Как собрать самодельный пиролизный котёл, используя чертежи и видео инструкцию. Установка пиролизная своими руками

Пиролизная печь своими руками

Суть пиролиза (в переводе с древнегреческого πῦρ — огонь, жар; λύσις — распад, разложение) — есть процесс термического разложения органических и ряда неорганических соединений.В узком понимании это распад органических природных соединений в условиях недостатка кислорода (древесины, нефтепродуктов и прочего).В расширенном широком смысле — это процесс разложения любых соединений на более легкие молекулы, составляющие вещество, либо элементы под воздействием увеличения температуры. К примеру, такой теллуроводород разлагается уже при температуре около нуля град.по Цельсию.

Многие интересуются тем, как с помощью газов можно запустить процесс дожига в печах, чтобы использовать оборудование эффективнее

Пиролизные котлы и печи сегодня особенно активно изучаются не только академическими инженерами, но и самодеятельными исследователями-практиками. Неувядающее желание сделать их своими руками — пожалуй, характеристика нашего времени. Это неудивительно, ведь так хочется сделать максимально эффективным (и по возможности дешевым!) отопительное оборудование длительного горения, максимально улучшить их технические результаты. Говорить об этом можно долго и интересно.Но, как верно сказано, лучше все же один раз увидеть… На видео ниже вы можете своими глазами увидеть, каким образом сравнительно простая пиролизная установка самостийного разработчика перерабатывает различные виды пластика и резины в газоконденсат (так называемую пиролизную жидкость) плюс газ. Последний возможно использовать для сжигания в топке котла, также он подойдет для нагрева реторты, а можно закачивать жидкость в емкости в целях использования в дальнейшем для бытовых нужд. Пиролизная жидкость пускается также на горение в котлах и печках.

Подготовленная к работке установка пиролиза представлена на видео самим автором-разработчиком, который детально заснял процессы непосредственно в действии и, проанализировав технические характеристики и особенности своего детища, откровенно поделился собственными соображениями и выводами по данному вопросу.

<div style="display:block; background:#fff; margin: 1px auto"><center><div id="rtbBlock1"> <div id="yandex_rtb_R-A-5" class="yandex-adaptive classYandexRTB"></div> </div> <script type="text/javascript"> (function(w, n) { if ( rtbW >= 960 ){ var rtbBlockID = "R-A-744026-3"; } else { var rtbBlockID = "R-A-744026-5"; } w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: rtbBlockID, renderTo: "yandex_rtb_R-A-5", async: false, pageNumber: getRTBpageNumber( rtbBlockID ), directSettings: { }, onRender: function(data) { if (data.product == "direct"){ document.getElementById("rtbBlock1").style.textAlign = "center"; } } }, function() { var g = document.createElement("ins"); g.className = "adsbygoogle"; g.style.display = "inline-block"; if (rtbW >= 960){ g.style.width = "580px"; g.style.height = "400px"; g.setAttribute("data-ad-slot", "9935184599"); }else{ g.style.width = "300px"; g.style.height = "600px"; g.setAttribute("data-ad-slot", "9935184599"); } g.setAttribute("data-ad-client", "ca-pub-1812626643144578"); g.setAttribute("data-alternate-ad-url", "/back.html"); document.getElementById("yandex_rtb_R-A-5").appendChild(g); (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); }); }); document.write('<sc'+'ript type="text/javascript" src="//an.yandex.ru/system/context.js"></sc'+'ript>'); })(this, "yandexContextSyncCallbacks");</script></center></div>

Плюс в том, что автор сделал-таки данную установку и запустил ее в дело. Минусов сам разработчик выявил значительно больше. Впрочем, смотрите сами, это чрезвычайно интересно:

Автор этой конструкции поделился своими соображениями. Есть в них здравое зерно, но есть и немало недочетов, на которые разработчику указали оппоненты. Вывод такой: конструкция чисто теоретическая, к практическому функционированию она не готова.

teplolivam.ru

Самодельный пиролизный котёл: чертежи, расчёт, наладка, видео

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

длительная работа на одной загрузке топливника — до 48 часов в мощных моделях, до 18 часов — в бытовых;
доступность и разнообразие потребляемого топлива — пиролизные котлы могут работать также на пеллетах, брикетах, стружке и обрезках досок, а некоторые модели даже на опиле;
котлы имеют компактные размеры, для их установки достаточно небольшого отдельного помещения;
температура дыма на выходе из котла невысока, максимум 200 градусов в режиме растопки, что позволяет использовать недорогой и удобный в сборке металлический сэндвич-дымоход;
дым содержит незначительное количество сажи, не загрязняет атмосферу и кровельное покрытие;
современные модели оснащены автоматическим регулятором тяги, позволяющим установить режим отопления и не тратить время на регулирование режима;
срок использования котла — от 15 лет.

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

сварочный инвертор, электроды;
болгарка с отрезными и шлифовальными кругами;
дрель с набором сверл по металлу;
электролобзик.

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

По приведенному базовому чертежу выполняют рабочий, с размерами, уточненными по таблице и расчету.
Из листов металла и труб болгаркой вырезают заготовки для сборки агрегата. Отверстия для труб и штуцеров выполняют с помощью дрели и электролобзика или плазмореза — второй вариант предпочтительнее, так как позволяет сделать идеально ровный срез.
Сваривают топочную камеру из металла 4-5 мм толщиной. Вваривают перегородку, образующую дымооборот в задней части топки. Между загрузочной камерой и зоной дожига из уголка или стальной полосы делают опору для колосника. Колосник лучше устанавливать чугунный — он прослужит дольше, а при деформации или прогорании можно легко его снять и заменить.

К камере в верхней его части приваривают дымовой патрубок и трубу с заслонкой для подачи воздуха. На выходе предусматривают посадочные места для дымососа.
Выполняют проемы для дверок топочной и зольной камеры из обрезков металла.
Наваривают перемычки, которые будут соединять внутреннюю и внешнюю стенки теплообменника и компенсировать перепады давления. Их можно сделать из стальной полосы. Перемычки должны располагаться вертикально, чтобы не мешать естественной циркуляции теплоносителя.
Постепенно приваривают внешние стенки теплобменника, соединяя их с перемычками. В отверстия на задней стенке котла приваривают штуцера для подачи воды в систему.
Делают из листового металла дверцы. Их выполняют двойными со слоем теплоизоляции — асбестовой тканью. Дверки крепят к котлу на петли или продумывают другой тип крепления.
Топку в зоне дожига футеруют шамотным кирпичом в четверть кирпича на жаропрочный раствор.
К котлу приваривают или крепят на болты регулируемые ножки, позволяющие выставить его строго горизонтально.
Корпус шлифуют, удаляют окалину, после чего своими руками покрывают его жаропрочной краской из баллона.
Устанавливают дымосос между дымовым патрубком и дымоходом, подключают его к сети.
На верхней части котла устанавливают контроллер, а датчик размещают в теплообменнике рядом с выходным штуцером.

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.

gidpopechkam.ru

Пиролизный котел своими руками – стоит ли такое отопление наших сил?

Вы узнали, что соседи установили пиролизный котел своими руками, чем решили проблемы с горячей водой и отоплением? Что ж, это по силам и вам, сейчас разберемся, как это сделать.

Процесс пиролиза для непрофессионалов

Для начала рассмотрим определение пиролиза. Это процесс разложения соединений без достаточного притока воздуха либо при полном его отсутствии. Котлы, работа которых основана на этом явлении, относятся к разновидности твердотопливного оборудования и чаще всего выступают в качестве водогрейных. Их особенность заключается в раздельном сгорании выходящих летучих веществ.

Топливом чаще всего выступают дрова, при этом горит и древесный газ в результате воздействия на него очень высокой температуры и дефицита кислорода. Получается, что дерево разлагается на летучую (газ) и твердую (кокс) фракцию. Как только первая начинает взаимодействовать с кислородом, сразу же возникает процесс горения, способствующий образованию тепловой энергии.

Принцип работы котла

Топка таких котлов состоит из газифицирующего отсека и камеры сгорания. Первый располагается в верхней части, в нем медленно горит и разлагается топливо. Для него характерно отсутствие кислорода. Все выделившиеся газы попадают в нижнюю часть, куда и подается воздух. В результате получается двойное дутье. Пространство между камерами разделено колосниками, на которых располагают дрова. Первичный же воздух подается сверху вниз. Так достигается характерное для подобных конструкций верхнее дутье.

Из-за повышенного аэродинамического давления топки тяга преимущественно имеет принудительный характер. Причем лучше отдавать предпочтение дымососам, чем дутьевым вентиляторам. Правда, очень часто в описаниях конструкции можно встретить именно понятие «вентилятор».

Теперь пришло время рассмотреть подробнее, как работает подобная установка. Кладем твердое топливо на колосники в верхней камере. Затем поджигаем их и закрываем герметично дверцу, в это время включается дымосос. Со временем кислорода в топке становится все меньше и получается его дефицит. Температура же внутри может превышать 800 градусов. Сочетание этих процессов приводит к обугливанию древесины с выделением газа. Собственно говоря, происходит пиролиз.

Далее смесь газов (угарный, водород, азот и углеводород) попадает в нижнюю часть топки. Туда же поступает под давлением и вторичный воздух. Взаимодействие всех вышеперечисленных газов приводит к процессу горения. Образовавшееся в результате тепло делится на две части. Одна поступает к колоснику и поддерживает пиролиз, а вторая расходуется на нагрев самого котла.

Достоинства и недостатки пиролизного оборудования

Мы уже рассмотрели конструкционные особенности и принцип работы пиролизного котла, теперь изучим все его достоинства и недостатки такого отопления для дома. Начнем с положительных сторон. Во-первых, появляется возможность регулирования процесса горения. Достигается оно за счет подачи первичного воздуха. Например, на одной закладке дров вы можете отапливать дом от 12 часов до нескольких суток. Во-вторых, экономичность, так как в подобных котлах топливный материал сгорает полностью. Кроме того, эти котлы в принципе считаются до 15% более экономными, чем традиционное твердотопливное оборудование.

В-третьих, опять-таки из-за полной утилизации дров оборудование не нуждается в слишком частой очистке. В-четвертых, благодаря автоматической оснастке управлять им достаточно просто. Вы можете контролировать процесс горения и тем самым повысить либо снизить эффективность. В-пятых, подобное оборудование обладает высокими показателями пожаро- и взрывобезопасности. И последнее, по сравнению с иными твердотопливными аналогами пиролизные установки более безопасные в экологическом плане, так как выброс вредных веществ сведен к минимуму.

Однако при таком большом количестве плюсов есть и некоторые недостатки. Остановимся и на них. Прежде всего смутить может стоимость подобного оборудования, ведь она значительно превышает цену иных систем отопления. Решить эту проблему вполне реально, если собрать пиролизный котел своими руками. Еще одним минусом подобных систем оказывается их зависимость от электроэнергии, ведь и дымосос, и электроника нуждаются в постоянном питании.

Кроме того, необходимо следить за состоянием топливного материала. Если дрова будут недостаточно сухими, то подобное самым негативным образом отразится на работоспособности котла и значительно снизит его мощность. И последний нюанс: полностью автоматизировать процесс не получится. Как ни крути, ведь следить за наличием топлива и вовремя подавать его придется вам самим.

Беремся за дело – как сделать свою установку?

Если вы не желаете переплачивать, но в то же время хотите пользоваться столь привлекательным оборудованием, то можно сделать его самостоятельно.

Как сделать установку пиролизного котла - пошаговая схема

Шаг 1: Подготовка инструмента

Нам понадобится электрический сварочный аппарат, шлифовальная машинка и дрель. Из расходных материалов следует приобрести 5 пачек электродов, 10 отрезных и 5 шлифовальных кругов. Из материала следует найти почти 8 квадратов 4-миллиметрового листового металла. Хотя если желаете немного сэкономить, для корпуса можно использовать и трехмиллиметровые листы, а вот к внутренним деталям предъявляются более серьезные требования, и сэкономить на толщине металла не получится.

Еще надо три трубы – одна диаметром 32 мм и длиной в 1 метр, вторая 57 мм (8 м) и третья 159 мм (0,5 м) – полтора десятка огнеупорного кирпича, профтрубы с толщиной стенок 2 мм и сечением 60х30 (1,5 м), 80х40 (1 м), четырехмиллиметровые стальные полосы шириной в 20 и 30 мм и длиной в 7,5 и 1,5 м соответственно. Один метр 5-миллиметровой полосы шириной в 80 мм. Еще не обойтись без температурного датчика и дымохода.

Если же вы желаете пойти по облегченному варианту, то в качестве корпуса можно использовать металлическую бочку объемом 200 литров. Еще вам понадобится крышка с бортиками, которая будет герметично закрывать емкость, массивный поршень сечением чуть меньше внутреннего диаметра бочки и металлическая труба высотой приблизительно на 20 см больше нашего корпуса и сечением 10 см. И последнее – дымоход, он также представляет собой полую трубу с внутренним диаметром 10 см, только его длина должна превышать высоту емкости минимум на 40 см.

Шаг 2: Подбор рабочей схемы

Как уже упоминалось, найти подробную схему котла можно в интернете, правда, если вы инженер-теплотехник, то вполне реально разработать ее самостоятельно. Мы же сейчас рассмотрим основные элементы. Такое отопительное оборудование состоит из корпуса, в котором располагаются дверца загрузки и крышка зольника. Еще не забудьте про контроллер контура и патрубок для аварийной линии. В защитный теплообменник необходимо обеспечить подвод холодной и горячей воды. Также следует собрать патрубок опорожнения с расширительным бачком и обеспечить обратную магистраль контура.

Собрать самодельный пиролизный котел из второго комплекта расходных материалов (с участием бочки) намного проще, правда, значительно уступать будут и его параметры. Все зависит от поставленных целей, например, для утилизации древесных отходов он станет незаменим. В верхней части бочки делается отверстие и вваривается труба-дымоход. Второй же полый элемент приваривается к центру поршня, при этом в крышке следует вырезать отверстие, чтобы обеспечить выход краю воздуховодной трубы.

В верхней части воздуховода устанавливается заслонка, с ее помощью можно регулировать количество поступаемого воздуха, а следовательно, и процесс горения. На поршне не помешают и дополнительные ребра, так получится лучше утрамбовать горючую смесь. Эксплуатация подобного оборудования очень проста, нужно всего-то засыпать топливный материал на дно бочки, поджечь его и закрыть емкость крышкой с поршнем, который будет плавно двигаться вниз под собственным весом.

Очень важно определить КПД оборудования, причем делать это следует еще на этапе пробного запуска при максимальной мощности. Достаточно обратить внимание на дым. Он не должен иметь неприятного запаха.

Шаг 3: Установка

Любое отопительное оборудование нуждается еще и в правильной установке. При этом следует отметить, что с технической стороны все достаточно просто, нужно всего-то придерживаться выбранной схемы, а вот несоблюдение техники безопасности повлечет за собой весьма серьезные последствия, вплоть до угрозы жизни. Итак, размещаться подобный котел отопления должен только в специальном нежилом помещении, особое требование предъявляется и к основе, на которой он будет стоять. Лучше всего подойдет бетон либо кирпич. Обязательно установите перед топкой толстостенный лист металла.

Желательно, чтобы в котельной не было посторонних предметов, но если таковые там находятся, то выбирайте безопасное расстояние от них до котла – более 20 см. Позаботьтесь о мощной вентиляции. Если желаете продлить жизнь оборудованию, то утеплите дымоход. В противном случае в нем образуется конденсат, который самым негативным образом скажется на работоспособности отопительного устройства.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

remoskop.ru

Пиролиз своими руками

Как отопить дачу либо небольшой садовый домик зимой? Установка системы газового отопления зачастую невозможна, да и просто не имеет смысла, поскольку она будет использоваться очень редко. А стоимость отопления электричеством доступна не каждому, причем, учитывая частые перебои с поставками электроэнергии в малых населенных пунктах, этот вид отопления является крайне ненадежным.

Остается отопление дровами — самый старый и экономный способ отопления помещения, использующийся еще нашими предками. Однако, топление дровами можно серьезно усовершенствовать, увеличив время горения топлива и уменьшив его расход, причем сделать это можно своими руками.

Как же добиться более длительного горения дерева в топке? Ответ на этот вопрос, на первый взгляд очевиден. Необходимо перекрыть дымоход, закрыть поддувало и загрузить в печную топку максимально возможный объем топлива. Дефицит кислорода приведет к началу процесса пиролиза древесины, и при минимальном горении начнет выделяться достаточно большое количество тепла.

Однако, не все так просто, поскольку конструкция обыкновенного котла не позволяет полученному пиролизному газу полностью сгорать в топке. Котел начнет сильно дымить и образовывать много сажи. И естественно, что КПД от такой работы котла будет крайне низкий. Однако, данную проблему можно решить путем создания второй камеры сгорания, в которую через форсунку будет подаваться образованный в результате пиролиза газ и дополнительный воздух. Благодаря сгоранию продуктов распада топлива в данной камере можно получить дополнительное тепло, используемое для обогрева помещения.

Каким образом работают пиролизные котлы, и в чем заключаются их преимущества и недостатки

В первую камеру твердотопливного пиролизного котла закладываются дрова. После разжигания дров в котле перекрывается свободный доступ воздуха. Затем при температуре топке в диапазоне от 200 до 800 градусов начинает происходить процесс пиролиза древесины.

Выделяемый пиролизный газ вместе с летучими частичками сажи подается во вторую камеру сгорания, в которую осуществляется дополнительный приток кислорода, где он полностью сжигается. В подобных котлах рекомендуют использовать топливо с влажностью менее 20%. Теплоносителем в пиролизном котле могут быть воздух или вода, которые подаются в обогреваемое помещение.

Плюсы пиролизных котлов следующие:

Твердотопливные пиролизные котлы лишены такого существенного недостатка обычного дровяного отопления, как необходимость подкладывания дров каждые два-три часа. Временной промежуток между закладками топлива в подобных котлах может достигать нескольких суток.
Поскольку в результате пиролиза сгорают практически все вещества, владельцы пиролизных котлов избавлены от необходимости периодической очистки топки и дымохода от копоти и сажи. Обращаться с таким котлом просто и удобно.
КПД пиролизных котлов может достигать достигает 90%. Причем экономия топлива в сравнении с обычными дровяными котлами обычно составляет более 40%. Еще одним огромным преимуществом таких котлов является наличие возможности регулировки мощности котла.
Содержание угарного газа в отработанных газах довольно низко, и составляет менее 500 мг на кубический метр. Поэтому такие котлы широко применяются в странах Евросоюза.
1.Поскольку такие котлы обладают высоким сопротивлением движению газов, естественной тяги дымохода для подачи воздуха во вторую камеру недостаточно. Поэтому конструкция подобных котлов требует применения вентилятора для нагнетания в камеру сгорания пиролизного газа кислорода. А применение вентилятора пиролизные котлы на твердом топливе зависимыми от электричества. Поэтому такой котел не будет функционировать без электроэнергии.
2.Также одним из серьезных недостатков этих котлов является их высокая стоимость. Однако это вряд ли можно считать серьезным недостатком, поскольку пиролизный котел можно сделать и своими руками.

Однако, все мы знаем, что ничего идеального не бывает. У пиролизных котлов есть и свои недостатки:

Как сделать пиролизный котел своими руками.

Конструкции пиролизных котлов бывают двух типов:

котлы с нижним дутьем
котлы с верхним дутьем

Во всех пиролизных котлах с нижним дутьем применяется традиционная топка, в которой в области горения искусственно создается дефицит кислорода. Полученные в результате пиролиза газы продуваются через толщу топлива и попадают в верхнюю часть пиролизного котла, где находится труба подвода вторичного воздуха к факелу горения. Пиролизный котел подобной конструкции достаточно легко можно изготовить на базе обычного твердотопливного котла своими руками. Для этого необходимо провести через стенку топки в ее верхней части металлическую трубу, а затем подключить к ней пылесос, работающий в режиме нагнетания или электрический насос. Также необходимо ограничить и приток воздуха, поступающий через поддувало.

Для изготовления своими руками котла с верхним дутьем также можно использовать традиционный твердотопливный котел. В данном случае воздух в область тления топлива подходит сверху, поэтому пиролизные газы продуваются через дрова в нижнюю камеру, к которой необходимо подвести вторичную подачу воздуха.

Котлы данного типа несколько более сложные в плане реализаци, однако они имеют более высокий КПД за счет того, что теплота, образующаяся при сжигании пиролизных газов, частично расходуется на сам процесс пиролиза топлива, которое располагается непосредственно над факелом, ускоряя данный процесс. Дымоход в данном случае подключается не к верхней, а к нижней камере.

Комментарии к статье
Вконтакте

ztbo.ru

Самодельный пиролизный котел своими руками: конструкция и расчет

Поскольку котлы, работающие на твердом топливе, стали пользоваться повышенным спросом, их стоимость начала возрастать. Это касается как классических простых агрегатов, так и пиролизных и пеллетных установок. Один из вариантов уменьшения стоимости – заказывать у мастеров либо самостоятельно изготовить пиролизный котел своими руками.

Чертеж пиролизного котла

Исходные данные для вычислений

Существенное понижение цены самодельного агрегата достигается за счет правильного подбора и закупки материалов и комплектующих. Это можно осуществить как с помощью опытного мастера, так и самостоятельно, имея в своем распоряжении чертеж пиролизного котла. По нему определяется количество и номенклатура материалов с таким расчетом, чтобы не покупать их с большим запасом. Дополнительно сэкономить средства позволяет и самостоятельное выполнение работ, единственное условие – умение производить заготовительные и сварочные работы на высоком уровне. Водяная рубашка установки представляет собой сосуд, работающий под давлением, поэтому качество сварных швов должно быть высоким.

Перед тем как сделать пиролизный котел, нужно выяснить, какими должны быть его параметры. Главный из них – тепловая мощность, необходимая для отопления дома. Ее можно высчитать по общей площади всех этажей здания по принципу: на каждые 10 м2 потребно 1 кВт тепловой энергии. Полученное значение умножается на коэффициент запаса, согласно нормативной документации он составляет 1.2. В реальной жизни лучше принимать коэффициент не менее 1.5, поскольку дрова разных пород имеет различную теплоту сгорания.

Пиролизные установки работают по одному принципу: газы, выделяющиеся из древесины при горении в топке, дожигаются во вторичной камере. А вот компоновка камер и расположение прочих элементов конструкции может быть разным, примеры конструктивных схем можно увидеть на рисунке.

Схема пиролизного котла

Конструктивные особенности

Чаще всего конструкция пиролизного котла, сделанного своими руками, предполагает устройство верхней топки, под которой находится вторичная камера. Такая компоновка наиболее проста в изготовлении и хорошо зарекомендовала себя на практике. Топка и камера сжигания газов облицованы изнутри огнеупорным кирпичом. Воздух подается принудительно вентилятором – нагнетателем через специальные отверстия, между камерами выполнен щелевидный проем, называемый рабочей форсункой. Габаритные размеры проема определяются мощностью установки.

Пиролизный газогенератор

Факел пламени из форсунки нагревает днище камеры, под которым находится водяная рубашка. Нагретая вода поднимается и омывает дымогарные трубы теплообменника, по которым уходят продукты сгорания. Таким образом, схема пиролизного котла данной конструкции предусматривает двойной подогрев теплоносителя.

Для розжига дров в задней стенке топки устанавливается клапан прямой тяги, открываемый вручную с помощью рукоятки, вынесенной наружу корпуса. После того как топливо разгорелось, заслонку клапана закрывают, включают нагнетатель, и установка переходит в рабочий режим. Чтобы вся система работала устойчиво и эффективно, вначале потребуется сделать расчет пиролизного котла. Исходить надо из потребной тепловой мощности агрегата.

Читайте также полезную статью про принцип работы пиролизного котла.

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.

Как установить пиролизные котлы своими руками

В условиях постоянного удорожания энергоносителей, приходится уделять серьёзное внимание выбору отопительных котлов и других устройств, обеспечивающих выработку достаточного количества тепловой энергии с минимальными потерями. Среди используемых источников энергии можно выделить газ, электричество, жидкое и твёрдое топливо.

Чаще всего используются устройства, работающие на газу, однако последнее время пользователи обращают пристальное внимание на пиролизные котлы отопления, или газогенераторные котлы. Основной особенностью этих устройств является высокая эффективность, к тому же можно легко установить пиролизные котлы своими руками. Для этого не обязательно привлекать специалистов, достаточно ознакомиться с основными рекомендациями и тщательно изучить одну из предлагаемых схем подключения.

Устройство и принцип действия пиролизных котлов

Пиролизный котёл промышленного производства

В основе работы газогенераторных котлов лежит принцип пиролиза, который заключается в том, что под воздействием высокой температуры при ограниченном доступе кислорода происходит разложение топлива на пиролизный газ и твёрдый остаток топлива. В основной камере происходит тление твёрдого топлива при температуре, достигающей 800 градусов. В результате этого выделяется тепло, необходимое для нагрева теплоносителя. Однако если в устройствах, имеющих традиционную конструкцию, выделяемый в результате горения газ, сразу удаляется через дымоход, в данных устройствах он смешивается с кислородом, который подаётся принудительно и догорает во второй камере. Здесь же происходит дополнительный нагрев воды, выполняющей чаще всего роль основного теплоносителя.

Учитывая высокую стоимость теплоноситель, приходится обращать внимание на альтернативные источники энергии. К таким устройствам можно отнести пиролизные котлы, которые помимо традиционной древесины и угля могут использовать различные виды твёрдого топлива, которые являются недорогими и доступными.

По сравнению с котлами, работающими по традиционной схеме, газогенераторные котлы имеют целый ряд преимуществ, среди которых можно выделить следующее:

Высокий КПД, а в некоторых устройствах данного типа этот показатель превышает 80%, в то время как в других устройствах это обычно 60-70% и даже меньше.
Минимальное количество вредных отходов, чему способствует взаимодействие пиролизного газа и активного углерода, что на треть сокращает выброс в атмосферу вредного углекислого газа.
Универсальность пиролизных котлов, которая заключается в возможности использования различных видов твёрдого топлива, среди которых древесина, древесные пеллеты и даже опилки.
Лёгкое обслуживание, заключающееся в том, что загрузка топлива во многие газогенераторные котлы происходит не чаще 1 раза в сутки.
Доступная цена – учитывая тот факт, что эффективность котлов, работающих на основе пиролиза, гораздо выше даже традиционных газовых котлов, а стоимость отходов производства деревообрабатывающих предприятий и вовсе незначительна, можно отметить, что использование пиролизных котлов способно приносить ощутимый экономический эффект.
Минимальное количество твёрдых отходов горения – золы и сажи, что облегчает обслуживание котлов.

Несмотря на это стоит отметить, что при работе пиролизных котлов следует учитывать, что не любое топливо подходит для их работы. В частности, чаще всего для работы котлов пиролизного типа, используемых для обогрева дома, используется древесина. Однако не любая древесина будет одинаково пригодной. Суть процесса пиролиза заключается в том, чтобы выделялось как можно больше горючих летучих веществ, а это возможно только в том случае, если влажность древесины имеет небольшие значения – не более 20%. В противном случае эффект пиролиза достигнут не будет и эффективность такого котла будет гораздо ниже. Кроме этого, пиролизные котлы, изготавливаемые промышленным способом, напрямую зависят от электроэнергии, необходимой для организации подачи воздуха. В случаях отключения последней, они могут в лучшем случае работать только на поддержание температуры, нисколько не обогревая помещение.

Можно ли сделать пиролизный котёл самостоятельно

Пиролизный котёл, изготовленный в домашних условиях

Многие считают, что подключение и настройка такого сложного устройства как пиролизный котёл представляет собой сложный процесс, который смогут произвести только специалисты. Однако, как часто показывает практика, установка такого котла производится намного легче, чем газового котла отопления. Кроме того, что существует традиционная схема подключения пиролизного котла, произведённого серийно, существуют различные схемы, позволяющие не только самостоятельно подключить, но и изготовить газогенераторный котёл своими руками.

Прежде чем покупать пиролизный котёл промышленного производства и привлекать к его подключению специалистов, услуги которых стоят не дёшево, стоит просчитать предстоящие расходы. Как правило, устройство отопительного котла своими силами обойдётся на половину дешевле, не говоря уже о тех случаях, когда вы сможете изготовить такой котёл самостоятельно. Сейчас можно найти готовые чертежи пиролизного котла, а можно, проявив некоторую фантазию, изготовить схему котла самостоятельно. Кстати, некоторые устройства, разработанные домашними умельцами, значительно превосходят те модели, которые собираются в условиях производства.

В частности, стоит отметить котлы Blago, разработчиком которых является Ю.П.Благодаров. Основным достижением конструктора стал главный упор на обеспечение естественной тяги, что обеспечивает более длительное горение и максимальный экономический эффект – КПД таких котлов гораздо выше даже самых эффективных котлов, изготавливаемых промышленным способом. Этому же способствуют и некоторые конструктивные элементы (перемычки), позволяющие сохранять тепло.

Схемы подключения пиролизных котлов

Существует большое количество схем подключения пиролизных котлов, среди которых можно выделить простые системы, а также системы, предусматривающие наличие специальных аккумулирующих ёмкостей, которые в экстренном случае способны обогревать помещение на протяжении двух суток. Таких схем не менее сорока, но неизменными всегда являются, помимо самого котла, элементы обвязки котла. К их выбору надо подходить крайне серьёзно.

Для того чтобы обеспечить эффективную работу котла важно правильно подобрать трубы, фитинги, фильтры, отводы и обратные клапаны, представляющие особый интерес в плане безопасности. Немалое значение имеет выбор циркуляционного насоса и бака-расширителя. Что касается насоса, то стоит обратить внимание на устройства немецкого производства. Они стоят несколько дороже, но являются более долговечными и имеют лучшие показатели относительно производительности.

Когда все элементы системы отопления подобраны, можно приступать к монтажу котла по одной из имеющихся схем. Можно для этого привлечь специалистов, но гораздо дешевле выполнить все работы самостоятельно, ведь стоимость монтажных работ часто превышает стоимость котла и элементов обвязки котла вместе взятых. Однако стоит отметить, что для этого надо иметь определённые навыки, и не стоит забывать о той степени опасности, которую таят в себе котлы отопления, даже такие безопасные, как газогенераторные котлы.

79w.ru

Как сделать пиролизную печь своими руками, чертежи. Установка пиролизная своими руками