Изготовление пиролизного котла. Видео – Пиролизный котел своими руками изготовление. Инструкция по эксплуатации

В настоящее время пиролизные котлы получили довольно широкое распространение. Это обусловлено тем, что в результате двухступенчатого сжигания твердого топлива происходит его полное сгорание. Это в значительной степени увеличивает КПД практически на 90-92%. Что это за котлы? Как выглядит схема подключения пиролизного котла? Ответы на эти вопросы вы сможете найти в данной статье.

Пиролизный котел - что это?

Пиролизный котел представляет собой разновидность твердотопливных котлов. Как правило, это В данном устройстве сгорание твердого топлива и выходящих их него летучих веществ осуществляется раздельно.

Виды топлива

В качестве топлива для пиролизных котлов можно использовать:

  • Торф, топливные брикеты.
  • Отходы мебельного производства.
  • Отходы от лесопереработки, опилки.
  • Различные дрова: еловые, липовые, сосновые, березовые, ольховые, дубовые и т. д.
  • И многие другие виды твердого топлива.

Принцип действия

Прежде чем рассмотреть схемы и чертежи пиролизных котлов, необходимо разобраться с принципом их действия. Итак, в процессе сжигания топлива (по-другому говорят - сухая перегонка) под воздействием высокого температурного режима (порядка 200-800 °C) и недостаточного количества кислорода, осуществляется разложение древесины на две части: летучую часть (пиролизный газ) и твердый осадок

Схема пиролизного котла предполагает, что вверху камеры будет накапливаться пиролизный газ, который с потоком воздуха, создаваемого дымососом, будет направляться на дожигание в другую камеру. Это экзотерический процесс, сопровождающийся выделением тепла, при помощи которого улучшается прогрев, в котле подсушивается топливо, а также осуществляется подогрев воздуха, поступающего в зону горения. Смешение выделившегося при высокой температуре пиролизного газа с кислородом воздуха вызывает процесс горения первого, который в дальнейшем используется для получения тепловой энергии.

Эффективность

Насколько эффективной окажется схема пиролизного котла, а также время его работы, будет зависеть от множества факторов:

  • Вид топлива и влажность.
  • Теплоизоляция здания.
  • Температура в помещении.
  • Температура воздуха на улице.
  • Точность проектных работ в отношении системы отопления.

Естественно, что, в отличие от обычных котлов, газогенераторное оборудование намного эффективнее. Так как при сжигании древесины невозможно получить столь высоких температурных показателей, как в процессе горения древесного газа, полученного из нее. В процессе сжигания газа предусмотрено использование меньшего объема воздуха. В связи с этим увеличивается время горения и температура. Также следует отметить, что управление процессом сжигания пиролизного газа значительно проще.

Достоинства

Итак, схема пиролизного котла обладает следующими преимуществами:

Недостатки

  1. Энергозависимость - плохо работает при отсутствии нагнетателя или дымососа.
  2. Более высокая стоимость - примерно в 1,5-2 раза.
  3. При небольших нагрузках (менее 50%) отмечается нестабильное горение, в газоходах возможно образование дегтя.
  4. Такие устройства требовательны к влажности топлива.
  5. Дровяная схема пиролизного котла отопления исключает организацию автоматической подачи топлива.
  6. Чтобы предотвратить низкотемпературную коррозию, а также выпадение конденсата в газовом тракте, необходимо следить, чтобы температура обратной воды была не менее 60 °C (в редких случаях 40 °C). Однако данная проблема решается путем подмешивания прямой воды к обратной.
  7. По сравнению с газовыми и электрическими устройствами, данных котлов значительно больше. Этот аспект необходимо учитывать при выборе места установки.

Используемое топливо

В качестве топлива необходимо использовать древесину, диаметр которой 100-250 мм, а длина 380-450 мм. должны быть размером 30×300 мм. В процессе сжигания дров допускается применять мелкие древесные опилки. Однако добавлять их следует не более 30% от общего объема загрузочной камеры. Только в этом случае схема самодельного пиролизного котла будет эффективной. Кроме того, данные устройства способны сжигать влажные дрова, но при условии, что их процент влажности будет не более 40.

Чтобы обеспечить функционирование такого котла на максимальной мощности, необходимо использовать только сухое топливо. Так как способность выделения топливом энергии определяется с учетом наличия воды в дровах.

Схема сборки пиролизного котла

Прежде чем собрать данную отопительную установку своими руками, необходимо ознакомиться со схемой. Если у вас отсутствуют в этой области какие-либо познания, не нужно пытаться все делать с "нуля" самостоятельно. Достаточно взять готовый чертеж и провести небольшие корректировки с учетом собственных требований. Получится схема конкретно для вашего оборудования. В специальной литературе можно отыскать принципиальные схемы и чертежи пиролизных котлов.

Основные элементы

Для примера возьмем готовую схему котла Беляева с мощностью 40 кВт. Она содержит следующие основные элементы:



Безусловно, имея опыт и некоторые инженерные познания, можно без проблем изменить конструкцию котла. Схема подключения пиролизного котла может видоизменяться на ваше усмотрение. Однако работы выполнять нужно таким образом, чтобы не нарушать размеры внутренней камеры.

Инструменты и материалы

Чтобы смонтировать такой агрегат собственными силами, потребуется следующий набор инструментов и материалов:

  • Термодатчик.
  • Вентилятор.
  • Полосы стали различной толщины и ширины.
  • Набор профтруб диаметром 2 мм.
  • Листы металлические толщиной 4мм.
  • Набор труб различного диаметра.
  • диметром 230 мм.
  • Шлифовальный круг диаметром 125 мм.
  • Ручная (болгарка).
  • Несколько упаковок электродов.
  • Сварочный аппарат.
  • Электрическая дрель.

Если вы планируете изготовить самостоятельно пиролизный котел, то рекомендуемая толщина стали должна быть 4 мм. Чтобы сэкономить, можно воспользоваться сталью толщиной 3 мм. Для изготовления корпуса устройства потребуется прочная сталь, которая способна выдержать высокий температурный режим.

Пиролизный котел - схема изготовления, основные этапы

Чтобы самостоятельно собрать газогенераторный отопительный агрегат, следует придерживаться следующих требований:



Прекрасным вариантом может стать совместное использование пиролизного котла не с классическим водяным отоплением, а с системами воздушного обогрева. В результате передача воздуха будет производиться по трубопроводам, а его возврат в систему - по полу. Такая система обладает многочисленными достоинствами: при сильных морозах не замерзает, во время отъезда хозяина отсутствует необходимость слива теплоносителя.

  • агрегата должна производиться при строжайшем соблюдении требований пожарной безопасности. Это устройство подразумевает процессы горения, которые характеризуются высокими температурными показателями.
  • Котельная должна находиться в отдельном нежилом помещении.
  • Чтобы соблюдать правильное вентилирование воздуха, нужно предусмотреть отверстие размером 100 см 2 .
  • Монтаж агрегата производится на кирпичном или бетонном основании.
  • Для топки перед камерами должна быть установлена защиты. Она представляет собой металлический лист толщиной 2 мм.

На этом самостоятельный монтаж пиролизного котла окончен. Как вы уже успели заметить, в этом нет ничего сложного. Главное, чтобы подробная схема пиролизного котла была правильно сделана. Если же вы не уверены в собственных силах, то не стоит испытывать судьбу - обратитесь к профессионалам.

Инструкция по эксплуатации

Подачу воздуха можно производить двумя основными способами: методом нагнетания или вытяжным способом (применение дымососа). Использование нагнетательного варианта позволяет регулировать мощность потока, что позволяет контролировать интенсивность горения, процесс перехода от тления до выдачи максимальной мощности за короткий промежуток времени.

Что касается дымососов, то на сегодняшний день выпускают такие конструкции, которые могут обеспечить вакуумную тягу, способную проводить процесс пиролиза без тепловых потерь.

Наиболее экономичный режим работы котла - это когда происходит нагрев воды до 60 °C. Если соблюдать все условия, то такая температура достигается уже по истечении 30-40 минут.

Нормальное функционирование системы отопления напрямую зависит от влажности дров. Не рекомендуется использовать дрова с влажностью выше 50 %. Самой оптимальной считается влажность дров, равная 25-30 %. Для того, чтобы добиться такого процента влажности, необходимо сушить дрова длительный период на проветриваемых площадках, в специальных дровяниках, сараях (в зависимости от первоначальной влажности и породы дерева).

При использовании дров, имеющих влажность 15-20 %, по сравнению с 50 % влажностью, мощность увеличивается примерно в 2 раза. Однако в естественных условиях получить такую влажность довольно непросто. Это займет примерно 1,5-2 года. Поэтому сразу же после окончания сезона отопления необходимо приступить к заготовке дров.

На значительной территории России дрова по-прежнему самый доступный вид топлива и многие отапливаются дровяными котлами. Все бы ничего, но в обычных твердотопливных котлах закладка прогорает за 2-3 часа, что совсем неудобно — дом надолго не оставишь. Есть котлы длительного горения. В них одна закладка дров может гореть до 8-10 часов, но стоят они солидных денег. Однако, как обычно, выход есть — сделать пиролизный котел своими руками. Не сказать, что это простая работа — навыки сварки должны быть на высоком уровне, да и материалы стоят немало. Тем не менее, самодельных пиролизников много.

Принцип работы пиролизного котла

Применительно к отопительным котлам пиролизом называется горение топлива при недостаточном количестве кислорода. При этом топливо выделяет большое количество газов, практически все из них горючие. Эти газы направляются в специальную камеру сгорания и дожига, куда подается вторичный воздух. Газовоздушная смесь вспыхивает, выделяя большое количество тепла. Тепловой энергии выделяется намного больше, чем можно извлечь при обычном горении дров или угля. Дело в том, что многие из образовавшихся при горении топлива летучих веществ, имеют очень высокую температуру сгорания. В результате, из того же количества топлива, пиролизные котлы извлекают больше тепла.

Из-за особенностей процесса горения (выделения большого количества газов) такие установки называют еще газогенераторными котлами.

Конструктивная особенность пиролизных котлов — топка, состоящая из двух камер. В одну закладывается топливо (часто это верхняя часть топки), в ней же происходит выделение газов, и потому эта часть называется камерой газогенарации. Через неширокую горловину газы попадают во вторую камеру — дожига. Тут перемешиваются с вторичным воздухом, вспыхивают и сгорают практически без остатка.

В среднем КПД пиролизников — выше 85%. Есть модели, способные выдавать 92% и даже немного больше. Но данные показатели возможны только и исключительно при использовании сухого топлива. Его влажность должна быть 5-8%. При 40% содержании влаги горение может полностью затухнуть, а при 20% просто буде неэффективным. И это — один из главных недостатков этой технологии: дрова и уголь приходится предварительно сушить, например, сделав площадку возле дымовой трубы. Просто дрова, просушенные в не пойдут, как и уголь, взятый из кучи на улице.

В видео продемонстрирован котел, в котором камера дожига находится вверху. Хотя котлы такого типа имеют более простое строение (образовавшиеся газы сами поднимаются вверх), самодельщики предпочитают камеру с нижним располодением камеры дожига (как на фото выше).

На что обратить внимание при изготовлении

Если вы собираетесь делать пиролизный котел своими руками, вам надо четко представлять не только механизм и принцип его работы, но и учитывать все неприятные моменты, которыми данные агрегаты обладают. В первую очередь необходимо сказать о том, что практически все пиролизные газы ядовиты. То есть, агрегат должен быть полностью герметичным, должны быть высшего качества.

Кроме того, для обеспечения безопасности необходима система контроля за процессом горения (датчики температуры, дыма, наличия тяги) и автоматика, которая в зависимости от показаний датчиков регулирует процессы горения. Если самодельный пиролизный котел собираетесь делать на естественной тяге, автоматика может быть простейшей — энергонезависимой. При наличии вентилятора наддува для подачи воздуха в току, нужны уже более серьезные (и дорогие) устройства, а они питаются от сети 220 В. Работа котла такого типа без автоматики опасна, потому необходим источник бесперебойного питания, который обеспечит работу вентилятора и автоматики на 10-12 часов — время прогорания закладки.


Второй момент. В некоторых моделях пиролизников температура в активной фазе достигает 1000°C и выше. Обычная конструкционная сталь при таких условиях быстро прогорит. Чтобы котел существовал долго, необходима жаростойкая сталь и внутренняя футеровка самых термонагруженных частей. Если пиролизный котел делают своими руками, футеровку чаще всего делают из шамотного кирпича. В рабочей фазе шамот разогревается до малинового свечения и становится очень хрупким. Если, вдруг, вам придется в это время орудовать в печи, будьте аккуратны — повредить футеровку в данный момент легко, а ремонтировать — долго и сложно.

Сколько будут стоить материалы и запчасти

Сколько точно будет стоить пиролизный котел, сделанный своими руками, зависит от требуемой мощности и выбранной конструкции. Однако, если покупать жаростойкую сталь, колосники, делать футеровку, ставить автоматику (пусть и недорогую), сумма набегает 850-1200$. Это затраты на материалы и компоненты, но с самостоятельной сваркой. Они озвучены теми, кто уже пиролизник сварил и использует. Если за сварку придется платить, то расходы надо удвоить.

Как видим, в случае владения сваркой, экономия есть, но далеко не самая большая. Можно найти готовые варианты твердотопливный пиролизных котлов за 1500$. Хотя, как известно, дешевый товар имеет низкую цену не просто так. На чем-то там сэкономили. И даже можно предположить на чем: на футеровке. Именно секреты предохранения стенок топки от перегорания берегут производители больше всего, и тратят на исследования в этой области большие деньги. Потому качественное оборудование и стоит больших денег.

Видео-проект пиролизного кола, процесс сборки

<

Технически наиболее совершенными считаются котлы, в которых происходит полное сжигание топлива с максимально возможным поглощением выделяемой теплоты. Поскольку схемы такого рода доступны широкому кругу людей - попробуем разобраться с самостоятельным изготовлением пиролизного котла для больших порций горючего.

За счёт чего возможна длительная работа

На открытом воздухе даже отчасти сырые дрова сгорают очень быстро - буквально за 1–1,5 часа. Причиной всему свободный доступ кислорода - в закрытой топке котла он отсутствует, с помощью заслонки поддува дозируется порция поступающего кислорода, и горение происходит менее интенсивно.

Одной из главных проблем такого способа сжигания органического горючего оказалась его способность «гореть» даже без доступа кислорода. При высоких температурах происходит пиролиз - термическое разложение твёрдого топлива на летучие газообразные соединения. Кислород для этого процесса не нужен, достаточно разогреть закладку до 400–500 °С. При этом происходят колоссальные потери теплотворности - наиболее энергетически ценная составляющая угля или дров попросту выносится остаточной тягой в дымоход, не успевая прогорать полностью.

Пиролизный котёл на дровах: 1 - поддувало; 2 - камера загрузки топлива и газификации; 3 - теплобменник; 4 - камера сгорания; 5 - камера дожигания; 6 - дымоход

В конструкции каждого современного котла на твёрдом топливе должна быть предусмотрена дополнительная подача воздуха для догорания выделившихся газов. При этом интенсивность и скорость сгорания закладки регулируется не объёмом поступающего кислорода, а температурой нагрева топлива. Действительно, если разогреть всю закладку сразу, то горючие газы выделятся очень быстро и о продолжительной работе котла придётся забыть. Однако если нагревать твёрдое топливо отдельными порциями, возможно постепенное его разложение в генераторной камере и эффективное полное сгорание во втором отделении топки. При этом поток газов инвертируется, они движутся сверху вниз под действием тяги, созданной эжекцией.

Конструкция пиролизного котла длительного горения: 1 - пиролиз твёрдого топлива; 2 - камера сгорания; 3 - нижняя дверца; 4 - подача вторичного воздуха; 5 - подача первичного воздуха; 6 - верхняя загрузочная дверца; 7 - камера газификации; 8 - дымосос

Материал изготовления

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

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

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

Для устранения негативных факторов термического воздействия используют следующие технологические приёмы:

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

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

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

Определение размеров и мощности

Прежде чем приступить к изготовлению пиролизного котла, следует провести расчёт размеров камер топки и дополнительных отсеков. В качестве исходных данных принимается требуемая теплотворная мощность, определяемая с учётом КПД самодельного котла порядка 75–80%. В домашних условиях можно изготовить твердотопливные котлы мощностью до 20–25 кВт, более производительные агрегаты требуют использования жаропрочных сталей значительной толщины, которые плохо поддаются свариванию в домашних условиях.

Мощность котла и продолжительность его работы определяются объёмом камеры газификации. Без учёта КПД теплотворность большинства распространённых пород древесины составляет около 4–5 тыс. ккал/кг, что примерно соответствует 4–4,5 кВт·ч тепловой мощности. Эти значения применимы только для древесины с влажностью не более 25%. Суть расчёта проста - определить требуемую мгновенную мощность и умножить её на количество часов работы. Стоит помнить, что пиролизные котлы даже совершенных конструкций имеют предельную продолжительность работы не более суток, а самостоятельно произведённые агрегаты следует рассчитывать максимум на 12–15 часов непрерывного горения.

Объём камеры закладки определяется из расчёта 2 литра на каждый килограмм дров. К полученному значению нужно добавить около 30%, ведь в пиролизном котле используют неколотые чурки, которые невозможно уложить вплотную. Размер камеры сгорания газов должен составлять не менее 30–40% от объёма камеры газификации. Наиболее выгодной считается структура котла, в которой две камеры расположены одна над другой, имеют одинаковую форму, но отличаются по высоте.

Сборка двухкамерной топки

Материалом для изготовления стенки камер лучше выбрать горячекатаный лист толщиной не менее 8 мм, в идеале - 10–12 мм. Чем толще металл, тем сложнее процесс сваривания, однако конструкцию из слишком тонкой стали гарантированно поведёт и выкрутит в непредсказуемых направлениях. Именно поэтому среди деталей, из которых собирается котёл, не должно быть мелких элементов с соотношением сторон более 2:1.

Основа двухкамерной топки - наружные боковые стенки. Они общие для обеих камер, соединяются посредством передней стенки, в которой проделаны два прямоугольных отверстия для дверец. Нижнее отверстие предназначено для обслуживания камеры сгорания, его высота должна быть порядка 120–150 мм, ширина - не менее 300 мм, располагается отверстие с отступом в 150 мм от нижнего края. Верхнее отверстие предназначено для загрузки камеры газификации, чем оно будет больше - тем лучше, располагаться отверстие должно не ближе 100 мм к верху камеры. Снизу и сзади топка замыкается цельными листами, которые вырезают по внешним габаритам топочной камеры, но не приваривают до окончания сборки внутренних деталей. Сверху котёл накрывается листом номинального сечения.

Пример размеров пиролизного котла

Разделять камеры газификации и сгорания будет цельная плита, ширина которой соответствует внутреннему расстоянию между стенками, а длина - на 400 мм меньше. В задней части плиты вертикально приваривается цельная перегородка, которая отделяет камеру загрузки по всей высоте, по центру вдоль горизонтальной части вырезается отверстие шириной 50 и длиной в 400–600 мм. Собранную Г-образную перегородку не приваривают до завершения сборки теплообменника.

Теплообменник для пиролизного котла

Наилучшей конфигурацией теплообменника самодельного пиролизного котла будет водяная рубашка нижней камеры и дымоходного канала. Это не самый эффективный тип, однако производство собственного сотового теплообменника вызовет неизбежные трудности либо с поиском труб соответствующей марки стали, либо со свариванием разнородных деталей.

Сборку деталей теплообменника проводят на том этапе, когда у котла сварены дно, передняя панель и две боковые стенки. Доступ для сварочных работ обеспечивается с задней стороны котла. Первым делом устанавливается верхняя перегородка рубашки. Это прямоугольная плита по внутренней ширине топки и на 200 мм меньше глубины камеры сгорания. По бокам плиты нужно удалить два прямоугольных фрагмента шириной по 100 мм таким образом, чтобы в передней части плиты осталось два выступа длиной по 200 мм. Полученная деталь приваривается к стенкам и передней панели заподлицо с нижним краем проёма дверцы камеры сгорания. При этом вырезы в перегородке образуют каналы для циркуляции между нижней зоной и боковыми стенками теплообменника.

Внутренние стенки рубашки выполняются по краю проточных каналов, имеют высоту камеры сгорания и примыкают вплотную к передней панели. Сверху их накрывают двумя полосами шириной по 100 мм.

По длине теплообменник не достаёт до задней стенки котла порядка 200 мм и примерно на такое же расстояние боковые каналы выступают за Г-образную перегородку между камерами. Когда она будет установлена, останется только сформировать двойные стенки дымоходного канала, вырезать его выходное отверстие, закрепить заднюю стенку котла и врезать резьбовые штуцеры для подключения к отопительному трубопроводу. Врезка обратки выполняется в одном из передних нижних углов рубашки, подачу врезают в любой наивысшей точке рубашки дымохода.

Обратите внимание, что камера сгорания ограничена со всех сторон водяной рубашкой, кроме перегородки с камерой газификации. Это необходимо для передачи тепла, обеспечивающего термическое разложение топлива. При этом прогреваться будет не вся закладка сразу, а только её слои, примыкающие к разогретым стенкам.

Дополнительное оборудование

К сожалению, пиролизные котлы не являются энергонезависимыми. Из-за реверсного потока газов требуется принудительный наддув. Для моделей мощностью до 15 кВт он реализуется дутьевым вентилятором, который монтируется на нижней дверце. При этом пополнение загрузки в процессе горения невозможно.

Более мощные котлы комплектуются вентилятором-дымососом, который устанавливается на верхней стенке корпуса на выходе дымоходного канала. При этом исключается появление обратной тяги и дверцу камеры газификации можно без последствий открывать даже в процессе горения.

Особое внимание нужно уделить температуре теплоносителя внутри рубашки. После выхода котла на режим она не должна быть меньше 60 °С для исключения образования конденсата. Эта задача решается путём установки узла автоматической рециркуляции, подмешивающей воду из подачи в обратку. Также требуется установка группы безопасности для закрытых отопительных систем и основного циркуляционного насоса. опубликовано

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.

Общее понятие о пиролизе

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.

Конструкция котла пиролизного горения

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.

Принцип работы пиролизного котла


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.

Достоинства котла на дровах

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.

Топливо, применяемое для котлов пиролизного горения

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.

Схемы создания пиролизного котла

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.

Инструменты для изготовления пиролизного котла


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:

  • стальной лист толщиной 4 мм;
  • железная труба с таким же параметром;
  • набор электродов;
  • круглый прут диаметром 20 мм;
  • несколько труб профильного типа;
  • приборы, регулирующие температуру;
  • образца;
  • шнур из асбеста;
  • шамотный кирпич;
  • болты и гайки, выступающие в качестве крепежного материала.

Собственноручная сборка пиролизного котла

Алгоритм действий при самостоятельном изготовлении такого оборудования обязательно должен опираться на чертеж пиролизного Процесс сборки этого устройства проходит в несколько этапов:

  1. В первую очередь необходимо разрезать стальные листы и трубы, создав из них заготовки для корпуса котла, его топки и охладителя. При этом важно не забыть обработать края материала с помощью и наметить участки для сварки.
  2. После этого следует подготовить весь инструмент, требуемый для сборки прибора.
  3. Затем можно начинать процедуру создания корпуса. Проходит она по следующему принципу: торцевая стенка укладывается на сварочный стол, после чего к ней посредством точечных швов прикрепляются удерживаемые распорками боковые грани, крышка и дно.
  4. Далее должен идти процесс установки топки котла, которая внутри всей системы представлена в виде горизонтальных полок, накрытых Также к ней крепится горловой патрубок, выполняющий функцию отвода олефинов.
  5. После этого необходимо начинать сборку колонн фильтрации и газового охлаждения, которые идут сквозь корпус печи и немного выступают за ее пределы. В их основе лежат трубы, установленные в заранее проделанных в корпусе отверстиях.
  6. Затем следует произвести устройство второй камеры котла, которая должна быть связана с колонной охлаждения. На этом же этапе можно установить и вторую, параллельную корпусу стенку, чтобы наладить отопление. От первой она отделяется посредством перегородки.
  7. Продолжается процесс сборки монтажом воздухообменника и дымоходного патрубка.
  8. Последний шаг - это установка последней (лицевой) стенки корпуса, оснащенной дверцами и поддувалами.

Этот способ того, как изготовить пиролизный котел своими руками, является самым проверенным и надежным, он отличается быстротой и относительной простотой работы.

Можно ли изготовить печь из баллона?

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.

Необходимые условия эксплуатации


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:

  • установка должна выполняться исключительно в нежилом помещении;
  • желательно, чтобы основание под котлом было выполнено из бетона или кирпича во избежание чрезмерного нагрева покрытия;
  • аппарат следует располагать так, чтобы он находился не ближе 30 см от стен и предметов в помещении;
  • комнату с котлом важно обеспечить качественной вентиляцией, чтобы выделяемые в процессе работы испарения выходили наружу.

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.

Альтернатива пиролизному котлу

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:

  • шамотный кирпич;
  • вентилятор;
  • лист стали толщиной приблизительно 4 мм;
  • кирпич из керамики;
  • дверцы, используемые для поддува и камеры сгорания;
  • колосники из чугуна;
  • терморегулятор рычажного типа.

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.

Пиролизные котлы стремительно набирают популярность и выходят в лидеры на рынке отопительного оборудования. Такой агрегат можно топить прессованными опилками, деревянными поленьями и разнообразными отходами деревоперерабатывающей промышленности.

В основе работы котла лежит принцип максимально эффективного расхода топлива. Дополнительным преимуществом пиролизного котла является возможность сборки своими руками. Готовое оборудование фабричного производства стоит очень дорого. