Пиролизный котел своими руками
На сегодняшний день в России огромное количество населенных пунктов, где отсутствует магистральный газопровод, поэтому приходится отапливать помещения электричеством или доступным твердым топливом. Конечно, последний вариант гораздо более экономный, но при этом очень трудоемкий. Приходится постоянно контролировать количество топлива в котле, следить, чтобы не прогорел, чтобы не пришлось растапливать заново. Выходом из такой ситуации являются пиролизные котлы, которые также работают на твердом топливе, но при этом оптимизирован процесс горения. Стоимость такого котла выше, чем у обычного, но его вполне можно изготовить самостоятельно. Мы расскажем, как сделать пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы, приведем рекомендации специалистов и видео-уроки.
Фото 1 Принцип работы пиролизного котла
Принцип работы
Оценить преимущества пиролизных котлов невозможно без понимания общих принципов работы. И изначально, что такое пиролиз?
По сути, это разложение природных соединений при минимальном количестве воздуха. В стандартном котле дрова сгорают при температуре 900-1200°С при нормальном доступе воздуха, на одну закладку дров уходит около 3-4 часов с выделением порядка 4900 калорий тепла.
Таблица 1 Теплотворная способность дров разных пород древесины
В пиролизном котле твердое топливо сгорает при меньшей – 300–850°С температуре, при этом происходит распад на следующие элементы – на твердый осадок и газ. При отсутствии кислорода в отдельной камере горючий (пиролизный газ) вступает в реакцию с углеродом и дополнительно перерабатывается, за счет чего увеличивается теплопроводность.
Таким образом, при сухой перегонке (процесс пиролиза) помимо твердого топлива дополнительно сгорает твердый осадок и одновременно с ним пиролизный газ. Все это в комплексе увеличивает время прогорания одной закладки дров до 12 часов (сравните с обычными 3-4 часами) и коэффициент полезного действия котла до 85-90% при стандартных 65-70%.
Плюсы и минусы оборудования
Любой агрегат отличается как положительными, так и отрицательными характеристиками. Для того, чтобы сделать правильный выбор, их необходимо адекватно оценить.
- поддержание определенной температуры горения в автоматическом режиме;
- увеличенное время прогорания закладки на фоне повышенного КПД котла;
- возможность использовать различные виды твердого топлива, вплоть до продуктов переработки деревообрабатывающей и сельскохозяйственной промышленности.
Не рекомендуется использовать более трети общего количества топлива полимеры и резину.
- большие габариты котла за счет увеличенной камеры сгорания;
- особые требования к твердому топливу – дрова должны быть совершенно сухими
При закладке топлива даже 25% влажности замедляется процесс выделения газов, что приводит к снижению температуры теплоносителя и падению эффективности.
- энергозависимость – во время работы котел потребляет электричество для работы вентилятора, создающего принудительную тягу, и автоматики;
- цена – это самый главный недостаток, который заставляет отказаться от покупки.
Именно поэтому мы предлагаем сделать пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы смотрите дальше в статье.
Устройство котла
Принципиальная разница стандартного и пиролизного котла заключается в том, что в первом варианте 1 камера сгорания, а во втором – 2, между которыми пролегает колосниковая решетка, в нижней сгорают собственно топливо и твердый остаток, а в верхней – пиролизные газы. Именно такая организация топочных камер позволяет оптимизировать процесс, увеличить время сгорания топлива и максимально увеличить эффективность.
Фото 2 Схема устройства пиролизного котла
Процесс пиролиза возможен только при ограниченном доступе воздуха, когда топливо не горит, а фактически тлеет, выделяя большее количество газа.
К числу особенностей пиролизного котла относится и повышенное аэродинамическое сопротивление в дымоходе за счет отсутствия воздуха и реакции углерода с пиролизным газом. Принудительную тягу обеспечивает электровентилятор, собственно, именно по этой причине пиролизные котлы и относятся к категории энергозависимого оборудования.
Стоимость самодельной модели
Безусловно, основная причина, почему принимаются за изготовление пиролизного котла своими руками, ищут чертежи и принцип работы – банальная экономия. В среднем по регионам стоимость готового котла варьируется от 36 000 руб. (мощность 10 кВт, площадь 100 кв.м.) до 140 000 руб. (мощность 38 кВт, площадь 300 кв.м.). При самостоятельном изготовлении котла получается сэкономить от 500 до 1500 у.е. за счет стоимости материалов и личного труда.
Видео 1 Пиролизный котел 15-25 кВт – изготовление и испытание
В любом случае, этот вид работ нельзя назвать недорогим или легким, поэтому прежде чем решится сделать пиролизный котел своими руками, оцените свои возможности изучите все чертежи и подберите именно те материалы которые необходимо.
Как сделать пиролизный котел
- электродуговая сварка и 3-4 пакета электродов;
- дрель;
- малая болгарка (круг 230).
