно сделать с изгибом. Это позволит повысить отдачу тепла.

Ещё одним важным элементом согласно любой схеме и чертежу является вентиль. С его помощью вы сможете контролировать количество теплоносителя, поступающего внутрь. Поэтому лучше всего расположить его в удобном и легкодоступном месте. Сам алгоритм создания пиролизного котла своими руками по чертежам вы можете увидеть на видео внизу.

Для создания пиролизного котла, работающего эффективно и безотказно, следует разобраться с процессами, происходящими в этом устройстве.

Пиролизом называется процесс разложения сложных веществ при воздействии высоких температур без привлечения дополнительных реагентов. Если упростить, то под воздействием нагрева происходит расщепление молекул на простые составляющие с меньшей массой. То есть при горении органического топлива в топке вещества, полученные в ходе пиролиза, сгорают легче, полнее, отдавая при этом большее количество тепла.

Принцип работы пиролизного котла

Пиролиз в чистом виде подразумевает разложение порции топлива при отсутствии доступа воздуха, который происходит в реторте. Газы, получаемые в процессе пиролиза, поступают в накопитель-ресивер и в зависимости от потребности используются. Такой принцип действия применялся в пиролизных установках, применяемых в автомобилях в период Второй мировой войны. При этом реторта нагревалась от тепла выхлопных газов.

Применение пиролиза в чистом виде имеет не высокий КПД, вследствие осаждения части горючих компонентов при остывании пиролизного газа. Эти составляющие способны поддерживать горение, но использование их в карбюраторе не представляется возможным. Также перед поездкой необходим нагрев реторты от внешнего источника тепла, а при движении следовало поддерживать давление в ней, чтобы было возможно тронуться при остановке.

Пиролизный котел

В связи с тем, что дефицита твердого топлива не было ранее, и нет сейчас, конструкция автомобильных агрегатов основывалась на газогенерации. Этот процесс происходил следующим образом: после загрузки деревянных чурок происходил их розжиг, а затем медленное тление. Источником необходимой для пиролиза температуры было частично само топливо, а пиролизные газы направлялись непосредственно в карбюратор. Во время стоянки их стравливали в воздух. Преимуществом использования принципа газогенерации в подобных установках является наличие возможности топить при движении, используя при этом любое твердое топливо.

Абсолютно все современное пиролизное котельное оборудование является газогенераторным, что дает возможность иметь КПД на уровне 65-70%. При этом нет никакой ошибки в названии, так как свыше 90% энергии получается при пиролизном сгорании газов. По сути, пиролиз и газогенерация являются синонимами, обозначающими один и тот же процесс.

На заметку: принято считать котел пиролизным в случае наличия длительного процесса горения в нем твердого топлива. В них основное количество тепловой энергии вырабатывается при протекании процесса пиролиза. Масляные устройства длительного горения производят более 50% энергии за счет пиролиза легких фракций, а тяжелые при этом оседают в виде шлама. Таким образом, печи, работающие на масле называть пиролизными можно при очень большом допущении.

Терминология

Печники выражаются на собственном языке, который, порой, не понятен остальным людям. Так, хайло не является бранным словом, а представляет собой устье топки, сооруженное по определенной конструкции. Боров представляет собой горизонтальная часть дымохода, шибер – это заслонка, которая необходима для регуляции воздушных потоков и дыма. В случае пиролизного котла газоход и дымоход являются различными понятиями. В первом из них не происходит никаких процессов, а во втором продолжают происходить термохимические реакции.

