Как сделать самодельный пиролизный котел. Как сделать пиролизный котел
Котел на отопление своими руками
Главной частью, сердцем любой системы отопления является котел. Многообразие их видов и конструкций способно поразить всякое воображение. И, надо отдать должное, многие современные котлы являются и экономичными, и эффективными устройствами. Они имеют тонкие регулировки, снабжены автоматикой и могут работать без участия человека. Некоторые модели даже могут отправить СМС хозяину и «доложить» о тепловой обстановке в доме, а хозяин по мобильному телефону или через интернет-соединение может заказать нужную температуру к своему приезду. Но бывают случаи, когда выгодно сделать котел на отопление своими руками. Например, для отопления дачного домика или теплицы.
Котел на отопление своими руками
Интернет буквально перегружен различной информацией по самостоятельному изготовлению котлов отопления. Применяются совершенно неожиданные комплектующие, которые никак не задумывались ранее быть частью котла; некоторые технические решения могут поспорить с изобретениями конструкторских бюро; КПД некоторых котлов не уступают лучшим котлам именитых производителей. Но к сожалению, в интернете и немало «мусорной» информации, которая не может ничем помочь, а в некоторых случаях способна и навредить. Авторы некоторых обзоров хвастливо заявляют, что нет ничего проще, чем самостоятельно изготовить котел отопления, хотя на самом деле это непростая задача. Цель этой статьи разобраться, какие именно котлы отопления достойны того, чтобы сделать их самостоятельно и каковы особенности технологического процесса их изготовления.
Содержание статьи
Виды котлов отопления и возможность их самостоятельного изготовления
Задача котла отопления – нагреть при помощи какого-либо топлива теплоноситель и передать его в систему отопления, которая уже распределяет тепло потребителям. Именно по виду применяемого топлива котлы делятся на несколько больших классов. Рассмотрим эти классы и сразу определим целесообразность самостоятельного их изготовления.
- Газовые котлы отопления – в настоящее время — это наиболее экономически выгодный вид топлива. Современные газовые котлы имеют высокий КПД, легко управляются, работают без вмешательства человека. Самостоятельное изготовление газовых котлов возможно, но категорически не рекомендуется. Во-первых, из-за того, что газ – это опасный вид топлива и любое несанкционированное вмешательство может привести к печальным последствиям, а, во-вторых, никакая газоснабжающая организация не даст разрешения на эксплуатацию самодельного газового котла. И правильно сделает.
Газовые котлы отопления запрещено изготавливать самостоятельно.
- Жидкотопливные котлы применяются там, где нет газификации и других видов топлива. Эти котлы имеют очень высокий КПД, они легко поддаются автоматизации, но их применение связано с определенными трудностями по хранению больших количеств топлива: солярки или мазута. Самостоятельное изготовление жидкотопливных котлов запрещено, никакой пожарный инспектор не поставит свою подпись при сдаче дома в эксплуатацию, если он будет оборудован не сертифицированным оборудованием. Да и, наверное, мало кто захочет жить на пороховой бочке.
Жидкотопливные котлы чаще всего вынужденная мера, а не здравый смысл
- Электрические котлы отопления имеют явное преимущество перед всеми остальными в простоте своей конструкции, малым габаритным размерам, удобству управления. Эти котлы сравнительно просто сделать самостоятельно. Но все эти преимущества нивелируются высокими ценами на электроэнергию. К сожалению, отопление электричеством экономически невыгодно. Оно и понятно, ведь значительную часть электроэнергии получают путем сжигания углеводородного топлива. Еще одним существенным ограничением является то, что не всегда электроснабжающие организации дадут разрешение на выделение большой мощности.
Единственная помеха для широкого внедрения электрических котлов — высокие цены на электроэнергию
- Твердотопливные котлы отопления, несмотря на заверения скептиков об их скором уходе на второй план, продолжают успешно работать и поныне. Мало того – они испытывают настоящее второе рождение. В качестве топлива в них используются дрова, каменный уголь, торфяные брикеты, горючие сланцы и другие виды твердого топлива. Очень интересны котлы, которые используют особый род топлива – пеллеты, изготавливаемые из отходов древесины. Эти котлы поддаются автоматизации, имеют высокий КПД, но производство и логистика пеллет пока находится на зачаточном уровне. Для самостоятельного изготовления более всего подходят именно твердотопливные котлы, поэтому будем рассматривать именно их. Но особого внимания достойны одни из представителей твердотопливных котлов – пиролизные.
Твердотопливным котлам еще рано отправляться «на свалку истории»
Твердотопливные пиролизные котлы отопления
Существуют котлы, приспособленные только для определенного вида топлива: дрова, уголь, пеллеты, — но есть модели, которые работают на любом топливе. Твердотопливные котлы могут быть как с естественной тягой, так и с принудительной. КПД хорошо спроектированного и выполненного классического твердотопливного котла может достигать 71—79%. Преимуществами таких котлов являются:
- Доступность и низкая цена на топливо.
- Возможность использовать несколько видов топлива.
- Способность сжигать отходы деревообрабатывающего производства и сельскохозяйственной переработки.
- Полная автономность работы, независимость от электроэнергии.
Однако классические твердотопливные котлы обладают и рядом недостатков, с которыми невозможно не считаться:
- На одной загрузке топлива котлы работают не более 4—6 часов.
- Необходимость хранения больших запасов топлива требует дополнительных площадей.
- Загрузка в основном происходит в ручном режиме.
- Классические твердотопливные котлы требуют постоянной очистки от продуктов сгорания.
- Процесс сгорания обладает инерционностью, его трудно контролировать.
В категории твердотопливных котлов стоит выделить в отдельную группу так называемые пиролизные котлы, работа которых происходит за счет раздельного сгорания топлива и выходящих из него продуктов распада – пиролизных газов. Рассмотрим работу такого котла на примере.
Устройство и принцип работы пиролизного котла
Топливо (это чаще всего дрова) через верхнюю загрузочную дверку загружают в газифицирующую камеру. Дроссель дымохода полностью открывают и дрова поджигают. При этом включают вентилятор, который подает в камеру воздух. Естественно, дрова начинают гореть как в обычном твердотопливном котле.
После того как дрова разгорелись, закрывают верхнюю дверку и перекрывают дроссель дымохода. Воздух продолжает поступать к топливу, но в ограниченном количестве, поэтому дрова начинают тлеть при температуре от 200 до 800 °C. При этих условиях происходит реакция пиролиза: разложения древесины на твердую часть в виде угля и легкую — пиролизных газов, которые через форсунку подаются в камеру сжигания. Туда же подается через канал подачи вторичного воздуха подогретая смесь. В условиях высоких температур пиролизные газы воспламеняются и окисляются подаваемым воздухом. Температура их сгорания при этом составляет около 1100 °C.
Раскаленные газы проходят через множественные дымовые каналы, которые находятся в среде теплоносителя системы отопления – воде. Происходит передача тепловой энергии. Высокая температура в камере сжигания поддерживает процесс пиролиза в газифицирующей камере. Если необходимо доложить дрова в газифицирующую камеру, то для этого полностью открывают дроссель дымохода, выжидают несколько минут, чтобы камера проветрилась от пиролизных газов и начался обычный процесс горения. После этого открывают дверцу, докладывают дрова, закрывают дверцу и заслонку (дроссель) дымохода. Процесс пиролиза и дожигания газов в нижней камере возобновляется.
Внимание: В котлах с нагнетанием первичного и вторичного воздуха открывать дверцу загрузки можно только после открытия заслонки дымохода и паузы. В ином случае, при открытии дверцы пиролизные газы, скопившиеся в камере газификации, могут воспламениться. Этого недостатка лишены пиролизные котлы не с нагнетанием воздуха, а с дымососом, где в камерах создается разрежение.
Пиролизные котлы отопления обладают следующими преимуществами:
- В пиролизных котлах происходит полное сгорание топлива, что позволяет гораздо реже очищать зольник и высокотемпературные газоходы.
Пламя в камере сжигания
- Горением пиролизных газов можно легко управлять, что позволяет сделать управление котлом автоматизированных.
- Процесс горения в газифицируемой камере управляемый при помощи подачи первичного воздуха. Горение замедленное, а это позволяет на одной закладке дров работать от 5—7 часов до нескольких суток (у котлов верхнего горения).
- В пиролизных котлах можно сжигать крупные не колотые дрова.
- В качестве топлива могут быть использованы древесные отходы, обрезки фанеры, ДСП, ДВП, МДФ.
- Пиролизные котлы в 3 раза меньше выбрасывают в атмосферу вредных веществ.
Недостатки пиролизных котлов:
- Для работы вентилятора или дымососа необходима электроэнергия, поэтому следует озаботиться оснащением котла мощным источником бесперебойного питания.
- При влажности топлива более 20% резко падает КПД котла.
- В случае малых нагрузок возможны перепады в работе котла, что сказывается на отложении дегтя в газоходных каналах. Для постоянной нагрузки котла может потребоваться теплоаккумулятор – для запасания тепловой энергии.
Избыток сгенерированного тепла можно сохранить в теплоаккумуляторе
- Чтобы в газоходах котла не выпадал конденсат, необходимо поддерживать температуру обратки не менее 60 °C. Конденсат приводит к ускоренной низкотемпературной коррозии котла.
- Невозможность организации автоматической подачи топлива.
- Пиролизные котлы очень материалоемкие, поэтому стоят в 1,5—2 раза выше, чем классические твердотопливные.
Так как в пиролизных котлах происходит высокотемпературное горение (1100—1200 °C), то нижнюю часть камеры газификации и всю камеру сжигания, включая и дверцу, нужно особым образом защитить при помощи футеровки – специальной жаропрочной облицовки. Учитывая высокие температуры, футеровка делается либо шамотным кирпичом, либо специальными жаростойкими муллитокорундовыми бетонами. Какие функции выполняет футеровка:
Футеровка шамотным кирпичом позволяет соблюдать требуемый температурный режим и защищает металл
- Защита металлических поверхностей камер котла от воздействия высоких температур, что предотвращает металл от прогорания.
- Для успешного течения реакции выделения газов и горения пиролизных газов необходим определенный температурный режим. При контакте пламени с охлаждаемым металлом может пойти обильное выделение конденсата, а футеровка позволяет удерживать температуру реакции постоянной.
Котел на отопление своими руками
Прежде чем начинать изготовление пиролизного котла, необходимо точно определиться с его размерами, которые во многом зависят от необходимой мощности. Недостаточная мощность котла не позволит компенсировать все теплопотери, а избыточная потребует сброса излишков в теплоаккумулятор.
Обычно при расчетах принимают, что для отопления 10 м2 площади жилья требуется 1 киловатт мощности котла. Допустим, требуется отопить 250 м2 площади загородного дома. Получается, что котел должен иметь мощность не менее 25 КВт. В следующих рисунках приведены чертеж котла и таблица соответствия размеров — мощности котла.
Типовой чертеж твердотопливного пиролизного котла
Таблица соответствия размеров котла генерируемой мощности
Эти данные будут являться ориентиром для расчета будущей конструкции. Лучше всего воспользоваться готовыми чертежами уже сделанных и успешно работающих не один сезон котлов. На этих котлах уже отработаны типичные ошибки и их авторы охотно могут поделиться чертежами с подробнейшей спецификацией именно того котла, который будет отвечать всем потребностям. Естественно — это не бесплатно, но сумма в 50—70 $ просто смехотворна по сравнению с тем, что может ждать горе-самоделкина на пути к вожделенному котлу.
Настоятельно рекомендуется самому сделать 3D-визуализацию всех узлов котла в AutoCAD или любой другой подходящей программе, чтобы лучше понять внутреннее устройство и выработать правильную стратегию изготовления котла.
Пример 3D визуализации конструкции пиролизного котла
Необходимый инструмент и материалы для изготовления котла
Для изготовления пиролизного котла понадобится следующий инструмент:
- Сварочный инвертор.
- Электродрель с набором сверел по металлу разного диаметра.
- Углошлифовальная машина (болгарка) под круг диаметром 230 мм.
- Углошлифовальная машина под круг 125 мм.
- Для проделывания отверстий большого диаметра желателен газовый резак или (что идеально) плазморез. Если их нет, то при определенном навыке это можно сделать болгаркой.
Филигранная резка металла плазмой
- Стандартный набор слесарного инструмента: молоток, зубила, напильники, струбцины и другое.
Материалы для изготовления котла:
- Для изготовления газифицирующей камеры и камеры сжигания лучше использовать листовую сталь 5 мм, а для внешней обшивки 4 мм. Всего понадобится примерно 7—10 м2 листа, в зависимости от конкретной модели. В крайнем случае можно обойтись для всего котла листом 4 мм.
- Труба диаметром 57 мм толщиной стенки 3,5 мм для теплообменников – 8—10 м.
- Труба диаметром 159 мм с толщиной стенки 4,5 мм для борова (горизонтального выхода дымохода из котла) – 0,5 м.
- Шамотный огнеупорный кирпич ША-8 – 15-25 шт.
Шамотный кирпич нужен для футеровки
- Труба диаметром 32 мм с толщиной стенки 4,5 мм – 2 м.
- Профильная труба 60*30*2 мм – 2 м.
- Профильная труба 80*40*2 мм – 2 м.
- Полоса стальная 30*4 мм – 2 м.
- Электроды – 5—6 пачек.
- Круги отрезные 230 мм – 10 шт.
- Круги отрезные 125 мм – 10 шт.
- Круги шлифовальные 125 мм – 5 шт.
- Вентилятор центробежный дутьевой.
Центробежный вентилятор обеспечит поступление первичного и вторичного воздуха в камеры котла
- Датчик температуры.
Приведенный перечень весьма приблизителен и не является точной инструкцией для исполнения. Все должно закупаться на основе индивидуальных расчетов. Наверняка что-то придется докупать, а что-то останется в излишках.
Изготовление пиролизного котла
Лучше всего составить оптимальный план раскроя стального листа на заготовки заранее, по уже имеющимся чертежам и нарубить его на прямоугольные заготовки сразу при закупке на металлобазе. Эта услуга, конечно, стоит денег, но дает преимущества во времени и качестве. Болгаркой такой ровный срез, как при рубке, сделать практически невозможно. Стандартные размеры стального горячекатанного листа толщиной 3—5 мм составляют 1,5*6 м.
Металлический лист на заготовки лучше нарубить на гильотине
Отметим основные этапы изготовления пиролизного котла:
- После раскроя заготовок можно начинать изготавливать внутреннюю часть котла, а именно сваривать камеры: газифицирующую и сжигания. Монтаж лучше делать из двух половинок.
Начало сборки котла
- После того как будет сварен каркас камер, можно приварить заднюю стенку и воздуховоды в камере газификации. На фотографии они сделаны из швеллера, но это совершенно необязательно, достаточно профильной трубы 60*30*2 мм, в которой предварительно насверлить отверстий диаметром 10 мм. Обратите внимание на вырез в задней стенке под дымоходный канал.
Задняя стенка камеры газификации
- В камеру сжигания выводится трубка подачи вторичного воздуха, которая связана с фасадом котла при помощи профильной трубы 20*20 мм.
Труба подачи вторичного воздуха в камеру сжигания
- Настало время готовить теплообменник. Для этого в заготовленной пластине по разметке выжигаются газовым резаком отверстия под газоходные трубы диаметром 57 см. При отсутствии резака можно прожечь большим током электродом, но этот способ хуже.
Направляющая пластина трубчатого теплообменника
- Нарезаются трубы теплообменника, насаживаются на опорные пластины, прихватываются сваркой. После проверки размеров, все стыки обвариваются. Теплообменник готов.
Готовый теплообменник
- На свое штатное место приваривается теплообменник. На этом же этапе изготавливается и монтируется дроссельная заслонка дымохода.
Теплообменник и дроссельная заслонка на своих штатных местах
- Приваривается передняя стенка камер котла, предварительно в ней делаются отверстия для трубок подачи первичного и вторичного воздуха.
Передняя стенка камер
- В месте дроссельной заслонки и выхода газохода приваривается задняя крышка и боров.
Боров (горизонтальная часть дымохода) приварен к задней крышке
- Внутренняя часть котла собрана. Теперь необходимо тщательно зачистить сварные швы шлифовальным диском и проверить их качество.
- В качестве внешней обшивки котла применяется листовая сталь 4 мм. Для ее крепления на корпус котла навариваются отрезки уголка №25.
Уголки для крепления внешней облицовки котла
- На предварительно размеченном и раскроенном листе обшивки делают сквозные отверстия диаметром 10—12 мм в месте расположения уголков.
Технологические отверстия для приваривания внешней обшивки к уголкам
- Все отверстия обвариваются, чтобы лист обшивки надежно скрепился с основанием.
Лист обшивки приварен
- Подобным образом обшиваются все стороны котла кроме верхней крышки. Все стыки тщательно провариваются и зачищаются.
Листы обшивки после зачистки
- Настало время проверки герметичности всех сварных швов. Для этого все отверстия входа, выхода и слива теплоносителя заглушаются и котел наполняется водой через верхнюю крышку. Проверяется отсутствие течей. Если течь обнаружена, то это место помечается мелом для дальнейшего исправления.
Первичное испытание герметичности водой
- Для ревизии дымоходов делается туннель для верхней крышки, изолированный от водяной рубашки котла и только потом заваривается верхняя часть котла.
Верхняя крышка с уплотнителем
- Регулировку воздушных заслонок делают при помощи резьбовых шпилек.
Отличный способ тонкой регулировки воздушных заслонок
- Все воздушные отверстия закрывают общим кожухом, из которого выводят общий воздуховод из профильной трубы.
Кожух и общая подающая труба воздуховода
- Изготавливают и навешивают дверцы для камер котла. В качестве футеровки дверцы можно применять либо чугунные пластины, либо шамотный кирпич. Уплотнение делают керамическим шнуром.
Дверца камеры с футеровкой и уплотнением
- Футеровку нижней части камеры газификации до воздуховодов делают из шамотного кирпича. Для этого кирпич пилят при помощи болгарки с камнерезным диском. Доводят кирпич до нужного размера вручную на шлифовальном камне.
Футеровка нижней части газифицирующей камеры делается из пиленного шамотного кирпича
- От геометрических размеров щели в нижней части камеры газификации зависит генерируемая мощность пиролизного котла. Поэтому при изготовлении камней футеровки надо принимать во внимание приведенные в таблице размеры, чтобы мощность котла соответствовала проектной.
Как размеры щели влияют на мощность котла
- На профильную трубу главного воздуховода приваривается фланец, а затем крепится центробежный вентилятор.
Вентилятор крепится к фланцу
- Шамотным кирпичом делают футеровку камеры сжигания.
Футеровка камеры сжигания
- Для улучшения теплопередачи котла рекомендуется помещать в каналы газохода теплообменника так называемые завихрители (турбулизаторы), которые, во-первых, замедляют движение раскаленных газов и тем самым улучшают теплопередачу, а, во-вторых, служат для очистки труб газохода от отложений.
Завихрители существенно повышают КПД котла
- Для прочистки завихрители прикрепляют к коромыслу, которое связано с рычагом, выведенным наружу. Покачивая рычаг можно быстро прочистить каналы.
Завихрители лучше укрепить на общем коромысле
- Перед запуском котла следует проверить его герметичность и опрессовать его давлением в 4 бар. Для этого заглушаются все отверстия в котле, кроме подачи и обратки системы отопления. Котел наполняется водой полностью и к нему подключается опрессовщик.
Опрессовщиком удобно проверять герметичность гидравлических систем
- Опрессовщиком давление доводится до 3 бар. Если давление сразу падает, значит, где-то есть течь, которую надо обнаружить и устранить. Если же давление в течение получаса не меняется, то можно считать, что котел герметичный и его можно интегрировать в систему отопления.
- Для обеспечения безаварийной работы котла, на трубе подачи в систему отопления через резьбовой штуцер монтируется группа безопасности котла, которая включает аварийный клапан, автоматический воздухоотводчик и манометр. При возникновении нештатных ситуаций, клапан, настроенный на давление 3 бар, сбросит избыточное давление.
Каждый котел в закрытой системе отопления обязательно оснащается группой безопасности
- Пиролизный котел желательно оснастить блоком автоматики, который при помощи термодатчиков будет отслеживать режим работы котла и в случае необходимости производить его остановку и запуск. О том, как реализовано автоматическое управление в котлах, показано в видео.
Видео: Автоматика для пиролизного котла
Ввод пиролизного котла в эксплуатацию
Перед тем как производить первый запуск котла, необходимо его соединить с дымоходом. и наполнить водой. Пустой котел запускать категорически запрещено – это приведет к перегреву. Помимо этого на каждом котле должен быть термометр, контролирующий температуру теплоносителя, который вкручивается в специально отведенное для этого место. Во всех проектах котлов обязательно предусмотрены отверстия для термометра, а также термодатчиков.
- Вентилятор через выключатель соединяется с питающей сетью, проверяется его работа. Все воздушные заслонки ставятся в среднее положение.
- На дно камеры газификации кладется бумага, чтобы она выглядывала из-под форсунки в камеру сжигания, а на нее уже укладываются дрова. Первая загрузка дров не должна быть большой, достаточно нескольких небольших поленьев. Дверь камеры газификации плотно закрывается.
- Полностью открывается дроссельная заслонка дымохода камеры газификации, включается вентилятор и поджигается бумага.
- Когда горение дров станет уверенным, через несколько минут, закрывается дроссельная заслонка дымохода. Дрова должны перейти в режим медленного горения (тления), которое сопровождается выделением пиролизных газов. Через нижнюю дверцу камеры сжигания производится контроль зажигания факела горения пиролизных газов. Если он не загорелся, надо попробовать уменьшить подачу воздуха в камеру газификации и увеличить в камеру сжигания.
- После загорания пламени, заслонками регулируется его интенсивность и цвет. Бело-желтый цвет пламени говорит о правильной настройке котла.
- Дверца отсека сжигания закрывается и засекается время, в течение которого котел доведет воду до кипения. По термометру контролируют повышение температуры. Как только, вода достигнет 100 °C – вентилятор отключают. Факел в камере сжигания должен погаснуть. Температура воды после этого должна снижаться.
- При открытии дроссельной заслонки дымохода пламя в камере сжигания тоже должно погаснуть.
Заключение
- Пиролизные котлы длительного горения являются сложными устройствами, поэтому их самостоятельное изготовление должно производиться только по чертежам тех котлов, которые уже показали себя в эксплуатации.
- Самостоятельное изготовление требует неукоснительного соблюдения технологии с проверкой каждого этапа.
- Пиролизные котлы очень материалоемкие, даже на их самостоятельное изготовление уходит очень много дорогостоящего металла. Окупятся они только тогда, когда будут находиться в постоянном пользовании в течение нескольких сезонов.
Видео: Изготовление пиролизного котла для отопления дома
stroyday.ru
Стоит ли делать пиролизный котел своими руками?
Сегодня многие желают построить пиролизный котел своими руками, поскольку считают, что это устройство имеет высокую эффективность работы и способно удовлетворить все потребности человека в теплоте. Принцип действия пиролизного котла основан на особом сжигании топлива, которое носит одноименное название. Часто такой процесс называется сухой перегонкой.
Если сильно захотеть — можно сделать пиролизный котел своими рукамиПри температуре в диапазоне от 200 до 800 градусов по Цельсию, в условиях определенного недостатка кислорода, древесина разлагается на твердый остаток в виде древесного кокса, а также пиролизный газ. После этого полученный газ смешивают с кислородом, что активизирует процедуру горения при достаточно высоких показателях температуры.
Работа пиролизного котла основана на особом сжигании топливаВ то же время пиролизный газ вступает во взаимодействие с углеродом, из-за чего дым, который выходит из такого котла, практически не содержит никаких вредных соединений. При этом твердая часть будет сгорать с выделением определенного количества теплоты. Стоит заметить, что пиролиз является экзотермическим процессом и сопровождается выделением тепла, используемого для просушки и подогрева подаваемого воздуха и топлива.
Преимущества и недостатки
К достоинствам подобных систем можно отнести способность достаточно долго поддерживать в автономном режиме заданную температуру теплоносителя. Такое возможно за счет более высоких показателей КПД, а также наличия большей загрузочной камеры. В продуктах горения содержатся минимальные концентрации канцерогенных веществ. Это положительно сказывается как на состоянии окружающей среды, так и на здоровье людей.
Подобные котлы также позволяют человеку некоторые отходы, в числе которых остатки полимеров, ДВП, ДСП, резины и т.д. Очень важно, чтобы дополнительных компонентов в топливе не было более 30 процентов. В противном случае не исключены серьезные проблемы. Они могут заключаться как в неправильности протекания процесса горения, так и в полном выходе из строя пиролизного котла.
Все бы было очень хорошо, если бы такие котлы не имели недостатков. К негативным сторонам подобного оборудования можно отнести:
- высокая стоимость. Снизить стоимость котла можно только в том случае, если изготовить его самостоятельно;
- если в котел будет заложено топливо повышенной влажности, то горение будет невозможным. В результате существенно снижается КПД, в то время как большая часть тепловой энергии будет покидать котел вместе с продуктами горения и паром;
- достаточно большие габаритные размеры;
- энергозависимость пиролизных котлов. Чтобы такое оборудование работало нормально, ему нужно организовать постоянное подключение к сети электропитания. Обусловлено это тем, что в котел нужно установить небольшой вентилятор, поддерживающий принудительную тягу.
Классическая схема
У пиролизного котла основная конструктивная особенность заключается в количестве камер сгорания. Здесь их две. Такое количество отсеков позволяет максимально эффективно и качественно использовать процесс пиролиза. Даже самый обычный пиролизный котел будет располагать двумя камерами сгорания.
Первая камера, которую еще называют камерой загрузки, предназначена непосредственно для пиролиза топлива. Данный процесс может протекать только в том случае, если в камере будет находиться ограниченное количество кислорода. Тут дрова будут разлагаться на газы и твердый остаток. После разложения газы будут попадать во вторую камеру, параллельно которым подается и вторичный воздух, способствующий улучшению горения.
Обе камеры между собой разделены колосником, на который укладываются брикеты. Очередной особенностью изготовления такого котла можно считать верхнее дутье. Обычно из-за того, что в топке имеется повышенное аэродинамическое сопротивление, используют принудительную тягу. В таком случае организация тяги осуществляется посредством дутьевого вентилятора или же дымососа.
Как насчет стоимости сборки системы?
Если создавать пиролизный котел своими руками, то процесс строительства сложно отнести и к простым, и к дешевым. Так что перед тем, как приступать к работам по сооружению котла, лучше изучить информацию, и оценить собственные силы и возможности. Подобный подход к делу позволит сэкономить не только время, но и деньги. Если же вы приняли решение самостоятельно строить котел, тогда вы можете рассчитывать на экономию средств вплоть до 2 тысяч условных единиц.
Многие умельцы в последние годы собирают такие котлы собственноручно. Некоторые из таких энтузиастов совершенно бесплатно делятся собственным опытом на просторах форумов. Некоторые же готовы предоставлять информационную поддержку и схему производства котла только после получения денежного вознаграждения. Кроме этого, существуют целые фирмы, основное занятие которых заключается в расчете подобных устройств.
Какой из вариантов проектов выбирать в процессе строительства своего пиролизного котла, выбирать исключительно вам. Но, наверное, сначала лучше изучить всю информацию, находящуюся в открытом доступе, после чего приступать к платным источникам. И то, к платным консультантам лучше обращаться только при наличии сомнений в своих силах. Стоит помнить о том, что даже если человек купит проект котла, а не готовый аппарат, то заплатит намного меньше, чем за приобретение ранее произведенного оборудования.
Установка и безопасность
После того, как с проектом определились, отыскали чертежи для пиролизного котла своими руками и изготовили котел, стоит позаботиться о правильности его установки. И тут больше всего играет роль не техническая сторона, а правила противопожарной безопасности. Если не соблюдать данные правила, то можно нарваться на достаточно большие штрафы. В самых неприятных ситуациях речь идет вовсе не о деньгах, а о здоровье и жизни людей.
Все составляющие пиролизного котла могут занять много места — так что без котельной не обойтисьТаким образом, подобное оборудование нужно устанавливать в котельной. Основу под такой котел нужно изготавливать из бетона или кирпича. Перед камерами топок нужно установить лист металла, толщина которого будет находиться в районе 1,5-2 мм. От стен и мебели, которые будут располагаться вокруг котла, расстояние не должно быть меньшим 20 сантиметров.
Котельная должна обладать вентиляционным отверстием, общая площадь которого составляет не менее 100 квадратных сантиметров. Обуславливается это тем, что процесс горения в пиролизном котле требует постоянной подачи свежего воздуха. Очень важно организовать утепление дымохода фольгированной минеральной ватой. Охлаждение газа в системе дымоотвода повлечет образование в нем дегтя и конденсата, а это не лучшим образом сказывается на сохранности и долговечности конструкции.
Хорошая альтернатива котлам
Многие из собравших такие установки у себя дома умельцев говорят о том, что изготовление подобного котла с мощностью менее полутора десятка кВт смысла не имеет. Но как быть тем людям, у которых площадь дома не требует более мощного оборудования? В таких случаях нужно посмотреть на пиролизную печь, которая во многом напоминает все тот же котел. Это вполне нормально, поскольку принцип протекания процесса горения является аналогичным.
Чтобы изготовить такую печь, необходимо запастись:
- шамотным кирпичом;
- керамическим кирпичом;
- вентилятором наддува;
- стальным листом с толщиной около 4 миллиметров;
- чугунными колосниками;
- дверцами для поддува и топочной камеры;
- рычажным терморегулятором.
Если использовать 3 чугунных колосника, 400 керамических и 100 шамотных кирпича, а также лист металла размером 1,5 на 6 метров, можно получить печь мощностью в 25 киловатт. Такой продуктивности с головой хватит на отопление домика площадью в 60 квадратных метров. Если даже такая мощность будет излишней, сократить ее показатели можно за счет уменьшения габаритов пиролизной печи.
Стоит сказать, что основной причиной перехода большей части городских жителей сел и городов с дровяных котлов на газовые является длительность автономного функционирования последнего варианта. В погоне за удобством человечество начало терять что-то очень важное, на что долго никто не обращает внимание. Те же, кто хоть когда-то имел в своем распоряжении дровяную печку, никогда не сможет забыть особого тепла, которое исходило от нее. Подобные вещи очень актуальны на дачных участках, куда многие приезжают отдохнуть от города и уединиться для общения с природой.
Разновидность пиролизных котлов
Все-таки правильнее называть такие устройства газогенераторными котлами. Пиролиз – это первая фаза горения древесины, и наблюдать ее можно в любом котле или печи. Что касается пиролизных котлов, то в их конструкции имеется переключатель тяги, необходимый для розжига котла. После того, как котел разогреется, задвижку закрывают, тем самым переводя его в режим пиролиза.
В зависимости от расположения камеры дожига выделяют котлы:
- с верхней камерой;
- с нижней камерой.
Последние, по сути, являются наиболее распространенными, и этому имеется логическое объяснение. Такая конструкция позволяет более удобно закладывать дрова в камеру горения, в то время как камера дожига выходит непосредственно в дымовой тракт. Дым, подвергаясь тяге и следуя всем законам физики, движется в дымоход. Подобная система для многих является вполне логичной, но здесь имеются некоторые недостатки. Из первичной камеры сгорания зола попадает в камеру дожига, из-за чего нужно чаще проводить чистку системы. Кроме этого, нужно создавать сильную тягу, чтобы направить дым вниз.
Котел с расположенной сверху камерой дожига не так распространен, как его предыдущий аналог. Данная конструкция имеет свои преимущества, которые заключаются в том, что дымовые газы через специальные форсунки, подвергаясь законам физики, выходят в камеру сгорания, где и сгорают. После они поступают в дымоход, там происходит охлаждение. Недостатком такой системы можно считать более затратный способ сооружения дымоходного тракта, на который нужно больше материала.
Так что пиролизные котлы могут считаться прекрасной альтернативой котлам прямого горения. По сравнению с последними, пиролизный вариант имеет большую камеру горения, но данный вид котла требует наличия в системе бака – накопителя тепловой энергии.
Это нужно для того, чтобы обеспечить равномерность работы котла, которая подвергается колебаниям из-за перепадов производительности, связанных с разной эффективностью фаз горения топлива. Все это делает пиролизный котел хорошим запасным источником в системе с газовым или электрическим котлом.
Но как основной источник тепла пиролизный котел может использоваться только в случае организации качественной обвязки и правильного подбора мощности. Так что для использования пиролизного котла очень важно иметь высокую квалификацию в процессе проектировки, а также качественно и правильно произвести монтаж всей системы отопления. В прочем, каждый вправе выбирать для себя что-то более подходящее, и если человек уверен в своих силах, почему бы не соорудить такой котел самостоятельно. Тем более, что интернет предоставляет для изготовления пиролизных котлов своими руками – схемы, фото- и видеоматериалы, существенно упрощающие все работы.
energomir.biz
Как сделать самодельный пиролизный котел
Если вы проектируете систему отопления для своего дома, а газовая магистраль к нему не подведена, одним из вариантов решения проблемы может быть использование пиролизного котла длительного горения.
Принцип действия таких устройств базируется на пиролизе или сухой перегонке.
Топят их, как правило, дровами, но они могут работать также на коксе, торфе, угле, твердотопливных брикетах и на отработке – использованном масле.
Стоимость таких котлов достаточно велика, но существует возможность изготовить в домашних условиях пеллетную горелку своими руками – это поможет сэкономить значительную сумму денег. Самодельный пиролизный котёл при условии, что проектирование и сборка выполнены правильно, не менее эффективен, чем заводской.
Преимущества пиролизных котлов длительного горения
У пиролизных котлов длительного горения есть ряд существенных преимуществ, которые выгодно отличают их от других приборов отопления. Рассмотрим их подробнее:
- Долгое время горения топлива – оно составляет 10-12 часов, в то время, как у их обычных «собратьев» оно составляет 3-4 часа. Такой большой запас времени избавляет от необходимости часто наведываться к агрегату для закладки топлива.
- Разнообразные виды топлива – такие устройства работают на дровах, торфе, коксе, угле, отработке – можно выбирать вариант, который наиболее эффективен и экономичен.
- Высокая экологичность работы – и дерево, и кокс, и уголь являются натуральными веществами, которые не выделяют токсичных веществ, которые могли бы вредить организму человека или загрязнять окружающую среду. Это не касается котлов, работающих на отработке – отработанное масло содержит токсины, тяжёлые металлы и другие вредные вещества.
- Водяной контур, нагреваясь, способствует более высокой эффективности отопления дома.
- Высокий коэффициент полезного действия, благодаря процессу пиролиза.
- Возможность автоматического регулирования процесса.
- Можно использовать топливо любого размера, который помещается в топку – это удобно с той точки зрения, что исчезает необходимость измельчать его.
- Есть возможность изготовить для отопления дома пиролизный котёл своими руками, что помогает ощутимо сэкономить финансовые затраты.
Недостатки пиролизных котлов длительного горения
Теперь рассмотрим, какие недостатки есть у агрегатов этого типа:
- Высокая стоимость – в 2-3 раза выше, чем у обычных котлов, работающих на дровах. Не каждый владелец дома может использовать такой метод отопления.
- Агрегат работает на принудительной тяге, которую обеспечивает дымосос, работающий от электрического привода. Следовательно, при отключении электроэнергии устройство перестаёт работать, и помещение остаётся без отопления.
- Инструкция гласит, что в процессе сухой перегонки может образовываться дёготь – он, забивая рабочие узлы, препятствует нормальной работе агрегата.
- В водяной контур необходимо добавлять нагретую воду. Если использовать холодную – внутри может образовываться накипь.
- Устройства, работающие на отработке, сложно назвать экономичными – при их работе могут выделяться вредные для организма вещества.
Устройство пиролизных котлов длительного горения
Конструкция таких приборов для отопления дома является достаточно простой. Она состоит из следующих частей:
- Камера, куда загружается топливо.
- Колосник.
- Камера, где происходит сгорание летучих веществ, образовывающихся в процессе сгорания дров.
- Дымосос с электрическим приводом – средство для обеспечения принудительной тяги.
- Водяной контур.
Пошаговая схема работы таких котлов длительного горения выглядит следующим образом:
- Топливо загружается в первую камеру, поджигается и заслонка закрывается.
- Электрический привод запускает дымосос – под воздействием принудительной тяги в герметичном пространстве создаётся температура, при которой возможен пиролиз.
- Топливо, сгорая, образует древесный газ, углекислый газ, водород и азот. Все эти вещества, попадая в камеру номер два, образуют смесь с воздухом и сгорают при высокой температуре.
- Вода в контуре нагревается, и, циркулируя, повышает эффективность отопления дома.
В устройствах, которые работают на отработке, вместо камеры – резервуар для масла. Оно нагревается, пары попадают в камеру для газов и сгорают, соединяясь с кислородом. Во всём остальном принцип работы котлов, работающих на отработке, тот же самый.
Самодельный пиролизный котёл
Учитывая, что твердотопливный пиролизный котёл стоит достаточно дорого, экономически выгоднее изготовить его своими руками – таким образом финансовые затраты на монтаж системы отопления дома значительно сокращаются. Это достаточно трудоёмкий процесс и для того, чтобы всё сделать самому, нужно обладать необходимыми навыками, потратить много времени, усилий и стараний, но результат того стоит.
Вам понадобятся нижеуказанные инструменты:
- Электросварочный аппарат постоянного тока.
- Электрическая дрель.
- Углошлифовальный станок.
- Болгарка.
Если вы планируете сделать агрегат своими руками, необходимо запастись следующими материалами:
- Листовая четырёхмиллиметровая сталь – 8 м2.
- Стальная трубка диаметром 57 мм со стенкой 3,5 мм – 8 м.
- Огнестойкий кирпич – 15 шт..
- Стальная трубка диаметром 32 мм со стенкой 3,2 мм — 1 м.п..
- Профтрубка 60×30 со стенкой 2 мм – 1,5 м.п..
- Четырёхмиллиметровая сталь шириной 20 мм— 7,5 м.п..
- Профтрубка 80×40 со стенкой 2 мм — 1 м.п..
- Тридцатимиллиметровая сталь толщиной 4 мм — 1,5 м.п..
- Электроды для сварочного аппарата.
- Пятимиллиметровая сталь шириной 80 мм — 1 м.п..
- Отрезные круги диаметром 230 мм.
- Шлифовальные круги диаметром 125 мм.
- Вентилятор для обеспечения принудительной тяги.
- Термодатчик.
Первым этапом, с которого начинается весь процесс, являются чертежи. Проще всего взять готовые чертежи существующих моделей для того, чтобы «не изобретать велосипед».
На схеме 1 показана конструкция агрегата, который вполне можно сделать своими силами.
Здесь показаны следующие элементы:
- A ─ датчик контура;
- B ─ крышка в камеру закладки;
- C ─ дверца зольника;
- D ─ средство для принудительной тяги;
- E ─ муфта для датчика термопредохранителя радиусом полдюйма;
- F ─ аварийное отверстие;
- G ─ магистраль подачи на водяной контур ;
- H ─ подача холодной жидкости;
- K ─ подача нагретой жидкости;
- L ─ обратное направление контура котла KR;
- M ─ расширительный бак и опорожняющее отверстие.
Здесь показан агрегат, работающий на тяге, которая обеспечивается дымососом.
Можно сделать также пиролизный котел на естественной тяге — своими руками это вполне возможно, но эффективность его работы будет несколько ниже.
После того, как готовы все схемы и чертежи, припасены все необходимые материалы, есть в наличии нужные инструменты, можно приступать к выполнению работ.
Инструкция по мерам пожарной безопасности выдвигает следующие требования к агрегатам длительного горения:
- Устройство такого типа должно располагаться обязательно в котельной.
- Расстояние до стен и других предметов должно быть более 20 см.
- Основание под оборудованием должно быть кирпичным или бетонным.
- Обязательно наличие вентиляции.
Заключение
Изготовление своими руками пиролизного котла длительного горения – процесс очень трудоёмкий и кропотливый. От вас потребуется умение владеть сварочным аппаратом, электродрелью, шлифовальным станком, болгаркой.
Необходимо тщательно проштудировать имеющиеся схемы и чертежи и изготовить устройство в полном соответствии с ними.
В случае правильного выполнения всех работ результатом будет серьёзная сумма, которую удастся сэкономить таким образом, и тепло в доме.
openstroi.ru