Пиролизный котел своими руками: инструкция и чертежи
Пиролизный котел – одна из наиболее современных и экономичных разновидностей отопительных агрегатов. Для работы такого котла подходит самое разнообразное твердое топливо – от дров и прессованных гранул до торфа и бытового мусора.
Пиролизный котел своими руками
Единственным существенным недостатком подобного оборудования является его высокая стоимость. Но при желании вы можете справиться с изготовлением котла своими руками. Для этого нужно досконально разобраться в схемах сборки и иметь навыки работы со сварочным оборудованием.
Пиролизный котел своими руками (характеристики такого котла представлены в таблице)
Таблица 1. Пиролизный, газогенераторный котел. Параметры при разных мощностях
Параметры | Ед.изм. | 15-25 кВт | 20-30 кВт | 40-50 кВт | 80-100 кВт |
---|---|---|---|---|---|
Теплопроизводительность | кВт | 15-25 | 20-30 | 40-50 | 80-100 |
Объем камеры загрузки (газообразования) | м3 | 0,13 | 0,15 | 0,22 | 0,52 |
Рабочее давление теплоносителя (не более) | МПа | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
Рабочая температура воды. Максимальная / Минимальная | 0С | 90 / 65 | 90 / 65 | 90 / 65 | 90 / 65 |
КПД при влажности топлива:20% / 40% | % | 90 / 82 | 90 / 82 | 90 / 82 | 90 / 82 |
Номинальное разрежение за котлом | Па | 25 | 25 | 25 | 25 |
Температура исходящих газов | 0С | 140 | 140 | 140 | 150 |
Потребляемая электрическая мощность | Вт | 40 | 40 | 90 | 180 |
Напряжение питания | В | 220 | 220 | 220 | 220 |
Диаметр дымохода | мм | 194 | 200 | 200 | 219 |
Отапливаемая площадь (ориентировочно) | м2 | До 250 | До 300 | До 500 | До 1000 |
Максимальная длина дров | м | 0,45 | 0,45 | 0,58 | 0,92 |
Габаритные размеры Глубина * Ширина * Высота | мм | 810 / 740 / 1130 | 810 / 740 / 1220 | 950 / 760 / 1350 | 1300 / 1030 / 1440 |
Вес | кг | 350 | 400 | 450 | 650 |
Топливо | – | Дрова, топливные брикеты | Дрова, топливные брикеты | Дрова, топливные брикеты | Дрова, топливные брикеты |
Как работает пиролизный котел?
В основе работы котла лежит принцип пиролиза, суть которого заключается в термическом разложении твердого топлива при высокой температуре в условиях искусственно созданного дефицита кислорода. В результате топливо тлеет, разлагаясь на твердый остаток и пиролизный газ. Образующиеся газы также сгорают, что повышает теплоэффективность оборудования и делает расход топлива более рациональным.
Устройство котла
Дополнительным преимуществом рассматриваемых отопительных котлов является экологическая безопасность. В процессе пиролизного сжигания топлива выделяющиеся вредные компоненты смешиваются с углекислым газом и утилизируются. В результате в атмосферу выводится дым, не содержащий канцерогенов и прочих вредных веществ. Эта особенность позволяет топить котлы даже резиной, обрезками древесно-стружечных плит и прочими подобными материалами.
Как движется воздух в котле
Важно! Объем примесей типа резины и полимеров не должен превышать 20% от суммарного количества топлива.
Работа пиролизных котлов состоит из 4 основных этапов.
- На первом этапе топливо дополнительно сушится и разлагается на твердый остаток и газы.
- На втором этапе пиролизные газы сжигаются.
- На третьем этапе продувается пламя и тепло возвращается к топливу, что способствует выделению дополнительного количества тепла.
- На четвертом этапе оставшиеся продукты сгорания выводятся через дымоход.
Пиролизный котел
Разобравшись в особенностях работы котла, приступаем к его изготовлению. Начнем с подготовки необходимых материалов и инструментов.
Котел пиролизный Viessman
Описание конструкции
Набор для работы
- Листовой металл толщиной от 0,8 мм.
- Огнестойкие кирпичи.
- Температурные датчики.
- Решетка колосника.
- Трубы диаметром 32 мм, 57 мм и 160 мм.
- Профилированные трубы в количестве 2 штук.
- Дверца зольника.
- Дверка для топливной камеры.
- Вентилятор.
- Гибкая пережженная проволока.
- Болгарка.
- Шлифовальные круги.
- Сварочный аппарат.
Порядок изготовления пиролизного котла
Прежде чем приступать к изготовлению котла, ознакомьтесь с некоторыми полезными рекомендациями. При условии их соблюдения готовое оборудование будет максимально производительным, эффективным и экономичным.
Полезные рекомендации
- Систему нужно укомплектовать вентилем для регулирования интенсивности движения теплоносителя.
- Для увеличения теплоотдачи трубу теплоносителя лучше сделать изогнутой, к примеру, в форме змеевика.
- Проем для загрузки топлива должен иметь прямоугольную форму. При этом дверцу отверстия следует укомплектовать стальной накладкой для уплотнения.
- Для контроля интенсивности поступающего воздушного потока система укомплектовывается ограничителем.
Инструкция
Первый шаг. Из листового металла вырезаем стенки корпуса котла в количестве 4 штук. В передней стенке вырезаем отверстия для топочной камеры и зольника.
Второй шаг. Вырезаем отверстия для трубников и дымососа.
Третий шаг. Соединяем вместе все металлические стенки, за исключением задней. Для этого используем сварочный аппарат. Тщательно отшлифовываем стыки между сторонами будущего отопительного котла.
Стенки котла
Дверца
Зольник
Четвертый шаг. Собираем теплообменник котла в соответствии с представленной схемой. Свариваем трубы.
Котел
Пятый шаг. Вставляем теплообменник в корпус котла. Убеждаемся в герметичности соединений с помощью компрессора. При отсутствии течей привариваем заднюю стенку корпуса.
Шестой шаг. Устанавливаем решетку колосника. Она разделит корпус котла на 2 камеры. В одной (нижней) будет тлеть загрузка, во второй – сгорать газы. Нижнюю камеру укомплектовываем воздуховодом, а после обкладываем огнестойким кирпичом с каждой стороны.
Корпус пиролизного котла изнутри
Седьмой шаг. Монтируем дверцы зольной камеры и топливника. Они должны максимально плотно прилегать к корпусу.
Восьмой шаг. Устанавливаем собранный котел на предварительно выложенную кирпичную опорную площадку.
Девятый шаг. Подключаем дымоход. Трубу для отведения дыма рекомендуется обернуть минеральной ватой для утепления.
Десятый шаг. Подключаем к агрегату водяной контур.
Одиннадцатый шаг. Устанавливаем дутьевой насос.
Котел
Пиролизный котел своими руками
Дополнительно котел можно автоматизировать, установив систему температурных датчиков и регуляторов. Они будут контролировать интенсивность подачи воздуха.
Вытяжка около котла
Блок автоматики (подключен насос, вытяжка и датчики)
Техника безопасности
При установке самодельного котла соблюдаем следующие важные правила:
- для установки отопительного агрегата нужно выделить отдельную котельную;
- в котельной нужно оборудовать эффективную вентиляционную систему. Минимальная площадь воздуховодного отверстия – 100 см 2 ;
- расстояние между агрегатом и любыми другими поверхностями и предметами должно быть больше 20 см;
- перед топкой котла укладываем на пол стальной лист толщиной не менее 3 мм;
- котел устанавливаем на предварительно обустроенное кирпичное либо бетонное основание;
- дымоотводящую трубу нужно качественно утеплить. Без теплоизоляции процессы образования конденсата, копоти и прочих неприятностей будут более интенсивными. Это отрицательно скажется на эффективности оборудования и сроке его службы.
В завершение выполняется проверка КПД котла. Для этого достаточно сделать тестовую загрузку топлива. Если выходящий дым не будет иметь угарного запаха, значит с КПД котла все в порядке и его можно использовать для обогрева дома безо всяких опасений.
Чем топить пиролизный котел?
Виды топлива
Для топки пиролизного котла можно использовать:
- дрова;
- торф в брикетах;
- антрацит;
- древесные гранулы и брикеты;
- бурый уголь;
- кокс.
Перечисленные виды топлива различаются по калорийности. От этого показателя напрямую зависит эффективность работы агрегата. Применение менее калорийного топлива может уменьшить КПД котла на 30% и более.
Чем топить котел
Чем топить котел
Чаще всего для топки пиролизных котлов используют брикеты и пеллеты. Брикеты могут изготавливаться из древесины, соломы и торфа. Идеальный вариант – брикеты, изготовленные по методу прессования. Те же брикеты, которые изготавливаются из опилок, рекомендуется использовать только в комплексе с бурым углем либо дровами.
Для изготовления пеллетов тоже может использоваться древесина или солома. Материал прессуется подобно брикетам.
Нередко для топки пиролизных котлов используются дрова. Важно! Для обеспечения максимальной эффективности работы оборудования и уменьшения расхода топлива нужно использовать древесину влажностью не более 20%.
В целом же при выборе топлива следует учитывать особенности местности, в которой находится ваш дом. Если вы живете в окружении лесов, наиболее целесообразным вариантом будет использование дров. Жителям же степных полос, как правило, выгоднее топить углем.
Если в месте вашего проживания доступно любое топливо, выбирайте самое калорийное. Этим вы обеспечите наиболее высокий КПД оборудования при минимальном расходе.
Котел пиролизный
Цены на брикеты топливные
Советы специалистов по топке котла
Давайте посмотрим, что говорят профессионалы в отношении выбора оптимального вида топлива.
Так, при топке древесиной будет образовываться много дыма. Чтобы избавиться от сопутствующих этому неудобств, по краям загрузки нужно укладывать поленья более крупного размера, а в центр класть мелкую растопку.
В густонаселенных местностях рекомендуется воздерживаться от использования торфа, т.к. в процессе его сжигания выделяется большое количество углекислого газа и в атмосферу выводятся различные крупные частицы, что вряд ли понравится соседям.
Для эффективного использования антрацита нужен сильный очаг. Мощности пиролизного котла обычно не хватает для полного сжигания такого топлива. Чтобы уменьшить расходы, отсеивайте от пепла крупные уцелевшие фрагменты и используйте их повторно.
Таким образом, владея навыками работы со сваркой и следуя приведенным рекомендациям, вы сможете самостоятельно изготовить эффективный, надежный, безопасный и экономичный пиролизный котел.
Работа котла
Видео – Пиролизный котел своими руками
Пиролизный котел своими руками
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.
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.
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.
Тонкости сборки
После того как вы выберите подходящую схему, можно будет приступить к сборке. При этом необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
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.
После сборки огромное значение имеет первый запуск. Лишь после того, как вы убедитесь, что в продуктах горения нет угарного газа, можно будет утверждать, что всё сделано правильно. Для этого лучше использовать специальное оборудование.
Итоги
Создать котёл, работающий на основе принципа пиролиза можно своими руками. Но перед тем как начать работу необходимо написать проект. Основную роль в нём будет играть рисунок со схемой изделия и размерами.
Как собрать самодельный пиролизный котёл, используя чертежи и видео инструкцию
Пиролизные котлы давно завоевали популярность у владельцев частных домов — по значению КПД они приближаются к газовому оборудованию, при этом могут быть установлены даже в любом доме и не зависят от наличия газа и электричества. Пиролизный котел можно сделать самостоятельно, сэкономив немало денег.
Отличия и преимущества
В обычных дровяных котлах и печах с водяным отоплением древесина сгорает довольно быстро, и одной загрузки дров хватает на 3-4 часа. Отопительное оборудование при этом требует постоянного внимания, ведь если огонь в топке потухнет, то теплоноситель остынет, и в доме станет холодно. Эта особенность твердотопливных котлов часто вынуждает домовладельцев устанавливать дополнительный электрообогрев или устанавливать котел длительного горения.
Котлы пиролизного типа, отличаются длительным временем работы на одной загрузке. Они могут использовать в качестве топлива дрова или пеллеты — прессованные отходы деревообработки. Длительность работы таких моделей обусловлена особым режимом работы, основанном на пиролизе.
Видео: принцип работы котла
Пиролиз — что это такое, и как его используют в котлах
Процесс горения древесины достаточно сложен. Она состоит из волокон целлюлозы, скрепленных связующим веществом — лизином. При нагреве эти связи разрушаются, и начинается выделение газа, а древесные волокна начинают темнеть и обугливаться. Газ, называемый пиролизным, содержит горючие элементы, в том числе водород. Нагреваясь от горячей поверхности тлеющего полена, он воспламеняется и образует яркий огонь.
Повышенное содержание кислорода в зоне горения увеличивает размер пламени. Это можно заметить при открывании топочной дверки — дрова сразу начинают гореть ярче. Сгорание пиролизных газов сопровождается активным выделением тепла, от чего тление дров усиливается, и очень скоро они сгорают до углей. Пламя при этом может достигать высоты более метра, при этом греется не только печь, но и дымоход, а горячие, не до конца прогоревшие газы с высоким содержанием сажи выходят в трубу.
Конструкция пиролизного котла позволяет сжигать дымовые газы в отдельной зоне дожига. При этом дрова в зоне газогенерации тлеют долго и равномерно, с постоянной температурой. Чтобы избежать активного горения топлива, поступление воздуха в загрузочную камеру ограничивают с помощью заслонки. К зоне дожигания газов воздух, напротив, нагнетают, иногда с помощью вентилятора, но чаще — с использованием естественной тяги.
Конструкция
Внешне котел пиролизного типа не сильно отличается от твердотопливного аналога. В корпусе из стали или чугуна расположена топка, оснащенная дверкой или люком для загрузки топлива. Топка может быть разделена на камеры газогенерации и дожига с помощью перегородок, но иногда деление условное, и процессы происходят в разных зонах топки.
Для чистки от золы в нижней части камеры загрузки топлива расположен колосник, а ниже — зольник с дверцей или ящиком для сбора золы. Отдельной дверцей для прочистки оснащается также зона дожига, так как в ней часто образуется сажа, и требуется ее прочистка.
Рядом с топкой расположен теплообменник, по которому циркулирует выбранный для системы отопления теплоноситель: антифриз, тосол или специально подготовленная вода. Он оснащен двумя штуцерами для подключения труб отопительного контура.
Для отвода дыма предназначен подключаемый к дымоходу патрубок, подсоединенный к топке в зоне дожига. Он может быть оснащен датчиками температуры и шибером для регулирования тяги.
Уровень автоматизации котла зависит от модели, при этом стоит отметить, что котлы с регулированием процесса горения энергозависимы, их установка возможна только при наличии бесперебойного электроснабжения.
Видео: конструкция пиролизного котла
Достоинства и недостатки
- Несомненное преимущество, благодаря которому пиролизные котлы по удобству использования приближаются к газовым — это эффективность и высокий КПД. Но этим перечень достоинств котла не ограничивается, их отличают также:
Недостатки котлов пиролизного типа:
- требовательны к влажности используемой древесины, она не должна превышать 20 процентов;
- требуют правильного монтажа отопительного контура, о чем будет рассказано ниже;
- покупные котлы, особенно чугунные модели, довольно дорогие, по цене сравнимы с газовым оборудованием.
Как можно заметить, все недостатки пиролизных котлов устранимы за счет правильной эксплуатации. А уменьшить стоимость отопительного оборудования можно, сделав самодельный котел — это вполне реально, если провести расчет тепловой мощности, а также найти готовые чертежи или сделать их своими руками по эскизам опробованных моделей.
Чертежи и описание
Предлагаемый для сборки самодельный котел, представленный на чертеже, выполнен своими руками по типу пиролизного котла верхнего горения с принудительным наддувом воздуха в камеру сгорания.
Принцип его действия таков:
- в топливник через дверку, расположенную в верхней части корпуса, закладывают разовую порцию топлива и разжигают их сверху;
- вентилятор-дымосос, установленный в верхней части корпуса, направляет выделяющийся при горении дым в камеру дожигания;
- там происходит окончательное догорание газов и содержащихся в них горючих включений;
- дым отводится через дымовой патрубок, расположенный в задней части котла, в дымоход;
- зола, образующаяся при топке, через колосниковую решетку попадает в зольник, который находится ниже топочной камеры;
- топку окружает водяная рубашка, играющая роль теплообменника и термоизоляции стенок котла;
- вода в теплообменник поступает через нижний штуцер, расположенный в задней части котла, а отводится в систему — через верхний;
- на верхней плоскости котла расположен контроллер, позволяющий регулировать режим, а внутри теплообменника — температурный датчик.
На чертеже представлены размеры котла и обозначения его конструктивных частей. Часть размеров обозначена буквенным кодом — их уточняют по таблице и выбирают по желаемой мощности котла. Эти размеры определены тепловым расчетом, от них зависит правильная и бесперебойная его работа.
Материалы и инструмент, необходимые для сборки
- Корпус котла делают своими руками из листовой стали и металлических труб с помощью сварки. Поэтому перед его изготовлением необходимо подготовить:
Материалы и их примерное количество:
- 3 листа стали стандартного размера 1250х2500 мм, толщина 4-5 мм, лучше холодный прокат — его меньше ведет при скачках температуры;
- 2 листа оцинкованной стали 1250х2500 мм, толщина 1,5-2 мм;
- металлическая труба Ø32 мм, толщина стенок 3,2 мм;
- металлические трубы Ø57 мм, толщина стенок 3,5 мм;
- металлическая труба Ø159 мм, толщина стенок 4,5 м, общая длина 0,5 м;
- профильная труба двух сортотипов: 60х30х2 и 80х40х2;
- фурнитуру для дверок — ручки, задвижки;
- метизы;
- шамотный кирпич для футеровки топки;
- асбестовый шнур для термоизоляции дверцы.
Точное количество материала необходимо уточнить по рабочим чертежам. Кроме этого, необходимо подготовить дымосос — вентилятор необходимой мощности, термодатчик, контроллер и источник бесперебойного питания на
220 В. Мощность вентилятора определяется с помощью расчета.
Для уменьшения веса котла для внешних стенок теплообменника можно взять сталь толщиной 2 мм. Они нагреваются меньше, чем до 100 градусов, поэтому не подвержены деформации.
Технология сборки
- Последовательность операций может быть различной, но опыт мастеров показывает, что сборку котла своими руками лучше проводить так:
На этом сборка котла закончена, и можно подключать его к системе отопления и приступать к наладке.
Подключение котла к отопительному контуру
Котлы длительного горения, сделанные своими руками, могут работать в системах с естественной или принудительной циркуляцией — их конструкция достаточно надежна. Системы с естественной циркуляцией монтируются с соблюдением угла наклона труб, с принудительной — с подключением циркуляционного насоса нужной мощности, которая определяется расчетом.
Из-за склонности к низкотемпературной коррозии теплообменника рекомендуется обязательно контролировать температуру воды на входном штуцере. Она не должна опускаться ниже 60 градусов Цельсия. Для того, чтобы поддержать ее в этих пределах, между прямой и обратной трубой делают перемычку, с помощью которой обратку разбавляют горячей водой до нужной температуры.
Наладка и включение
Перед включением котла в работу необходимо заполнить систему теплоносителем. Наладка заключается в выборе режима подачи воздуха в камеру дожига, тем самым регулируется интенсивность горения газов и температура в топке.
Косвенно можно определить оптимальность режима работы по дыму, выходящему из трубы: если он не имеет резкого запаха и серого оттенка, значит, топливо сгорает полностью, и режим выбран правильно.
Первые несколько дней самодельный котел работает в режиме тестирования. В это время лучше не оставлять его без присмотра и использовать только качественное топливо, а камеру загружать на 2/3 загрузки. После тестирования котел можно запускать на полную мощность и наслаждаться теплом в доме.
Пиролизный котел для дачи своими руками
Довольно часто загородный дом или дача не подключены к центральному отоплению или газовой сети, поэтому возникает проблема отопления жилых помещений. Использование электричества для отопления не всегда приемлемо, так как дешевая электроэнергия не встречается повсеместно.
Чертеж котла с принудительной подачей воздуха и автоматическим контролером котлового контура.
В таких случаях котел на древесном топливе является практически идеальным вариантом.
Можно, конечно, использовать обычную печку, но гораздо эффективнее поставить дома пиролизный (газогенераторный) котел. Пиролизный котел обогревает помещения посредством сжигания в нем любой древесины: отходов, дров, пеллет. Чертежи котлов для пиролиза древесины можно найти в соответствующей литературе.
Конструктивные особенности пиролизных котлов
Топка пиролизных котлов, в отличие от обычных печей, делится на 2 части. В первую часть загружается твердое топливо, где оно горит и пиролизуется. Выделяемые при пиролизе древесные газы полностью сгорают во второй части топки, куда подается дополнительный воздух. Эти камеры разделены металлическими колосниками, через которые проходят выделяемые древесные газы.
Особенностью пиролизных котлов является дополнительная подача воздуха в камеру сгорания принудительным (с помощью вентилятора) или естественным (с помощью дымососа) способом, что характерно для небольших котлов.
Работа пиролизного котла
Котел без принудительной подачи воздуха.
Газогенерирующий котел работает на принципе термического разложения древесины. Под влиянием внешних факторов древесина разлагается на уголь и древесные газы. Древесные газы, подогретые тлением оставшегося угля, попадают в камеру сгорания, где, взаимодействуя с поступающим дополнительным воздухом, сгорают при температуре около 1200°. Тепло от сгорания газов передается теплообменнику с водой или воздухом, обеспечивая отопление помещения. Остатки несгоревших газов выводятся через дымоход. Обе камеры пиролизного котла облицованы огнеупорными материалами, что способствует повышению температуры внутри котла, улучшая горение дров и древесного газа.
В чем же преимущество?
На сегодняшний день существует множество устройств для сжигания древесного топлива. Это и теплоаккумулирующие печи, и водяные или воздушные котлы, и обычные печки-буржуйки для небольших помещений. Однако среди потребителей наиболее востребованы именно пиролизные печи, что объясняется их преимуществами. Во-первых, при сгорании дров в пиролизной печи образуется древесный газ, сгорание которого способствует дополнительному тепловыделению. Кроме того, отработанные газы практически не содержат канцерогенов, так как при сжигании древесных газов образуется смесь углекислого газа с водяными парами. Во-вторых, из-за более высокой температуры горения и разделения древесины на уголь и газ, сгорание происходит полностью, практически без образования сажи, а, значит, чистить топку придется намного реже. В-третьих, пиролизные котлы дольше других типов печей поддерживают заданную температуру. Наконец, при использовании газогенераторных котлов есть возможность регулирования мощности в пределах от 30 до 100%.
Чертежи и схемы газогенераторных котлов
Имея небольшой опыт в слесарном деле,необходимый инструмент и материалы, пиролизный котел можно изготовить самостоятельно. Необходимое количество материалов можно рассчитать на основе чертежей, которые в достаточном количестве есть в специализированной литературе. Они помогут сделать своими руками отопление дачи или загородного дома
Чертеж котла с принудительной подачей воздуха и автоматическим контролером котлового контура.
Котел без принудительной подачи воздуха.
Соответственно, нет необходимости создавать такой котел заново, можно просто использовать приведенный чертеж котла, внеся в него некоторые изменения, чтобы учесть используемые материалы и габариты помещения. Конструкцию печей можно менять так, чтобы увеличивать рубашку теплообменника при неизменных габаритах камер сгорания. В качестве теплоносителя используется вода либо воздух.
При сборке пиролизного котла нет необходимости в абсолютной герметичности труб, так как для него не характерны утечки и замерзание. Поэтому такие котлы являются оптимальными для дач, где отопление не требуется каждый день. После сборки котла нужно проверить его работоспособность. Если все сделано правильно, то котел быстро выйдет на оптимальный режим, а прогрев отопительной системы должен занять не более получаса.
Экономично и надежно, но безопасно ли? Как сделать пиролизный котел своими руками
За красивым пламенем горящих дров прячется сложный химический процесс.
На самом деле, горят не твёрдые дрова, а газы, которые выделяются из них при высокой температуре. Этот процесс получил название пиролиза.
Из чего состоит пиролизный котёл
Принцип разложения топлива и дожиг получившихся газов используется в пиролизных котлах. Сгорание происходит при высокой температуре и полностью.
Конструкция таких котлов сложнее обычных колосниковых, они дороже, но гораздо эффективнее.
Пиролизный котёл состоит:
- Из первичной камеры. Она напоминает топку обычного котла, в которую загружается топливо. В зависимости от конструкции горение может происходить как внизу топливной камеры, так и сверху вниз.
- Вторичной камеры. В ней происходит смешивание пиролизных газов с вторичным нагретым воздухом и жаркое горение получившейся смеси. Благодаря высокой температуре происходит полное окисление углерода до углекислого газа.
- Системы поступления, разделения и подогрева воздуха. Бывают котлы на естественной тяге или с принудительной подачей воздуха.
- Системы теплообмена и дымоудаления.
- Автоматики управления.
Как работает газогенераторное оборудование с верхней загрузкой?
Дрова в пиролизном котле с верхней загрузкой сгорают так:
- Загруженная топка поджигается, пламя на естественной тяге нагревает топку до температуры в первичной камере 60 °C.
- Закрывается дверца, включается подача первичного воздуха. За несколько минут температура в очаге горения достигает 600 °C — оптимальный режим для разложения газов. Дрова тлеют при недостатке кислорода.
Фото 1. Загруженная дровами топка пиролизного котла, пламя нагревает ее при естественной тяге до 60 °C.
- Во вторичную камеру подаётся предварительно пропущенный через пламя первичной камеры воздух. Горячие газы смешиваются, получается смесь со стехиометрическим числом – оптимальным соотношением воздуха и горючего газа.
- Проходя через форсунку, смесь воспламеняется и горит с выделением большого количества тепла. Часть тепла расходуется на поддержание горения в первичной камере.
- Тепло улавливается системой теплообменников, выделяемый углекислый газ удаляется через дымоход.
Делаем устройство своими руками: пошаговая инструкция
Высокая стоимость заводского пиролизного котла побуждает народных умельцев к сооружению копий заводских котлов своими руками или самостоятельному поиску инновационных технических решений. Процесс постройки такого оборудования сложный, но интересный.
Выбираем схему и чертеж
Перед началом работ самый ответственный этап — выбор проекта. По возможности стоит приобрести уже испытанный готовый проект, чтобы не набивать шишки на своём опыте.
Фото 2. Схема самостоятельной сборки пиролизного котла с дымоходным каналом и верхней загрузочной дверцей.
Что следует учесть при проектировании и создании чертежа:
- Мощность горелки. Она зависит от площади первичной камеры сгорания и размера топки, а также от интенсивности нагнетания кислорода.
- Размер топки. От неё зависит, сколько топлива будет заправлено, а значит – сколько времени котёл будет работать без подзарядки.
- Вид наддува. Бывают котлы на естественной тяге, но они не обеспечивают стабильного горения газов. На котёл можно установить как вентилятор наддува, так и дымосос.
- Вид теплообменника. Выходящее тепло должно эффективно улавливаться. Водяная рубашка или пластинчатый теплообменник на выхлопе хорошо справятся с задачей.
- Футеровка первичной и вторичной камеры, а также способ регулирования первичного и вторичного воздуха.
Фото 3. Пример чертежа пиролизного котла длительного горения с указанными размерами. Вид сбоку и спереди.
Материалы и инструменты
Для постройки пиролизного котла своими руками нам понадобятся:
- Листы высоколегированной стали толщиной 4 мм. Их легче сваривать, они не прогорят от высокой температуры.
- Вентилятор принудительного наддува и автоматика.
Справка! Вариант дороже — заводской вентилятор и контроллер плавной регулировки, вариант дешевле – вентилятор отопителя автомобиля, ступенчатый регулятор и простейший шибер для точной регулировки.
- Материал для футеровки. Вторичная камера сгорания обязательно отделывается огнеупорной прослойкой, так как температура горения пиролизных газов — 1200 °C. Это может быть каолиновая вата, или шамотный кирпич.
- Датчик давления и температуры.
- Трубы, фитинги, пруты, завесы, шарик для клапана, термоустойчивая краска.
Чтобы построить котёл, нужна оборудованная слесарная мастерская. Мастеру понадобятся навыки разметки и подгонки деталей, умение читать чертежи и кроить металл.
- Инструменты для обработки и соединения металла. Углошлифовальная машинка, сварочный аппарат, электроды. Идеально, если детали будут раскроены по заказу на лазерном станке с ЧПУ — это добавит красоты и облегчит задачу.
Внимание! Соблюдайте правила безопасной эксплуатации инструментов. Следите за целостью изоляции проводов, следите за направлением искр при резке металла.
- Измерительные приборы: циркуль, линейка, уголок, рулетка.
- Инструменты для обработки шамотного кирпича: диск для УШМ с твердосплавными напайками.
Ход работ
Пошаговая инструкция постройки:
- Разметка деталей первичной и вторичной камеры. Размер вторичной камеры подбираем, чтобы шамотный кирпич укладывался без подрезок. Дно первичной камеры сужается и завершается щелевой форсункой для горения газов.
- Разметка и устройство доступа воздуха. С одной стороны на воздуховод из квадратной трубы надевается вентилятор, с другой — воздух разделяется на первичный и вторичный.
Регулирование количества подаваемого воздуха осуществляется клапаном — шарик от подшипника большого диаметра, приваренный к болту или шаровый кран. Он перекрывает подачу воздуха.
- Монтаж воздуховодов первичного и вторичного воздуха. Следует учесть, что форсунка пиролизных газов сильно нагревается, эта энергия должна эффективно сниматься воздуховодами. Вторичный воздух должен быть горячим, иначе сжигание получится неровным. Сопла воздуха должны быть параллельны движению пиролизных газов.
- Пиролизный котёл имеет два выхода на дымоход — из первичной и вторичной камеры. После розжига и подачи воздуха дымоход первичной камеры перекрывается — необходимо запланировать герметичную заслонку с прижимным механизмом.
- Футеруем вторичную камеру.
- Обшиваем конструкцию водяной рубашкой толщиной 3 см. Для повышения прочности можно предусмотреть связи, все швы должны быть герметичны.
- В корне дымохода устанавливается дополнительный пластинчатый или трубчатый теплообменник. Можно использовать готовые радиаторы, но из-за возможного засорения сажей чистить их будет сложнее.
- В корпусе выполняются технологические гнёзда для датчиков температуры — в водяную рубашку, термопару можно установить в зоне тления и вторичной камере.
- Навешиваются дверцы загрузки и вторичной камеры. Напротив теплообменника на болтах крепится лючок прочистки.
- Для эстетичного вида котёл нужно покрасить, лучше использовать термостойкую краску с молотковым эффектом.
Фото 4. Напольный пиролизный котел в помещении, окрашенный в синий цвет термостойкой краской.
Правильное подключение
Пиролизный котёл имеет несколько особенностей при подключении. Разложению топлива мешает низкая температура теплоносителя, поэтому на обвязку устанавливается трехходовой клапан.
Внимание! При растопке жидкость циркулирует по малому кругу, при достижении 60 °C теплоноситель начинает греть систему отопления. Выходная труба и малый круг обязательно монтируется из металла.
Оборудование котельной
Для работы самодельного пиролизного котла потребуется оборудованное отдельное помещение — котельная.
Обязательно в котельной должен быть выход дымохода и естественная вентиляция.
Место для установки котла выбирается так, чтобы был доступ ко всем поверхностям и прочистке.
Перед топкой оборудуется площадка из несгораемых материалов, для установки котла потребуется фундамент. Подключение дымохода должно быть максимально коротким.
Сложности при сборке котла
При постройке пиролизного котла основная сложность — выбор правильного проекта и материалов. Без понимания процессов, которые протекают в топках, правильно построить котёл невозможно.
Основные ошибки, которые допускают при самостоятельном проектировании:
- Недостаточная футеровка зон сгорания. Шамотный кирпич важен, так как поддерживает постоянную температуру в зоне горения и предохраняет колосник и стенки топки от прогорания.
- Излишний теплосъем. Теплообменник должен улавливать то тепло, которое не нужно для поддержания внутренних процессов в котле. Расположение водяной рубашки рядом с зоной горения недопустимо.
- Несоответствие размеров загрузочной камеры и камеры газификации. Слишком малая камера газификации может привести к зависанию крупных поленьев.
- Неправильный размер или направление воздушных сопел. Смешивание воздуха и пиролизных газов должно быть максимально равномерным.
- Некачественно сделанная регулировка потоков первичного и вторичного воздуха, отсутствие принудительной подачи кислорода. Обязательно ставить либо дымосос или дутьевой вентилятор с регулировкой мощности.
Как проверить работу самодельного оборудования?
Итогом длительной работы по выбору проекта котла и воплощению этого проекта в жизнь будет экономичный и надёжный источник тепла. Хорошо работающий котёл обладает следующими качествами:
- Правильно подобранная мощность. Пиролиз обладает малым диапазоном регулировок. Котёл невозможно «придушить» или сильно «разогнать». Горение в этом случае либо прекращается вовсе, либо начинается в камере газификации. Поэтому мощность котла должна соответствовать теплопотерям дома.
- Возможность длительной работы в форсированном режиме. Одной закладки должно хватать на длительное время.
- Лёгкий выход на газификацию, пиролизный факел в камере дожига должен наблюдаться уже через 15–20 минут после розжига.
- Температура газов в дымоходе не должна быть выше 40–60 °C. Если температура выше — увеличиваем площадь теплообменника.
- При тестировании котла после выхода на пиролиз из дымохода должен выходить только углекислый газ и пар. Наличие тёмного дыма и запаха свидетельствует о неполном сжигании топлива.
Полезное видео
В видео демонстрируется изготовление пиролизного котла самостоятельно из заранее подготовленных материалов.
Заключение
При выборе системы отопления стоит обратить внимание на различные виды котлов и дополнительных элементов. Пиролизный котёл отлично подойдёт для получения постоянной температуры теплоносителя в отопительный сезон, не требует частого подбрасывания дров. Однако стоит знать, что для его работы понадобится электричество, котёл требователен к качеству дров.