Пиролизный котел в разрезе

Принципы работы

Все котлы, работающие по принципу пиролиза, функционируют одинаково:

• В камере, где происходит газификация, идет процесс тления топлива. В нее поступает снаружи первичный воздух.
• Некоторый объем кислорода, присутствующего в нем, тратиться на то, чтобы тление не прекращалось и обеспечивало требуемую для газификации температуру.
• Проходящие хайло газы, выделяемые при пиролизе, перемещаются в камеру сгорания.
• В нее же происходит поступление вторичного воздуха, и идет процесс горения пиролизных газов.
• В присутствии катализатора, в качестве которого выступает углерод топлива, идет восстановительная реакция части пиролизного газа. Результатом ее является угарный газ и окислы азота. Этот процесс требует затрат тепловой энергии.
• В камере дожигания компоненты, полученные при восстановлении, окисляются с выделением тепла.
• Продукты горения, вступившие в реакцию, движутся по теплообменнику водогрейного регистра, а затем направляются в дымоход.
• Для поддержания требуемой температуры, при которой происходит полное сгорание, служит специальная терморегулирующая система.

Пиролизный котел

На заметку: если производить отбор тепловой энергии в процессе стадий работы аппарата, когда происходит газификация, сгорание и догорание, то существенно снижается КПД теплотехнического устройства. В ходе процесса, осуществляемого таким образом, имеет место образование газов, которые не только вредны, но и опасны. Количества тепла, циркулирующего в пиролизном котле, значительно больше, чем требуется для самоподдержания процесса. Поэтому проектирование пиролизных котлов для исполнения своими руками должно происходить с пониманием процессов, происходящих в нем, чтобы не создать не только неэффективное, но и опасное устройство.

Режимы работы пиролизного котла

Розжиг

На этом этапе нужно, чтобы шибер находился в открытом состоянии. Продукты горения движутся непосредственно в дымоход

Рабочий режим

Устройство работает при закрытой заслонке, обеспечивая, таким образом, протекание процесс пиролиза. Создание тяги в газоходе достигается принудительным образом или естественным путем.

Догрузка топлива

В этот момент шибер закрыт, но тяга в газоходе еще присутствует на протяжении некоторого времени. Процесс пиролиза не заканчивается. Догрузка топлива должна осуществляться как можно быстро, так как в противном случае оно может просто сгореть.

Принцип работы

Преимущества и недостатки

К преимуществам пиролизных котлов относят:

• Принцип действия устройства позволяет высокого достичь КПД до 85%, так как топливо сжигается практически без остатка.
• Суточная загрузка топлива производится не более двух раз в сутки.
• Экономия топлива достигается возможностью производить регулировку подачи тепла в отапливаемое помещение.
• Экологичность отопительного прибора.

Пиролизные котлы, применяемые в быту, являются требовательными агрегатами:

• Обезводненное топливо свыше 30% резко снижает КПД. Это объясняется необходимостью расходовать дополнительно энергию на испарение и разложение водяного пара.
• Технические характеристики котла, полученные расчетным путем, могут быть достигнуты только в случае применения топлива, которое имеет в своем составе значительное количество сложных органических соединений.
• В процессе горения образуется сильная струя газов, которая обладает высокой химической активностью. Этот фактор обуславливает необходимость использования для устройства камеры сгорания высококачественных материалов.
• Небольшой предел регулировки по мощности. Предел форсирования котла составляет максимум 50%.
• Существенная стоимость.

Стандартное устройство пиролизного котла

Пиролиз

Конструкция пиролизного котла предусматривает наличие двух камер сгорания. Такая особенность устройства позволяет максимально полно использовать эффект пиролиза.

Первая камера служит для загрузки топлива и его пиролиза. В ней идут процессы разложения органических соединений, в результате чего образуется зола и пиролизные газы, которые перемещаются во вторую камеру.

Камеры между собой разделяются при помощи колосника.

Кроме этого, характерной особенностью пиролизного котла является создание верхнего дутья. В связи с тем, что процессы в топке сопровождаются повышенным аэродинамическим сопротивлением, возникает необходимость в организации принудительной тяги. Для этой цели применяются дымососы или вентиляторы.

Высокий уровень пожароопасности этого теплотехнического агрегата подразумевает выполнения ряда требований при монтаже пиролизного котла:

• Размещаться котельное оборудование должно в отдельном специально предназначенном для него помещении.
• Для безопасной эксплуатации необходимо соорудить вентиляционное отверстие площадью 100 кв. см.
• Установка котла должна осуществляться на фундамент, выполненный из кирпича или бетона.
• Должна быть обустроена защита топочных камер из листовой стали.
• Обязательно должно иметься свободное пространство между предметами мебели, стенами и кожухом котла минимум 200 мм.
• Необходимо провести мероприятия по утеплению дымохода. При невыполнении этого условия потери тепла неизбежны. Кроме этого, отсутствие надежной теплоизоляции станет причиной повышенного износа и поломок устройства из-за возникновения нагара и конденсата.

Пиролизный котел

Пиролизный котел своими руками

Рост популярности пиролизных котлов обусловлен рядом преимуществ этого отопительного прибора, одним из которых, помимо всего прочего, является независимость от снабжения жилища газом. Высокая стоимость заводских экземпляров техники дало толчок к изготовлению пиролизных котлов своими силами.

Выбираем инструменты и материалы

Перед сборкой пиролизного котла необходимо определиться с типом устройства, его конструктивными особенностями и подобрать подходящий типовой проект конструкции.

Для создания пиролизного котла потребуются:

• стальная толстостенная труба;
• листовая сталь толщиной 4 мм;
• профильные трубы;
• круглый прокат диаметром 20 мм;
• вентилятор центробежного типа;
• шамотный кирпич;
• терморегулирующая автоматика;
• гайки, болты, шайбы.

Минимальный набор инструментов для сборочных работ состоит из:

• сварочный аппарат для дуговой электросварки;
• болгарка;
• электродрель;
• комплект слесарных инструментов.

Схема сборки

Для определения точного количества материалов для пиролизного котла необходимо воспользоваться чертежами, которые можно найти в справочной литературе. Не имеет смысла самостоятельно создавать конструкцию устройства, достаточно подобрать наиболее подходящую из уже имеющихся. В схеме пиролизного котла должны быть обозначены: топка, теплообменник и организация подачи воды.

Схема сборки

Пиролизная печь как альтернатива котлу

Специалисты считают, что изготовление пиролизных котлов малой мощности нецелесообразно. Поэтому в домах с небольшой площадью при отсутствии возможности электрического или газового отопления, подходящим вариантом является сооружение пиролизной печи. Принцип работы такого устройства подобен тому, что используется в котлах при сгорании твердого топлива.

Сооружение классического варианта печи из кирпича, оборудованной водяным контуром является хорошим техническим решением проблемы организации отопления. Подобная конструкция объединяет преимущества двух агрегатов: традиционной печи и котла длительного горения.

Пиролизная печь

На значительной территории России дрова по-прежнему самый доступный вид топлива и многие отапливаются дровяными котлами. Все бы ничего, но в обычных твердотопливных котлах закладка прогорает за 2-3 часа, что совсем неудобно — дом надолго не оставишь. Есть котлы длительного горения. В них одна закладка дров может гореть до 8-10 часов, но стоят они солидных денег. Однако, как обычно, выход есть — сделать пиролизный котел своими руками. Не сказать, что это простая работа — навыки сварки должны быть на высоком уровне, да и материалы стоят немало. Тем не менее, самодельных пиролизников много.

Принцип работы пиролизного котла

Применительно к отопительным котлам пиролизом называется горение топлива при недостаточном количестве кислорода. При этом топливо выделяет большое количество газов, практически все из них горючие. Эти газы направляются в специальную камеру сгорания и дожига, куда подается вторичный воздух. Газовоздушная смесь вспыхивает, выделяя большое количество тепла. Тепловой энергии выделяется намного больше, чем можно извлечь при обычном горении дров или угля. Дело в том, что многие из образовавшихся при горении топлива летучих веществ, имеют очень высокую температуру сгорания. В результате, из того же количества топлива, пиролизные котлы извлекают больше тепла.

Из-за особенностей процесса горения (выделения большого количества газов) такие установки называют еще газогенераторными котлами.

Конструктивная особенность пиролизных котлов — топка, состоящая из двух камер. В одну закладывается топливо (часто это верхняя часть топки), в ней же происходит выделение газов, и потому эта часть называется камерой газогенарации. Через неширокую горловину газы попадают во вторую камеру — дожига. Тут перемешиваются с вторичным воздухом, вспыхивают и сгорают практически без остатка.

В среднем КПД пиролизников — выше 85%. Есть модели, способные выдавать 92% и даже немного больше. Но данные показатели возможны только и исключительно при использовании сухого топлива. Его влажность должна быть 5-8%. При 40% содержании влаги горение может полностью затухнуть, а при 20% просто буде неэффективным. И это — один из главных недостатков этой технологии: дрова и уголь приходится предварительно сушить, например, сделав площадку возле дымовой трубы. Просто дрова, просушенные в не пойдут, как и уголь, взятый из кучи на улице.

В видео продемонстрирован котел, в котором камера дожига находится вверху. Хотя котлы такого типа имеют более простое строение (образовавшиеся газы сами поднимаются вверх), самодельщики предпочитают камеру с нижним располодением камеры дожига (как на фото выше).

На что обратить внимание при изготовлении

Если вы собираетесь делать пиролизный котел своими руками, вам надо четко представлять не только механизм и принцип его работы, но и учитывать все неприятные моменты, которыми данные агрегаты обладают. В первую очередь необходимо сказать о том, что практически все пиролизные газы ядовиты. То есть, агрегат должен быть полностью герметичным, должны быть высшего качества.

Кроме того, для обеспечения безопасности необходима система контроля за процессом горения (датчики температуры, дыма, наличия тяги) и автоматика, которая в зависимости от показаний датчиков регулирует процессы горения. Если самодельный пиролизный котел собираетесь делать на естественной тяге, автоматика может быть простейшей — энергонезависимой. При наличии вентилятора наддува для подачи воздуха в току, нужны уже более серьезные (и дорогие) устройства, а они питаются от сети 220 В. Работа котла такого типа без автоматики опасна, потому необходим источник бесперебойного питания, который обеспечит работу вентилятора и автоматики на 10-12 часов — время прогорания закладки.

Второй момент. В некоторых моделях пиролизников температура в активной фазе достигает 1000°C и выше. Обычная конструкционная сталь при таких условиях быстро прогорит. Чтобы котел существовал долго, необходима жаростойкая сталь и внутренняя футеровка самых термонагруженных частей. Если пиролизный котел делают своими руками, футеровку чаще всего делают из шамотного кирпича. В рабочей фазе шамот разогревается до малинового свечения и становится очень хрупким. Если, вдруг, вам придется в это время орудовать в печи, будьте аккуратны — повредить футеровку в данный момент легко, а ремонтировать — долго и сложно.

Сколько будут стоить материалы и запчасти

Сколько точно будет стоить пиролизный котел, сделанный своими руками, зависит от требуемой мощности и выбранной конструкции. Однако, если покупать жаростойкую сталь, колосники, делать футеровку, ставить автоматику (пусть и недорогую), сумма набегает 850-1200$. Это затраты на материалы и компоненты, но с самостоятельной сваркой. Они озвучены теми, кто уже пиролизник сварил и использует. Если за сварку придется платить, то расходы надо удвоить.

Как видим, в случае владения сваркой, экономия есть, но далеко не самая большая. Можно найти готовые варианты твердотопливный пиролизных котлов за 1500$. Хотя, как известно, дешевый товар имеет низкую цену не просто так. На чем-то там сэкономили. И даже можно предположить на чем: на футеровке. Именно секреты предохранения стенок топки от перегорания берегут производители больше всего, и тратят на исследования в этой области большие деньги. Потому качественное оборудование и стоит больших денег.

Видео-проект пиролизного кола, процесс сборки

<

В последнее время всё большую популярность среди владельцев частных домов, магазинов и небольших производств, приобретают .

Этот вид твердотопливного отопительного оборудования является наиболее перспективным по целому ряду причин:

• его коэффициент полезного действия составляет более 90 %;
• топливо, сжигаемое в его топках, а речь идёт преимущественно о пеллетах, экологичное и дешёвое;
• современные технологии делают возможным создавать настолько совершенные котлы, что их можно устанавливать даже в городских квартирах.

Учитывая всё это, не удивительно желание людей сделать такой агрегат своими руками. Итак, давайте разберёмся, можно ли в домашней мастерской изготовить исправно работающий .

Принцип работы твёрдотопливного котла

Этапы работы пиролизного котла

Этот агрегат в своей работе использует принцип разложения твёрдого органического топлива на кокс и пиролизный газ, с дальнейшим дожиганием последнего.

По сути, процесс образования тепла делится в таком котле на два этапа:

1. Обычное горение твёрдого органического топлива в первой топке при недостаточной подаче кислорода (тление с выделением большого объёма пиролизного газа).
2. Горение летучих веществ во второй топке.

Методика подвода воздуха к камерам горения

Особое внимание следует предъявить к таким показателям, как диаметр и высота дымохода, особенно это касается котлов, работающих на естественной тяге.

Её должно быть достаточно для преодоления сопротивления котла и дымоходной трубы, а также для создания разряжения внутри топки порядка 16 – 20 Па. Диаметр дымохода должен соответствовать выходному патрубку, а его высота составлять 5 и более метров.

Что касается принудительной подачи воздуха, то она может быть осуществлена по трём различным схемам:

1. Установка нагнетательного вентилятора (самый дешёвый вариант).
2. Установка дымососа на выходе из котла (наиболее безопасная конструкция, поскольку не допускает выброса пламени в сторону оператора при открытии дверей топки).
3. Установка вентиляторов с обеих сторон (чаще применяется на котлах большой мощности).

Управление горением

Автоматика управления котлом должна быть по возможности более качественной, поскольку от её исправной работы зависит не только тепло в доме, но и безопасность жильцов.

Процессор способен управлять режимами продувки, насосом перекачивающим теплоноситель в системе отопления, оборотами вентиляторов, к нему можно подключать комнатный термостат. По желанию владельца можно переходить из автоматического режима управления на ручной и наоборот.

Форсунка пиролизного котла представляет собой щелевидный проём между камерами газификации и сгорания, через который принудительно осуществляется подача пиролизного газа.

Способы самостоятельного изготовления

В сети можно встретить массу вариантов изготовления пиролизных котлов из самых разных подручных материалов. Рассмотрим самые распространённые из них.

Первый вариант – это простой котёл из газового баллона. Казалось бы, округлые стальные ёмкости из достаточно толстой стали идеально подойдут для изготовления топок, тем более что мастеру самодельщику не просто придать нужную форму железному листу толщиной в 5 мм, а тут уже почти всё готово.

Но, к сожалению, ничего хорошего из этой затеи не выйдет. Обычная конструкционная сталь, применяемая для изготовления баллонов, не обладает необходимым уровнем жаропрочности и химической стойкости, поэтому стенки топок, сделанных из них, быстро прогорят.

Но найти применение баллону в отопительной системе все же можно. Из него выйдет отличный топливный резервуар для котла, работающего на отработке.

Второй вариант – пиролизный котел из кирпича. Такой пиролизник обладает коэффициентом полезного действия до 90%. Такой показатель достигается благодаря высокому уровню тепловой инерции кирпича, позволяющему поддерживать в камерах газификации и сгорания оптимальный температурный уровень вне зависимости от интенсивности протекания термохимических реакций внутри них.

Кроме того, кирпичный котёл можно переделать таким образом, чтобы вышло две камеры газификации. И сделать так, чтобы они работали на различном – одна на дровах, а вторая – на угле.

Благодаря различной продолжительности газообразования, а также сдвигом во времени загрузки топлива можно добиться того, что котёл никогда не будет выстуживаться.

И третий вариант –минипечь, работающая на опилках, стружке, тряпье. Изготавливается из пары банок из-под консервов различного диаметра, вставленных друг в друга. В нижней баночке тлеет топливо, а в отверстия, пробитые ножом в днище верхней, затягивается пиролизный газ и сгорает там.

Материалы и инструменты

Набор инструментов и расходников зависит от того, какую разновидность котла было решено сделать.

К примеру, для того, чтобы изготовить цельнометаллический пиролизный котел длительного горения своими руками, понадобятся:

• сварочный аппарат;
• мощная «болгарка» с отрезными и шлифовальными кругами;
• электрическая дрель;
• электроды;
• управляющая автоматика;
• дутьевой вентилятор;
• листовой металл толщиной в 3-4 мм;
• набор толстостенных труб диаметром в 20, 32, 57 и 159 мм;
• стальная полоса30Х4 мм 80Х5 мм;
• стальная профтруба 60Х30Х2 мм и 80Х40Х2 мм;
• шнур из асбеста;
• стальной прут;
• штамповочный кирпич;
• схема котла.

Для кирпичного пиролизника понадобятся немного другие расходные материалы:

• кирпич керамический;
• кирпич шамотный;
• стальной лист толщиной в 4 мм и более;
• колосники из чугуна;
• вентилятор наддува;
• управляющая автоматика;
• дверцы топки и поддува;
• схема котла.

Нюансы сборки

В первую очередь следует составить подробный чертёж будущего агрегата. После чего подбираются или изготавливаются все детали котла, согласно разработанному чертежу.

1. Для изготовления обеих камер лучше всего подойдёт легированная жаропрочная сталь, имеющая толщину не менее 5 мм, однако, для удешевления конструкции можно пользоваться и простой углеродистой сталью, только обязательно следует выложить нижнюю часть камеры газообразования и днище камеры сгорания, на которое направлен огненный факел, при помощи огнеупорного кирпича.
2. Водяная рубашка, крышка, дверцы варятся из стали толщиной в 3 мм.
3. Внутрь водяной рубашки следует поместить жаротрубный теплообменник, для изготовления которого идеально подходят бесшовные трубы, диаметром 48 либо 57 мм, выполненные из углеродистой стали.
4. Обеим камерам следует придать по возможности более округлую форму, поскольку не отапливаемые углы существенно снижают КПД.
5. Сопло форсунки выполняется в виде продольной щели, поскольку такая форма меньше способствует засорению золой, чем круг.

Людям, которые решили использовать для обогрева своих домов и сооружений пиролизные котлы, для их полноценной и продолжительной работы, следует выполнять ряд несложных правил:

1. Дымоход лучше делать высотой от 5 до 7 метров и выше из сэндвич-труб.
2. Впервые протапливать котёл следует с максимальной мощностью, на протяжении не менее 5 часов, при этом помещение должно хорошо проветриваться.
3. Чистка дымохода проводится каждые пару месяцев.
4. Укладывать дрова в камеру газообразования следует как можно плотнее.
5. Чистка маленького котла проводится скребком либо щёткой из металла, а больших агрегатов – сжатым воздухом, с открытой дымовой заслонкой.
6. Перед окончанием отопительного сезона топливо полностью выжигается, а, как только конструкция остынет, проводится чистка котла. Все движущиеся части смазываются.

Самодельные пиролизные котлы пользуются всё большей популярностью по причине дороговизны подобных котлов, изготовленных в заводских условиях. Единственным недостатком таких агрегатов можно считать только их требовательность к подготовке топлива (его влажность не должна превышать 25%).

Ну, а в остальном изготовленный самостоятельно пиролизный котёл станет достойной альтернативой любому из представленных на рынке разновидностей готовых отопительных агрегатов.

Смотрите видео, в котором подробно показывается, как сделать пиролизный котел своими руками: