Пиролизный котел своими руками

Принцип работы пиролизных котлов и их особенности

Создавая пиролизные котлы своими руками, люди стремятся сэкономить денежные средства в своем кошельке. Если газовое оборудование стоит довольно дешево, то твердотопливные агрегаты просто поражают своей ценой. Более-менее приличная модель мощностью 10 кВт обойдется в 50-60 тысяч рублей – дешевле провести газ, если рядом проходила бы газовая магистрально. Но если ее нет, то выходов два – приобретать заводское оборудование или делать его самостоятельно.

Изготовить пиролизный котел длительного горения своими руками можно, но сложно. Давайте для начала разберемся, для чего вообще нужен пиролиз. В обычных котлах и печах дрова сгорают традиционным способом – при высокой температуре, с выбросом продуктов сгорания в атмосферу. Температура в камере сгорания составляет порядка +800-1100 градусов, а в дымоходе – до +150-200 градусов. Таким образом, солидная часть тепла просто улетает наружу.

Прямое сгорание дров применяется во многих отопительных агрегатах:

Твердотопливные пиролизные котлы могут использовать несколько видов топлива, в том числе отходы деревообрабатывающего производства и сельскохозяйственной переработки.

  • Твердотопливные котлы;
  • Печи-камины;
  • Камины с водяными контурами.

Главным преимуществом данной методики является то, что она отличается простотой – достаточно создать камеру сгорания и организовать отвод продуктов сгорания за пределы оборудования. Единственным регулятором здесь становится дверка поддувала – регулируя просвет, мы можем отрегулировать интенсивность горения, тем самым воздействуя на температуру.

В пиролизном котле, собранном своими руками или купленном в магазине, процесс сгорания топлива идет несколько по-другому. Дрова здесь сгорают при низкой температуре. Можно сказать, что это даже не горение, а медленное тление. Древесина при этом превращается в подобие кокса, одновременно выделяя горючие пиролизные газы. Эти газы отправляются в камеру дожигания, где сгорают с выделением большого количества тепла.

Если вам кажется, что данная реакция не даст особого эффекта, то вы глубоко заблуждаетесь – если заглянуть в камеру дожигания, то здесь будет видно ревущее пламя ярко-желтого, почти белого, цвета. Температура сгорания – чуть выше +1000 градусов, а тепла в этом процессе выделяется больше, чем при стандартном горении древесины.

Для того собранный своими руками пиролизный котел смог показать максимальную эффективность, необходимы дрова с низким содержанием влаги. Влажная древесина не даст оборудованию выйти на полную мощность.

Реакция пиролиза знакома нам еще со школьного курса физики. В учебнике (а может и в лабораторном кабинете) многие из нас видели интересную реакцию – древесина помещалась в стеклянную запечатанную колбу с трубкой, после чего колба нагревалась над горелкой. Через несколько минут древесина начинала темнеть, а из трубки начинали выходить продукты пиролиза – это горючие газы, которые можно было поджечь и понаблюдать за желто-оранжевым пламенем.

Аналогичным образом работает и пиролизный котел, собранный своими руками:

На одной загрузке топлива пиролизные котлы работают около 4-6 часов. Так что большим и стабильно пополняемым запасом дров стоит озаботиться заранее.

  • В топке разжигаются дрова до появления устойчивого пламени;
  • После этого доступ кислорода перекрывается, пламя гаснет почти полностью;
  • Запускается дутьевой вентилятор – в камере дожигания появляется высокотемпературное пламя.

Устройство пиролизного котла довольно простое. Основными элементами здесь являются: камера сгорания, в которой складированы дрова, и камера дожигания, в которой сгорают продукты пиролиза. Передача тепла в отопительную систему осуществляется через теплообменник

В схеме пиролизного котла ему уделяется особое внимание

Все дело в том, что теплообменники в пиролизных котлах, собранных своими руками, устроены не так, как в газовом оборудовании. Продукты сгорания с воздухом проходят здесь через множество металлических труб, омываемых водой. Для увеличения эффективности котловая вода омывает не только сам теплообменник, но и все другие узлы – здесь создается своего рода водяная рубашка, которая отбирает излишки тепла от раскаленных элементов котельного агрегата.

Инструкция по изготовлению пиролизного котла

Наиболее оптимальным для сборки является пиролизный котел мощностью от 25кват. Он способен отапливать большие помещения площадью от 180 м2.

Для его изготовления необходимы следующие материалы:

  • металлические листы толщиной не менее 0,8 мм;
  • 15−20 штук шамотного (огнеупорного кирпича);
  • система датчиков температуры;
  • колосниковая решетка;
  • 3 трубы диаметром 5,7 см, 3,2 см и 16 см (для подвода холодной и горячей воды, а также для подающей магистрали контура котла);
  • 2 профтрубы (для патрубков аварийной линии и выхода);
  • дутьевой вентилятор;
  • датчик температуры;
  • чертеж и таблица размеров для сборки котла;
  • 2 дверцы для топки и зольника;
  • крепления из пережжённой проволоки для дверок;
  • шлифовальные круги -10 штук.

Необходимые инструменты:

  • аппарат для сварки электрический;
  • болгарка;
  • углошлифовальная машинка.

Процесс изготовления

  1. Из стальных листов необходимо вырезать 4 стенки для котла. В передней стенке сделать отверстия для топки и расположенного под ним зольника.
  2. Вырезать отверстия для дымососа и под трубников. Соединить все металлические стенки (кроме задней) при помощи сварочного аппарата, а стыки между сторонами будущего котла необходимо отшлифовать.
  3. Далее собирается теплообменник, как показано на рисунке. Трубы свариваются при помощи сварочного аппарата. Перед сваркой на сами трубы необходимо «одеть» шлифовальные круги для удаления стыков и швов между ними.
  4. Затем необходимо вмонтировать теплообменник в будущий котел как на рисунке. Прежде чем, закрывать устройство задней стенкой, необходимо проверить его на наличие течей компрессором. Если таковых нет, заднюю часть котла сваривают.
  5. Далее необходимо установить колосниковую решетку, которая будет отделять место газификации и сжигания топлива. Нижний отдел, где будет сжигаться топливо, оснащают воздуховодом и обкладывают шамотным (огнеупорным) кирпичом со всех сторон, в том числе и снизу.
  6. Затем необходимо прикрепить дверцы в соответствующие отделения для подачи топлива и для зольника. Они должны плотно прилегать к стенкам котла.
  7. В конце готовый котел устанавливают на кирпичную поверхность и присоединяют к трубе, утепленную негорючим утеплителем (например, фольгированной минватой). Без этого на стенках трубы будет оседать деготь, который значительно укоротит срок службы котла. К устройству подключают водяной контур и дымовой насос.
  8. Для того чтобы котел работал автоматически, так же как и производственный, необходимо установить систему контроля температуры. Он нужен для того, чтобы регулировать работу дымососа, а также подачу воздуха.
  9. Установка котла на этом не заканчивается. Необходимо проверить его КПД. Если, включив котел, вы не обнаружили запаха угарного газа от выходящего дыма, значит его КПД достаточно высок и оборудование является безопасным для использования.

Таким образом, если у вас есть первоначальные навыки работы с болгаркой и шлифовальным аппаратом, если вы разбирайтесь в элементарных чертежах, вы без труда соберете пиролизный котел самостоятельно. А это не только уют и тепло в своем доме, но и очень выгодная экономия финансовых средств.

Таблица размеров пиролизного котла

  • А-контроллер котлового контура
  • B -загрузочная дверца
  • С-дверца зольника
  • D -дымосос
  • E -муфта
  • F -патрубок аварийной линии
  • G — подающая магистраль котлового контура
  • H — подвод холодной воды
  • K — Подвод горячей воды
  • L -Обратная магистраль теплового контура
  • M -Патрубок опорожнения и расширительный бак

Таблица размеров (зависимость мощности будущего котла от размеров деталей).

Руководство по изготовлению котла длительного горения

Пиролизный котел RMNT

Первый этап – подготовка необходимых приспособлений. Лучше собрать все материалы и инструменты заранее, чтобы не отвлекаться на это в будущем.

Набор для изготовления самодельного пиролизного котла

  1. Бочка. Подойдет металлическая емкость объемом в 200 л.
  2. Швеллер.
  3. Стальная труба. Сразу же разделите ее на 2 отрезка.
  4. Молоток.
  5. Отвес.
  6. Уровень.
  7. Измерительная рулетка.
  8. Ножовка.
  9. Топор.
  10. Сварочный аппарат с набором электродов.
  11. Листы стали.
  12. Киянка.
  13. Красный кирпич.
  14. Смесь для укладки кирпича.
  15. Отражатель. Не является обязательным элементом, но его наличие очень желательно.

Второй этап – подготовка емкости. Вооружитесь режущим инструментом, к примеру, болгаркой, и срежьте верхушку бочки.Делайте это аккуратно, отрезанная часть еще пригодится в будущем.При отсутствии бочки корпус котла можно изготовить из отрезка трубы. Только необходимо подобрать изделие соответствующего диаметра.

Второй этап – подготовка емкости

Если вы будете использовать именно трубу, приварите к ней круглое днище, предварительно вырезанное из стального листа. При желании днище можно сделать квадратным. Это даже более предпочтительный вариант, т.к. квадратная пластина обеспечит большую устойчивость котла.

Третий этап – подготовка основных внутренних элементов. Возьмите стальной лист и вырежьте из него круг, диаметр которого был бы немного меньше внутреннего диаметра трубы или бочки. В подготовленном круге нужно вырезать еще один круг диаметром порядка 100 мм. В это отверстие будет входить труба, поэтому ориентируйтесь на размеры имеющегося у вас изделия. На практике установлено, что именно 10-сантиметровая труба является самым оптимальным вариантом.

Приварите отрезок трубы к подготовленному вами ранее стальному «блину». На этом этапе вам понадобится сварочный аппарат.

Приварите к низу стального «блина» отрезки швеллера. Они должны проходить в корпус будущего котла безо всяких усилий. Эти швеллеры будут придавливать топливо во время работы оборудования. Длину трубы (той, которая имеет диаметр 10 см), подбирайте так, чтобы она была длиннее, чем бочка или основная труба примерно на 20 см.

Схема котла

Четвертый этап – подготовка крышки. Сделайте крышку котла из отрезанной в самом начале верхушки бочки. Крышку можно закрепить на петли либо же оставить без крепления.

Пятый этап – устройство топливника. Сделайте в корпусе отверстие для загрузки топлива. К подготовленному люку нужно приварить самодельную либо же предварительно купленную дверцу. Ниже отверстия топливника сделайте еще одно отверстие, через которое вы сможете удалять отходы горения. Разместите в емкости колосниковую решетку так, чтобы она делила бочку либо трубу на две вертикальные секции.

Делаем пиролизный котел

Толщина блинов

Эта величина находится в обратной пропорциональности к внутреннему диаметру D. Необходимо добиться оптимального нажима поршня на топливную закладку. Если давление будет недостаточным, это приведет к снижению коэффициента обратного действия. Как результат, может случится обратное возгорание топки с дальнейшим выходом дыма через трубу. Если же поршень будет очень тяжелым, это заметно уменьшит необходимую для качественного горения воздушную прослойку: в результате пламя затухнет.

Соотношения между внутренним диаметром и толщиной блинов примерно такие:

  • 30 см – 6-10 мм.
  • 40 см – 6-8 мм.
  • 60 см – 4-6 мм.
  • 80 см – 2,5-4 мм.

Пошаговая инструкция, как сделать пиролизный котел своими руками

Для работы потребуется внушительный список инструментов. Потребуется дрель, сварочный аппарат, болгарка, вентилятор, термодатчик. Также понадобятся электроды, металлические листы, набор различных труб и стальных полос.

Толщина стали должна составлять 4 мм. Для экономии на корпус котла применяют более тонкий материал. Достаточно 3 мм толщины.

Используя пошаговую инструкцию, можно самостоятельно смастерить пиролизный котел

После изучения всех планов и чертежей можно изготовить гидролизный котел. Все детали системы вырезаются с помощью болгарки. Для их скрепления используется сварочный аппарат. Но выполнить работу правильно поможет пошаговая инструкция с учетом всех нюансов.

Рекомендации по оборудованию пиролизника:

  1. Загрузочный бункер необходимо разместить выше, чем у обычных топливных конструкциях;
  2. Горелка предусматривает наличие специального ограничителя для контроля подачи воздуха;
  3. Ограничитель делается из трубы сечением 70 мм, длина должна быть больше корпуса прибора;
  4. К нижнему отсеку ограничителя приваривают диск из стали, который создают со стенками трубы зазор в 4 см;
  5. Монтаж ограничителя предусматривает отверстие в крышке котла;
  6. Загрузочный бункер должен иметь прямоугольную форму;
  7. В качестве дверцы используется стальная накладка;
  8. Нижняя приставка имеет отверстие для удаления продуктов горения;
  9. Для улучшения теплоотдачи трубы внутри котла, ее выполняют с небольшим изгибом;
  10. Контроль количества теплоносителя проходит с помощью вентиля.

Правильность монтажа определяется после первого запуска котла. В продуктах горения не должен находиться угарный газ. Эксплуатация котла предусматривает регулярную проверку герметичности сварных швов. Также потребуется очищать печь на дровах или угле от золы и копоти.

Часто пиролизные котлы используются в комплексе с водяным отоплением. Но можно попробовать параллельное функционирование с системой обогрева воздуха. Воздух передвигается по трубам, а возвращается по полу.

Как сделать пиролизный котел своими руками

Сварочные работы при изготовлении котла

Готовый отопительный агрегат имеет довольно высокую цену: некоторые котлы стоят более 2000 долларов. Если сконструировать котел своими руками, то экономия составит более 1400 долларов.

Материалы для самодельного котла

  1. Металл листовой для внутренних деталей котла, имеющий толщину не менее 0,4 см. Для изготовления котла понадобится 8 м2. Можно сэкономить на толщине металла, использовав для корпуса лист толщиной 0,3 см.
  2. Металлическая труба, имеющая диаметр 6 см, с толщиной стенок не менее 3,5 мм. Длина трубы — 8 м.
  3. Металлическая труба, имеющая диаметр 16 см, с толщиной стенок 4,5 мм. Длина трубы — пол метра.
  4. Огнеупорный кирпич для колосниковой решетки — 15-18 штук.
  5. Металлическая труба, имеющая диаметр 3,2 см, толщина стенок — 3,2 мм. Длина трубы — 1 метр.
  6. Стальная полоса, имеющая ширину 2 см и толщину 4 мм. Всего требуется 8 метров полосы.
  7. Профтруба 6 см ×3 см, имеющая толщину стенок 2 мм. Длина – 1,5 метра.
  8. Профтруба 8см×4см с толщиной стенки 2 мм — 1 метр. Стальная полоса, шириной 3 см и толщиной 4 мм — 1,5 метра.
  9. Стальная полоса, имеющая ширину 8 см и толщину 5 мм. Нужно 1 метр.
  10. Также для сварки конструкции требуется 6 пачек электродов.
  11. Для резки и шлифовки металла нужны отрезные и шлифовальные круги.
  12. Для создания тяги рекомендуется приобрести вентилятор.
  13. Также нужен датчик температуры для регулировки мощности котла.

Существует вероятность того, что в процессе сборки котла понадобятся другие материалы, что существенно не повлияет на стоимость и скорость сборки агрегата.

Пиролизные котлы промышленного производства

Инструменты для изготовления котла

  1. Дрель.
  2. Профессиональная болгарка.
  3. Сварочный аппарат постоянного тока.

Схематическое изображение самодельного пиролизного котла

Схематическое изображение самодельного пиролизного котла

Пояснения к схеме

А – контроллер, который поддерживает заданную температуру;

В – дверка загрузочной камеры, в которую помещается твердое топливо;

С – дверка зольника, в котором скапливается зола;

D – дымоход или вентилятор, создающий искусственную тягу;

Е – муфта, в которой располагается датчик температурного предохранителя;

F – патрубок для подключения аварийного клапана;

G – окно для подачи воздуха;

H – подача холодной жидкости в теплообменник;

K – подача горячей жидкости;

L – выход для вторичного воздуха в камеру сгорания;

M – бак с горячей водой и распределителем для подключения к отопительной системе дома.

При изготовлении пиролизного котла рекомендуется придерживаться данной схемы. Этот котел рассчитан на обогрев жилого помещения площадью 100 кв. м

Также при разработке собственной схемы котла важно рассчитать соответствующую мощность для отопления определенного по площади помещения. Оптимальная мощность равняется 1 кВт на 5 м2 отапливаемой площади комнаты

Требования безопасности и правила эксплуатации

Котлы длительного горения, как и любое другое отопительное оборудование является пожароопасным, поскольку процессы горения в таком устройстве могут достигать очень высоких температурных показателей. При его монтаже и использовании нужно соблюдать следующие рекомендации:

  • размещают котел на бетонном или кирпичном основании, перед топкой кладут металлический лист толщиной от 2 мм, для защиты пола от случайно выпавших угольков;
  • расстояние до стен не менее 20 см, и как можно дальше от мебели;
  • желательно наличие отдельной котельной, проем для вентиляции в ней должен быть размером не менее 100 кв. см;
  • рекомендуется также тщательно утеплить дымоход, по которому отводятся продукты горения. Отсутствие теплоизоляции не только приведет к теплопотерям, но и вызовет образование дегтя и конденсата, которые способствуют преждевременному износу оборудования и многочисленным поломкам;
  • автоматика с термодатчиками позволит наладить автономную работу котла и обеспечит пожарную безопасность. Именно автоматика регулирует правильное смешивание горючего газа с воздухом по специальной схеме;
  • обязательно устанавливают группу безопасности котла: манометр, автоматический воздухоотводчик и аварийный клапан, который стравит воздух при избыточном давлении;

Строительство или сборка котла длительного горения – дело не простое и не дешевое. Произведя один раз все затраты, расчеты и выполнив все работы строго по технологии, рачительный хозяин получает экономичный и высокопроизводительный котел, который в процессе работы сэкономит семейный бюджет и время, делает дом теплым и уютным в зимние холода. При соблюдении правил работы эта печь будет отапливать комнаты и греть воду, будет исправно работать долгие годы.

Выполнение вычислений

Первым делом нужно подобрать размеры проема форсунки. Самый простой способ – приобрести готовое изделие, рассчитанное под определенную мощность, такие имеются в продаже для установок разных производителей, например, ATMOS. Другой путь несколько труднее, зато гораздо дешевле: изготовить проем необходимого сечения в шамотном кирпиче, который будет уложен на днище топки. Габаритные размеры щелевидного проема для разных значений мощности представлены в таблице 1.

Таблица 1

Потребная мощность, кВт 25 32 50 80 100
Длина проема, мм 120 140 150 200 200
Ширина проема, мм 30 30 30 30 40

Самодельный пиролизный котел длительного горения можно изготавливать с произвольными размерами топки, которые рассчитываются по такой схеме:

  • Теплота сгорания древесины – 2,8 кВт/кг, плотность – 400 кг/м3. Чтобы обеспечить мощность 10 кВт, нужно за 1 час сжигать 10 / 2,8 = 3,6 кг дров.
  • Учитывая, что между поленьями в топке остается пустое пространство, нужно принять коэффициент заполнения 0,5. Тогда полезный объем камеры на 1 час работы составит: 3,6 / 400 / 0,5 = 0,018 м3.
  • Приняв длину полена равной 0,6 м, а высоту первичной камеры – 0,5 м, высчитывается ее полезная ширина на 1 час работы: 0,018 / 0,6 / 0,5 = 0,06 м.
  • Чтобы загружать топливо 1 раз в 10 часов, полезный объем должен быть: 0,018 х 10 = 0,18 м3. Тогда при прежних значениях глубины и высоты полезная ширина будет: 0,18 / 0,6 / 0,5 = 0,6 м. Окончательные габариты – 0,6 м х 0,6 м х 0,5 м.

Самодельный пиролизный котел

Следующий шаг – подбор вентилятора – нагнетателя, который устанавливается на самодельные пиролизные котлы и обеспечивает подачу воздуха в обе камеры. Устройства подбираются по производительности, которая зависит от мощности установки, эти данные можно взять по Таблице 2.

Таблица 2

Мощность установки, кВт 25 32 50 80 90 100
Производительность нагнетателя, м3/ч 98,5 195,9 242,2 253,2 284,8 316,5
Полезный объем топки, м3 0,22 0,24 0,35 0,42 0,47 0,52

Дымовые газы, покидающие вторичную камеру, имеют достаточно высокую температуру. Чтобы не выбрасывать это тепло на улицу впустую, применяется жаротрубная схема изготовления пиролизного котла. В соответствии с ней, дымовые газы, проходя через дымогарные трубы теплообменника, охлаждаются до температуры 150–200 ⁰С, отдавая свою теплоту водяной рубашке. Чтобы рассчитать полезную площадь теплового обмена, нужно определить такие исходные данные:

  • температуру теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах t1 и t2;
  • температуру дымовых газов на входе в теплообменник и на выходе из него Т1 и Т2.

Далее, определяется разность температур ∆t= t1 — t2 и ∆Т = Т1 — Т2. После этого можно посчитать величину температурного напора τ, ⁰С:

τ = (∆Т — ∆t) / ln (∆Т / ∆t)

Площадь поверхности теплообмена S(м2) находят по формуле:

S = Q / k / τ

В этой формуле:

  • Q– потребная мощность котельной установки;
  • k – коэффициент передачи теплового потока, принимается 30 Вт/м2 ⁰С.

Проверить результат можно по Таблице 3, в которой представлены укрупненные значения площади поверхности теплообмена в зависимости от мощности агрегата.

Таблица 3

Мощность котла, кВт 25 32 50 80 100
Smin, м2 4,5 6,3 8,5 14,5 16,5
Smax, м2 5,2 7,8 10,2 15,2 16,7

Изготавливая пиролизные котлы длительного горения своими руками, мастера зачастую устанавливают патрубок дымохода «на глазок», в то время как от правильной работы дымоходной трубы зависит КПД самого агрегата. Поэтому площадь сечения трубы, а потом и ее диаметр лучше определить по формуле:

F = L / 3600ϑ

В этой формуле:

  • ϑ – скорость дымовых газов, принимается равной 0,5 м/с;
  • L – расход газов, соответствует производительности вентилятора, м3/ч;
  • F – площадь сечения трубы дымохода, м2.

Через формулу площади круга находят значение диаметра трубы.

Материал изготовления

Пиролизные котлы характеризуются повышенной температурой рабочей зоны. В камере газификации горения не происходит, однако обратный поток тепла способен разогревать стенки до 500–600 °С. Наибольшему температурному воздействию подвергается низ газогенераторного отсека — именно эта часть контактирует с воспламеняющимися газами и испытывает серьёзную термическую нагрузку. Рекомендуется низ камеры закладки выполнять в виде чугунного колосника или специального огнеупорного изделия с тонкой прорезью либо рядом небольших отверстий.

Основная трудность в самостоятельном изготовлении котловой техники заключается в выборе подходящей марки стали, которая поддаётся обработке в домашних условиях без специального оборудования. Наиболее пригодными в этом плане считаются стали аустенитного и аустенито-ферритного класса с умеренным содержанием хрома и никеля. Примерами марок таких сталей можно назвать 12Х18Н9Т, 08Х22Н6Т или AISI 304.

Технология сварки таких металлов признаётся умеренно сложной, но воспроизводимой в кустарных условиях с применением дуговой сварки покрытыми электродами без защитной среды. Основным фактором, ухудшающим качество сварной конструкции, считается образование горячих и холодных трещин, обусловленное высокой разницей температур на относительно малом линейном участке металлического изделия.

Для устранения негативных факторов термического воздействия используют следующие технологические приёмы:

  1. Нарезка деталей с плавной подачей режущего инструмента, чем исключается перегрев кромок.
  2. Ограничение плотности сварочного тока на 20–25% по сравнению с конструкционной сталью, сварка в мягких режимах.
  3. Ограничение температуры сварочной ванны, выполнение многопроходного шва с высокой скоростью без боковых колебаний.
  4. Правильная разделка соединяемых кромок согласно ГОСТ 5264 и их зачистка металлической щёткой.
  5. Подкладка под изнанку шва металлического теплоотвода, поковка шва в процессе остывания.

И, конечно же, следует сделать правильный выбор содержания легирующих добавок в стержне электрода, чтобы обеспечить содержание феррита в структуре шва порядка 5–8%. К использованию рекомендованы электроды марок ЦТ-15 и ЦТ-16, а также специальные электроды 6816 MoLC или ROST 1913.

После сваривания конструкций рекомендуется их первичный отжиг при температуре не менее 700 °С в течение 2,5–3 часов. Достаточно загрузить внутренность сваренного корпуса каменным углём и разжечь горючее, обеспечив слабый принудительный поддув. Перед проведением отжига желательно протравить сварочные швы специальной пастой, соответствующей используемой марке стали.

Какое топливо использовать

Для экономичной и эффективной работы пиролизного котла можно использовать любое твердое топливо: дрова, уголь, торф, пеллеты, другие горючие материалы. Главное условие, необходимое для поддержания процесса пиролизного горения – низкий показатель влажности, не более 20 %. Более влажное топливо необходимо специально досушивать до нужного уровня.
Возможность использования отходов древесного, швейного, маслобойного и других видов производства, делает эту печь еще более выгодной в эксплуатации. Содержание древесины при этом должно быть не менее 70%.

Для работы пиролизного котла рекомендуется выбирать твёрдое топливо

В обычных печах дрова нужно подкладывать каждые два-три часа. На зимний период уходит примерно 10 кубометров дров. В пиролизных котлах горение дров продолжается 12 часов, экономия за зиму составляет до 40%.
Уголь горит гораздо дольше, до пяти суток, соответственно экономится не только топливо, но и время. Существуют модели, которые оснащены автоматикой для подачи топливных гранул, то есть работают в автономном режиме длительное время.

Устройство и принцип работы котла

Ранее было уже сказано, что котлы этого типа имеют камеры. Топка разделена на газифицирующую камеру, в которую осуществляется загрузка топлива и непосредственно — камера сгорания.

На рисунке схеме показано внутреннее устройство твердотопливного котла пиролизного типа

В первую камеру, куда ограничен приток воздуха, загружается топливо. Котел запускается и работает в обычном режиме. При медленном горении топливо начинает пиролизироваться, выделяется древесный газ, который поступает уже во вторую часть топки, в камеру сгорания. С этого момента твердотопливный котел выходит в рабочий режим. Теперь начинается процессы, которые в корне отличают пиролизный тип горения, твердотопливные отопительные котлы длительного горения от процесса прямого сжигания и от традиционных котлов.

В первой камере потери тепла минимизируются. Обычно в моделях твердотопливных котлов длительного горения пространство между первой и второй камерой заполняют колосники, на которые укладывается топливо.

Вторая часть топки — камера сгорания, куда поступает горючий древесный газ. Камера наполняется вторичным, разогретым воздухом. Здесь уже действует принцип двойного дутья.

После выхода котла на нормальный, рабочий режим, доступ воздуха в первую камеру существенно ограничивается. Процесс горения практически прекращается, переходя в состояние тления. Топливо прогорает постепенно. Каждый предыдущий слой топлива в процесс тления постепенно задействует последующий слой. Медленное тление сопровождается постоянным выделением древесного газа. За счет этого процесса, твердотопливные пиролизные котлы еще принято называть котлами длительного горения.

Во второй, основной камере сгорания горит только древесный газ, который при контакте с вторичным воздухом (нагретый до t 3000 С) дает огромное количество тепловой энергии. Только сейчас тепловая энергия вступает в работу, нагревая теплоноситель, циркулирующий в теплообменнике. Т.е в конструкции твердотопливных котлов пиролизного типа подогрев теплоносителя осуществляется не за счет прямого горения твердого топлива, а уже за счет сжигания вторичного продукта горения – пиролизного газа, горючего газообразного вещества. В этом и есть основное отличие котлов данного типа от твердотопливных котлов других видов.

Что подразумевается под названием пиролиз

Пиролиз – генерирование горючего газа и его последующее сжигание, — происходит во всех твердотопливных котлах, в большей или в меньшей степени. Такой же процесс идет и в обычной печи, — при горении дров или угля, в каком-то месте не хватает кислорода, появляется угарный газ CO, затем он находит недостающий кислород и сгорает, выделяя тепло, превращаясь из яда в обычный углекислый газ – CO2.

В качестве экспериментов еще 1950-х годах была разработана схема котельного оборудования, где сначала топливо тлело при недостатке кислорода, затем полученное СО дожигалось во вторичной камере. Но идеи не были воплощены, как не дающие ни каких преимуществ с весомыми недостатками и дорогостоящие.

Теперь же в рекламках ядовитый угарный газ СО называют – «древесный газ».

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

Особенности изготовления пиролизного котла

Материалы

Корпус пиролизного котла лучше делать из листовой стали (от 2 мм, в зависимости от расчетной мощности). Модели котлов, которые собираются из толстостенной трубы, вряд ли подходят для организации отопления частного дома. В основном такими установками обогреваются различные подсобки, гаражи или времянки.

Более габаритные пиролизные котлы монтируются по образцу большинства теплогенераторов – прямоугольной формы. В некоторых случаях, если модель мощная, ее стенки (изнутри) целесообразно выложить шамотным кирпичом.

Размеры пиролизных котлов

Один из самых интересных и «таинственных» вопросов по данной теме. Все расчеты делаются применительно к конкретному дому, его отопительной системе, со всеми ее нюансами, схемами и так далее. Автор не будет приводить математических выкладок и просит поверить на слово. Проектирование пиролизного котла лучше поручить специалисту. Разработка документации стоит денег, но в любом случае это обойдется дешевле приобретения установки промышленного изготовления.

А если учесть, что ошибки в расчетах повлекут дополнительные расходы (и весьма ощутимые), связанные с разного рода переделками и модернизациями, то целесообразность именно такого решения более чем очевидна.

Специфика эксплуатации пиролизных котлов

Без знания некоторых нюансов использования такого оборудования приниматься за изготовление подобной модели теплогенератора не имеет смысла.

Довольно «жесткие» критерии влажности сжигаемого топлива. Например, для дров максимальное значение – 33±2%. С чем это связано? Повышение температуры инициирует испарение влаги, содержащейся в продукте. Естественно, пар начнет смешиваться с пиролизными газами и негативно влиять на интенсивность процесса горения. Применение влажного топлива резко снижает КПД установки.

Не все разновидности твердого топлива подходят для сжигания в пиролизных котлах. С учетом специфики их работы, можно использовать лишь материалы, характеризующиеся высоким газообразованием при сгорании. Недостаток летучих веществ сказывается на эффективности эксплуатации пиролизных моделей. Проще говоря, дров расходуется много, а толк минимальный.

Для отопления дома таким котлом целесообразно использовать сухую древесину и ее отходы, пеллеты, брикеты, уголь (но только бурый). Внесение отдельных конструктивных доработок в схему пиролизного котла позволяет топить коксом и некоторыми марками угля каменного (например, «Орех1»).

В заключение можно указать, что самая дешевая модель (причем небольшой мощности) стоит в пределах 48 000 рублей. В заключение можно указать, что самая дешевая модель (причем небольшой мощности) стоит в пределах 48 000 рублей. И еще не факт, что такой пиролизная установка полностью устроит хозяина. Например, габаритами в соответствие с выбранным местом для монтажа. Если подумать, то изготовление пиролизного котла своими руками,  по индивидуальным чертежам – неплохое решение проблемы отопления частного дома, особенно если невозможно его подключение к магистрали газоснабжения.

(Visited 475 times, 1 visits today)

Подготовка фундамента и монтаж дымохода

Рассматриваемый котел обязательно должен быть оснащен дымоходом. Для его изготовления используйте трубу диаметром 150 мм. Длину этой трубы подбирайте так, чтобы она была немного больше длины корпуса. Сделайте в крышке котла отверстие подходящего диаметра и приварите к нему дымовую трубу. При необходимости дымоход можно изгибать. Максимально допустимый изгиб – 45 градусов.Труба выводится через крышу или стену. Старайтесь, чтобы дымоход имел как можно меньше изгибов.

Дымоход для пиролизного котла

Если котел устанавливается в комнате с маленькой площадью, его рекомендуется укомплектовать специальным отражателем. Благодаря этому элементу будет обеспечиваться максимально эффективное распределение тепловых потоков, что поспособствует созданию комфортных условий эксплуатации котла.

Ранее отмечалось, что заводские агрегаты в большинстве своем требуют подключения к электросети. Самодельный же пиролизный котел независим от электричества.

Для более эффективного обогрева в камере сгорания газа можно приварить арматуру, которая будет аккумулировать дополнительное тепло, благодаря чему интенсивность отопления увеличится.

Растапливать подобное оборудование можно опилками, углем и прочими подходящими для этого материалами

Подписка на дзен канал
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Sdelai-Lestnicu.Ru