Для создания пиролизного котла, работающего эффективно и безотказно, следует разобраться с процессами, происходящими в этом устройстве.
Пиролизом называется процесс разложения сложных веществ при воздействии высоких температур без привлечения дополнительных реагентов. Если упростить, то под воздействием нагрева происходит расщепление молекул на простые составляющие с меньшей массой. То есть при горении органического топлива в топке вещества, полученные в ходе пиролиза, сгорают легче, полнее, отдавая при этом большее количество тепла.
Принцип работы пиролизного котла
Пиролиз в чистом виде подразумевает разложение порции топлива при отсутствии доступа воздуха, который происходит в реторте. Газы, получаемые в процессе пиролиза, поступают в накопитель-ресивер и в зависимости от потребности используются. Такой принцип действия применялся в пиролизных установках, применяемых в автомобилях в период Второй мировой войны. При этом реторта нагревалась от тепла выхлопных газов.
Применение пиролиза в чистом виде имеет не высокий КПД, вследствие осаждения части горючих компонентов при остывании пиролизного газа. Эти составляющие способны поддерживать горение, но использование их в карбюраторе не представляется возможным. Также перед поездкой необходим нагрев реторты от внешнего источника тепла, а при движении следовало поддерживать давление в ней, чтобы было возможно тронуться при остановке.
Пиролизный котел
В связи с тем, что дефицита твердого топлива не было ранее, и нет сейчас, конструкция автомобильных агрегатов основывалась на газогенерации. Этот процесс происходил следующим образом: после загрузки деревянных чурок происходил их розжиг, а затем медленное тление. Источником необходимой для пиролиза температуры было частично само топливо, а пиролизные газы направлялись непосредственно в карбюратор. Во время стоянки их стравливали в воздух. Преимуществом использования принципа газогенерации в подобных установках является наличие возможности топить при движении, используя при этом любое твердое топливо.
Абсолютно все современное пиролизное котельное оборудование является газогенераторным, что дает возможность иметь КПД на уровне 65-70%. При этом нет никакой ошибки в названии, так как свыше 90% энергии получается при пиролизном сгорании газов. По сути, пиролиз и газогенерация являются синонимами, обозначающими один и тот же процесс.
На заметку: принято считать котел пиролизным в случае наличия длительного процесса горения в нем твердого топлива. В них основное количество тепловой энергии вырабатывается при протекании процесса пиролиза. Масляные устройства длительного горения производят более 50% энергии за счет пиролиза легких фракций, а тяжелые при этом оседают в виде шлама. Таким образом, печи, работающие на масле называть пиролизными можно при очень большом допущении.
Печники выражаются на собственном языке, который, порой, не понятен остальным людям. Так, хайло не является бранным словом, а представляет собой устье топки, сооруженное по определенной конструкции. Боров представляет собой горизонтальная часть дымохода, шибер – это заслонка, которая необходима для регуляции воздушных потоков и дыма. В случае пиролизного котла газоход и дымоход являются различными понятиями. В первом из них не происходит никаких процессов, а во втором продолжают происходить термохимические реакции.
Пиролизный котел в разрезе
Все котлы, работающие по принципу пиролиза, функционируют одинаково:
Пиролизный котел
На заметку: если производить отбор тепловой энергии в процессе стадий работы аппарата, когда происходит газификация, сгорание и догорание, то существенно снижается КПД теплотехнического устройства. В ходе процесса, осуществляемого таким образом, имеет место образование газов, которые не только вредны, но и опасны. Количества тепла, циркулирующего в пиролизном котле, значительно больше, чем требуется для самоподдержания процесса. Поэтому проектирование пиролизных котлов для исполнения своими руками должно происходить с пониманием процессов, происходящих в нем, чтобы не создать не только неэффективное, но и опасное устройство.
На этом этапе нужно, чтобы шибер находился в открытом состоянии. Продукты горения движутся непосредственно в дымоход
Устройство работает при закрытой заслонке, обеспечивая, таким образом, протекание процесс пиролиза. Создание тяги в газоходе достигается принудительным образом или естественным путем.
В этот момент шибер закрыт, но тяга в газоходе еще присутствует на протяжении некоторого времени. Процесс пиролиза не заканчивается. Догрузка топлива должна осуществляться как можно быстро, так как в противном случае оно может просто сгореть.
Принцип работы
К преимуществам пиролизных котлов относят:
Пиролизные котлы, применяемые в быту, являются требовательными агрегатами:
Пиролиз
Конструкция пиролизного котла предусматривает наличие двух камер сгорания. Такая особенность устройства позволяет максимально полно использовать эффект пиролиза.
Первая камера служит для загрузки топлива и его пиролиза. В ней идут процессы разложения органических соединений, в результате чего образуется зола и пиролизные газы, которые перемещаются во вторую камеру.
Камеры между собой разделяются при помощи колосника.
Кроме этого, характерной особенностью пиролизного котла является создание верхнего дутья. В связи с тем, что процессы в топке сопровождаются повышенным аэродинамическим сопротивлением, возникает необходимость в организации принудительной тяги. Для этой цели применяются дымососы или вентиляторы.
Высокий уровень пожароопасности этого теплотехнического агрегата подразумевает выполнения ряда требований при монтаже пиролизного котла:
Пиролизный котел
Рост популярности пиролизных котлов обусловлен рядом преимуществ этого отопительного прибора, одним из которых, помимо всего прочего, является независимость от снабжения жилища газом. Высокая стоимость заводских экземпляров техники дало толчок к изготовлению пиролизных котлов своими силами.
Перед сборкой пиролизного котла необходимо определиться с типом устройства, его конструктивными особенностями и подобрать подходящий типовой проект конструкции.
Для создания пиролизного котла потребуются:
Минимальный набор инструментов для сборочных работ состоит из:
Для определения точного количества материалов для пиролизного котла необходимо воспользоваться чертежами, которые можно найти в справочной литературе. Не имеет смысла самостоятельно создавать конструкцию устройства, достаточно подобрать наиболее подходящую из уже имеющихся. В схеме пиролизного котла должны быть обозначены: топка, теплообменник и организация подачи воды.
Схема сборки
Специалисты считают, что изготовление пиролизных котлов малой мощности нецелесообразно. Поэтому в домах с небольшой площадью при отсутствии возможности электрического или газового отопления, подходящим вариантом является сооружение пиролизной печи. Принцип работы такого устройства подобен тому, что используется в котлах при сгорании твердого топлива.
Сооружение классического варианта печи из кирпича, оборудованной водяным контуром является хорошим техническим решением проблемы организации отопления. Подобная конструкция объединяет преимущества двух агрегатов: традиционной печи и котла длительного горения.
Пиролизная печь
В регионах, где единственным доступным источником тепла являются уголь и дрова, долгое время самым распространённым видом отопительного оборудования были твердотопливные котлы. Тот, кто когда-либо жил в доме с таким отоплением, знает насколько это неудобно. Конечно, всегда можно установить электрический нагревательный прибор, но отапливать здание при помощи электроэнергии достаточно дорого. К счастью, в последние годы появились пиролизные котлы, которые работают на дровах или прессованных топливных брикетах. В качестве «пищи» для такого агрегата подойдут и всевозможные отходы кусковой древесины. Стоимость этого оборудования достаточно высока, но ведь можно изготовить пиролизный котел своими руками. Таким образом, вы не только существенно сэкономите, но и получите устройство с необходимыми вам характеристиками.
Принцип работы такого котла основан на пиролизном сжигании топлива. Этот процесс нередко называют сухой перегонкой. Дело в том, что при температуре 200–800°С в условиях некоторого недостатка кислорода сухое дерево разлагается на твердый остаток или древесный кокс и пиролизный газ. Затем полученный газ смешивается с кислородом, что при достаточно высокой температуре активизирует процесс горения.
При этом пиролизный газ взаимодействует с углеродом, в результате чего дым, выходящий из котла, практически не содержит вредных химических соединений. Твердая часть древесины тоже сгорает, выделяя определенное количество тепловой энергии. Необходимо отметить, что процесс пиролиза является экзотермическим, то есть сопровождается выделением тепла, которое расходуется на подогрев и дополнительную просушку подаваемоготоплива и воздуха.
Итак, достоинства:
Но все бы ничего, если бы не было и недостатков:
Основной конструктивной особенностью этого вида отопительного оборудования является наличие двух камер сгорания. Это необходимо для качественного использования процесса пиролиза.
Схема устройства самого обычного «ненавороченного» варианта (клик для увеличения)
Первая камера или камера загрузки предназначена именно для пиролиза топлива. Процесс возможен только принизком содержании кислорода. Именно здесь дрова разделяются на сухой остаток и газы. Далее газы попадают во вторую камеру, куда принудительно подается вторичный воздух, что способствует улучшению процесса горения.
Камеры разделены колосником, на который уложены брикеты. Еще одной технологической особенностью такого котла является верхнее дутьё. Из-за повышенного аэродинамического сопротивления в топке в приборах обычно применяется принудительная тяга. Она может быть реализована за счет дымососа или дутьевого вентилятора.
Процесс самостоятельного изготовления пиролизного котла нельзя назвать ни простым, ни очень дешевым. Так что прежде чем приниматься за работу стоит внимательно изучить всю доступную информацию и честно оценить собственные навыки и силы. Но если вы все же решитесь на это непростое дело, сэкономить можно до 2000 у. е.
Вот собственно и все. Конечно, в процессе работы может выясниться, что не хватает каких-то мелочей, но это существенно не повлияет ни на цену котла, ни на скорость его изготовления.
Безусловно, прежде чем приступить к самостоятельной сборке такого серьезного оборудования как отопительный котел, любому мастеру необходимо составить детальную схему будущего агрегата. Не стоит делать этого «с нуля» (если вы не инженер-теплотехник с большим опытом работы), лучше взять готовую схему и немного изменить ее в зависимости от ваших требований. Принципиальную схему достаточно легко отыскать в сети. Вот одна из них.
Пример чертежа пиролизного котла на 40кВт
A – контроллер контура котла; B – дверца загрузки; C – крышка зольника; D — дымосос; E – муфта для датчика температурного предохранителя радиусом ½ дюйма; F – патрубок для аварийной линии (при помощи тройника в подающей магистрали необходимо установить предохранительный клапан, который входит в комплект группы безопасности); G – подающая магистраль контура котла KV; H – подвод холодной воды в защитный теплообменник R 3/4; K – подвод горячей воды в защитный теплообменник R 3/4; L – обратная магистраль контура котла KR; M – расширительный бак и патрубок опорожнения.
Готовый корпус пиролизного котла изнутри (пояснения красным шрифтом)
Это схема пиролизного котла Беляева, мощностью 40 кВт. Безусловно, при наличии некоторых инженерных навыков вы можете несколько изменить его конструкцию, но делать это необходимо так, чтобы размер внутренней камеры остался прежним или изменился незначительно.
Важно! Во время пробного запуска самодельного пиролизного котла важно определить его КПД. Проще всего сделать это по состоянию дыма, идущего из трубы. Если дым не имеет запаха угарного газа – КПД вашего котла достаточно высок. Производить проверку необходимо на всем диапазоне рабочих мощностей.
Многие пиролизные котлы предусматривают использование в качестве теплоносителя не воды, а воздуха. В этом случае подача горячего воздуха ведется по трубам, а обратный приток – самотеком по полу. Такой выбор имеет ряд преимуществ. Особенно удобна подобная система отопления в загородных домах, где хозяева бываю только «наездами». Это обусловлено отсутствием риска «размораживания» системы. Да и обеспечивать герметичность труб не нужно.
Когда котел готов, важно правильно установить его. И речь здесь пойдет не столько о технической стороне вопроса, сколько о правилах противопожарной безопасности. Несоблюдение этих правил повлечет за собой не только значительные штрафы, но и поставит под угрозу здоровье или даже жизнь вашей семьи.
Важно! Утеплите дымоход фольгированной минеральной ватой. Дело в том, что охлаждение газов в стволе дымохода приведет к образованию на его стенках конденсата и дегтя, что отрицательно повлияет на его сохранность.
Многие умельцы утверждают, что изготовление такого котла мощностью менее 15 кВт не имеет смысла. А как же быть владельцам маленьких дачных домиков, площадь которых не предусматривает более мощного отопительного оборудования? Возможно, стоит обратить внимание на пиролизную печь. Она во многом напоминаетпиролизный котел — принцип работы такой печи основан на тех же свойствах горения древесины.
Внутренности пиролизной печи (клик для увеличения)
Для изготовления такой печи вам понадобится:
Из этих материалов у вас получится печь, мощностью до 25 кВт. Ее будет вполне достаточно для отопления дачного домика, площадью около 60 м2. Если даже этой мощности для вас много, достаточно уменьшить габариты печи.
Основной причиной отказа большинства жителей городов и сел от дровяных котлов в пользу газового отопления является длительный период автономной работы последнего. В погоне за удобством мы порой теряем нечто важное, на что долго не обращаем внимания. Тот, кто жил в доме с дровяным отоплением никогда не забудет особого тепла, исходящего от печки, и потрескивания поленьев. Такие мелочи особенно актуальны на даче, куда большинство из нас приезжает в поисках покоя, уединения и общения с природой.
Отсутствие в доме топки для угля или электроэнергии всегда можно компенсировать при помощи натурального природного топлива - дров. Более того, этот ресурс будет ощутимо более дешевым по сравнению с дорогостоящим природным газом. Именно поэтому многие хозяева сегодня отказываются от современных способов отопления и ищут альтернативные тепловые источники. В этих случаях на помощь может прийти такая конструкция, как пиролизный котел. Своими руками изготовить подобное оборудование вполне реально, но для начала следует более подробно рассмотреть, что собой представляет это устройство и как оно работает.
Принцип пиролизного котла состоит в тепловом разложении веществ, имеющих сложный химический состав, при этом не вступающих в соединения с какими-либо иными реагентами. Это значит, что происходит расщепление молекул конкретного элемента на более легкие и элементарные части. Именно такое явление и именуется пиролизом.
Такая схема является широко применимой в тех частных домах, где нет стационарного отопления. Стоит отметить, что чистый пиролиз отличается тем, что распад топлива на элементы проходит без доступа кислорода в особом сосуде, а затем полученные газы поступают в накопитель и при необходимости используются.
Большим преимуществом таких установок является то, что добавлять материалы для горения можно прямо в процессе работы устройства. Кроме того, это оборудование способно функционировать на любом твердом топливе и поддерживать желаемую температуру на протяжении довольно долгого промежутка времени.
В таких аппаратах топка состоит из двух частей. Первая представляет собой камеру загрузки - здесь при малом объеме кислорода топливо горит и пиролизуется, а все выделенные в процессе газы догорают уже во второй части устройства, именуемой камерой сгорания. Туда попадает уже вторичный воздух, а отвод тепла является очень незначительным.
Пиролизный котел отличается еще и тем, что разделение двух его частей выполнено при помощи колосника, покрытого брикетами. Попадающий внутрь воздух проходит сквозь дерево сверху вниз, и именно такое свойство отличает это оборудование от других бытовых нагревательных приборов.
Подобные котлы имеют высокое сопротивление аэродинамики, что делает необходимым наличие принудительной тяги, которая иногда осуществляется и с помощью специального дымососа, а не стандартного в таких случаях вентилятора.
Как известно, котлы пиролизного горения работают по принципу, согласно которому древесина разлагается под воздействием высокой температуры, превращаясь в итоге в уголь (твердый остаток) и летучую смесь.
Вследствие процесса, происходящего в загрузочной камере, происходит выделение генераторного газа, который, проходя через сопло котла, взаимодействует со вторичным воздухом и сгорает. Температура при этом равна 1200 °C. Полученная в результате выделения летучая смесь пересекает конвективную часть теплообменника, отдавая свою основную энергию, а после выводится через дымоход прибора.
Обе внутренние камеры этого оборудования покрыты специальной футеровкой, препятствующей проникновению огня. Это дает возможность увеличить температуру внутри аппарата и создать максимально благоприятные и эффективные условия горения древесины.
Изготавливая пиролизный важно помнить об основных достоинствах этого оборудования, выгодно отличающих его от схожих аппаратов, применяемых для отопления.
Большой объем загрузочной камеры и высокая эффективность делают возможным поддержку заданной температуры на протяжении довольно длительного периода времени по сравнению с традиционными приборами. Встречаются модели, которые вполне способны работать 24 часа всего лишь с одной закладкой топлива.
Пиролизные котлы практически не нуждаются в чистке, так как в процессе сгорания не образуется сажи, а объем получаемой золы является минимальным.
Продукты сгорания в этом оборудовании являются менее вредными для здоровья, если сравнивать этот показатель с иными приборами, поскольку количество веществ на канцерогенной основе в них существенно меньше. Смесь, получаемая на выходе, большей частью состоит из углекислого газа и водяного пара, что вряд ли может быть опасным для здоровья человека.
Еще одно неоспоримое преимущество, которым обладает пиролизный котел для дома, - это возможность регулировать мощность в весьма больших пределах (от 30 до 100%). Кроме того, такое устройство имеет функцию утилизации отходов без загрязнения воздуха, что положительно сказывается на экологической обстановке и микроклимате в помещении.
Оптимальное топливо, используемое для такого оборудования, - это древесина, имеющая длину около 400-450 мм и диаметр от 100 до 250 мм. Вместе с цельными бревнами можно сжигать и опилки, но такими отходами не стоит занимать больше 30% объема камеры загрузки.
Правильнее всего будет применять тот материал, показатель влажности которого не превышает 40%. Это не только сделает работу аппарата более эффективной, но и продлит его эксплуатационный срок. Подобные защитные меры легко объяснить: 1 кг древесины, имеющей влажность 20%, выделяет энергию 4 кВт/час, а при влажности расходных материалов 50% этот же объем сможет обеспечить лишь 2 кВт/час.
Из этого следует, что теплота и эффективность сгорания топлива напрямую зависят от количества содержащейся в нем воды: чем ее больше, тем хуже будет результат. Поэтому непосредственно перед загрузкой древесины важно убедиться в том, что она хорошо просушена и не содержит в себе излишков влаги.
Чтобы понять, какое количество материала нужно использовать при монтаже, рекомендуется обратиться за помощью к специальным схемам по устройству такого оборудования. Различные чертежи пиролизного котла всегда можно найти у специалистов, занимающихся подобными работами.
Так, схема этого аппарата, как правило, отображает место расположения топки, теплообменника, а также тот участок, куда будет подаваться вода.
Очень важно правильно соединить все детали котла в соответствии с чертежом, чтобы вся конструкция работала исправно и надежно. Не стоит забывать, что теплоносителем выступает воздух, который сможет без лишних затрат прогреть помещение. Этот факт позволяет сэкономить значительную часть финансовых средств, расходуемых на отопление, особенно по сравнению с другими конструкциями подобного назначения.
Для самостоятельного создания этого оборудования требуется иметь в наличии определенный набор вспомогательных материалов. Кроме того, необходимо собрать максимум информации о процессе работы, начиная с расходных элементов и заканчивая сборкой. После этого требуется грамотно рассчитать все параметры, чтобы определиться с тем, каким должен быть оптимальный тип горения, подходящий для конкретного помещения, так как их может быть два: либо со щелевой горелкой, либо на колосниках. Все необходимые для монтажа материалы всегда можно приобрести в специализированных строительных магазинах, поскольку на сегодняшний день проблем с выбором возникнуть не должно.
Так, изготовление пиролизного котла требует наличия следующих инструментов:
Алгоритм действий при самостоятельном изготовлении такого оборудования обязательно должен опираться на чертеж пиролизного Процесс сборки этого устройства проходит в несколько этапов:
Этот способ того, как изготовить пиролизный котел своими руками, является самым проверенным и надежным, он отличается быстротой и относительной простотой работы.
Зачастую хозяева, не имея под рукой необходимых материалов для сборки, решаются на конструирование котла из подручных средств. Особенно пристальное внимание уделяется емкости для сжиженного газа, обладающей округлой формой и подходящей по размеру. Кроме того, толщина стенок такого сосуда соответствует нужным параметрам.
Тем не менее изготавливать пиролизный котел из газового баллона не рекомендуется. Связано это в первую очередь с тем, что корпус такого аппарата состоит из стандартной стали, плохо переносящей жар и иные химические воздействия даже при условиях комнатной температуры.
Однако не стоит полностью отказываться от баллона, поскольку он может сыграть роль накопителя горячей воды в небольшом частном доме, кроме того, благодаря своему небольшому размеру нагрев будет выполняться быстро, а его форма позволит надолго удержать тепло даже при использовании самой простой изоляции. Но если вы решите использовать такой баллон, чертежи пиролизного котла будут совершенно лишними - от его установки тогда лучше отказаться.
Работа пиролизного котла, как и любого другого устройства, функционирующего при воздействии огня, безусловно, связана с некоторым риском. Поэтому важно не только правильно оборудовать всю систему, но и позаботиться о правилах соблюдения техники безопасности.
Так, изготавливая пиролизный котел своими руками, нужно принимать во внимание следующие моменты:
Кроме того, важно помнить еще об одном: по окончании установки оборудования крайне важно утеплить его дымоход при помощи минеральной ваты для того, чтобы изнутри трубы не скапливались смолы и конденсат.
Несмотря на четко регламентированный способ изготовления такого устройства, некоторые хозяева нашли способы того, как сделать его при помощи иных материалов.
По мнению многих, конструировать котел, имеющий мощность менее 15 кВт, не имеет смысла. Но иногда такие массивные образцы создавать не хочется, особенно в том случае, если площадь помещения является небольшой. Именно для этих целей и существует вариант создания пиролизной печи, схожей по своим свойствам и внешним характеристикам с котлом. Беспокоиться по поводу функционирования такого оборудования не стоит, так как принцип горения топлива в нем является аналогичным.
Для изготовления этого образца понадобится следующий ряд материалов:
Такая печь является альтернативой стандартному котлу пиролизного горения и полностью подходит для монтажа в любом помещении. При желании сэкономить финансовые средства подобный аппарат станет незаменимым и даст возможность качественно и долго отапливать всю постройку.
Газогенераторные и пиролизные котлы получили популярность при отоплении жилых и промышленных помещений. Принцип их работы несколько отличается от привычных твердотопливных моделей. Однако более сложная конструкция устройства предоставляет массу достоинств и экономию денежных средств, затраченных на отопление.
Основным элементом любой отопительной системы является котел. Задача котла – нагреть с помощью топлива теплоноситель, а затем передать его систему отопления. Одним из наиболее перспективных и экономных бытовых котлов считаются пиролизные котлы.
Пиролизный котел – подвид твердотопливного котла (обычно водогрейного), в котором процесс сгорания топлива и выходящих из него летучих веществ, происходит отдельно. Такие котлы еще называют газогенераторными.
Пиролиз – способность древесины разлагаться во время горения на твердые остатки (уголь) и газ. Для протекания двух процессов должны соблюдаться два условия:
Необходимые условия обеспечивает специальная конструкция, реализованная в пиролизных котлах. В таком оборудование топка поделена на две части. В камере загрузки (первая часть) горит и при недостатке кислорода пиролизуется топливо. В камере сгорания (вторая часть) догорают выделяющиеся газы – в этот отсек поступают вторичный воздух. Подобная конструкция минимизирует отвод тепла из камеры первичной загрузки.
Оба отсека разделены колосником, на который размещается топливо. Воздух подается сверху вниз и проходит сквозь топливо – это характерное отличие котлов пиролизного типа от других теплогенерирующих установок. Топка имеет повышенное аэродинамическое сопротивление, поэтому обустройство тяги, обычно, принудительное. Как правило, используется дымосос или дутьевой вентилятор.
Работа пиролизных котлов длительного горения происходит в такой последовательности:
Пиролизные котлы завоевали свою популярность благодаря ряду преимуществ:
Важно! Газогенераторные котлы эффективнее традиционных. КПД пиролизного котла достигает 85%, а мощность оборудования можно регулировать в пределах 30-100%
К недостаткам пиролизных котлов можно отнести:
Для пирокотлов лучше использовать топливные пеллеты или дрова. Древесину можно загружать диаметром 100-250 мм, длиною 400-450 мм. Размеры топливных брикетов – 300х30 мм. Мелкие древесные отходы и опилки можно жечь вместе с дровами, но их должно быть не более 30% от общего объема камеры загрузки.
Котел работает на максимальной мощности, если используется высушенная древесина. Кроме того, это условие позволяет продлить срок эксплуатации установки.
Теплота сгорания 1 кг дров влажностью 20% составляет 4 кВт/час, а древесины с влажностью 50% — 2 кВт/час
В промышленных установках могут использовать пиролизное масло – разжиженный древесный деготь. Материал имеет высокую теплотворную способность – порядка 40000 кДж/кг, но пиромасло обладает сильной кислой реакцией, что негативно сказывается на футеровке и металле. Поэтому его применение в бытовых котлах не желательно.
Пиролизный котел – это современно и эффективно, но – дорого. Стоимость простого отечественного котла – не менее 1000 долл. США, цены на импортные газогенераторные установки на порядок выше.
Вполне реально сделать пиролизный котел самостоятельно или заказать изготовление установки у специалистов. Второй вариант обойдется дороже первого, но по сравнению с покупкой нового оборудования удастся сэкономить немалую сумму денег (зависит от размеров котла).
Самодельный пиролизный котел: фото
Конечно, процесс сборки котла нельзя назвать абсолютно дешевым и простым. Перед изготовлением оборудования необходимо оценить собственные возможности и силы, изучить всю информацию по составляющим элементам и работе котла.
При работе важно точно следовать разработанным чертежам пиролизного котла. Приведем чертеж наиболее распространенной конструкции, который применяется при самостоятельной сборке. Отопительный аппарат рассчитан на 40кВт. Конструкцию прибора можно менять, но внутренний объем должен оставаться неизменным.
Расшифровка чертежа:
А – контролер котлового контура;
B – дверца загрузки;
C – дверца зольника;
D – дымосос;
E – муфта для датчика термического предохранителя (R 1/2);
F – патрубок аварийной системы (предохранительный клапан монтируется в подающей магистрали при помощи тройника – есть в сборке с группой безопасности);
G – подающая магистраль котлового контура;
H – подвод охлажденной воды защитного теплообменника, R ?;
K – подача горячей воды защитного теплообменника, R ?;
L – обратная магистраль котлового контура;
M – расширительный бак и патрубок опорожнения.
Для частного дома обычно достаточно котла мощностью 40 кВт. При изготовлении установки большей/меньшей мощности необходимо соответственно откорректировать и другие параметры котла. Правильное соотношение размеров пиролизного котла гарантирует эффективность и долговечность установки.
Таблица соответствия пиролизного котла генерируемой мощности
Важно! Для небольшого дома оптимальным вариантом станет котел мощностью 25-30кВт. Изготовления компактного оборудование позволит сэкономить средства и время на сборку
3d- визуализация соединения всех узлов котла поможет понять внутреннее устройство котла.
3d схема пиролизного котла
Для работы понадобятся следующие инструменты:
Перечень необходимых материалов:
Приведем основные этапы по изготовлению пиролизного котла:
Изготовление пиролизных котлов: видео
Перед запуском котла его надо подсоединить к дымоходу и наполнить водой. На котле обязательно должен быть термометр для контроля температуры теплоносителя. Для установки термометра в проектах котлов предусмотрены отверстия.
Ввод системы пиролизного котла в эксплуатацию происходит в такой последовательности:
При установке котла должны быть соблюдены требования пожарной безопасности:
Принимать решение о самостоятельном изготовлении пиролизного котла надо взвешенно. Такая установка конструкционно – весьма сложная. Конечно, получится сэкономить большую сумму денег, но для обеспечения максимально эффективной и безопасной работы необходимо соблюдать многочисленные нюансы и особенности.
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.
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 м 2 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.
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.
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.
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
Самодельный пиролизный котел длительного горения можно изготавливать с произвольными размерами топки, которые рассчитываются по такой схеме:
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
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:
τ = (∆Т — ∆t) / ln (∆Т / ∆t)
Площадь поверхности теплообмена S(м 2) находят по формуле:
В этой формуле:
Проверить результат можно по Таблице 3, в которой представлены укрупненные значения площади поверхности теплообмена в зависимости от мощности агрегата.
Таблица 3
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:
В этой формуле:
Через формулу площади круга находят значение диаметра трубы.
Чтобы сделать надежный пиролизный котел своими руками , нужно для топки взять легированную жаропрочную сталь толщиной не менее 5 мм, нельзя использовать простой низкоуглеродистый металл, он быстро прогорит. Жаропрочные марки сталей легированы хромом и молибденом, для их сваривания лучше применять соответствующие марки электродов. Чтобы корпус топки служил дольше, в местах с самой высокой температурой его надо облицевать изнутри огнеупорным кирпичом. То же самое делается и во вторичной камере.
Для водяной рубашки можно брать обычную углеродистую сталь марки СТ 20 толщиной не менее 3 мм. Между наружной поверхностью топки и внутренней поверхностью водяной рубашки необходимо точечно приваривать ребра жесткости через каждые 15–20 см. Это будет предохранять внешнюю оболочку от разрушения при повышении давления и температуры теплоносителя в экстремальном режиме работы агрегата.
Жаротрубный теплообменник, которым снабжается пиролизный газогенератор, сваривается из нескольких труб, чья площадь наружной поверхности должна соответствовать или быть немного больше расчетной. Материал трубы – углеродистая сталь СТ 20, но если удастся найти жаропрочную, то это будет только лучше. Дверцы обеих камер сваривают двухслойными, закладывая внутрь асбест или другой теплоизоляционный материал, стойкий к высокой температуре.
Качественную сборку котла своими руками лучше производить в заранее подготовленном месте, где сразу можно будет выполнить его испытания. Если в наличии есть компрессор, можно проверить качество сварных соединений без заливки водой. Достаточно создать в рубашке избыточное давление и при этом промазать все швы мыльной пеной. В противном случае придется залить в рубашку теплоноситель, разжечь котел и внимательно наблюдать за всеми соединениями.
Для управления производительностью вентилятора потребуется приобрести комплект автоматики: контроллер и датчики. С их помощью автоматически регулируется температура теплоносителя в рубашке. Изготавливать и регулировать пиролизные котлы отопления своими руками не столь уж сложно, если есть соответствующие умения и навыки, а экономию средств можно получить значительную.
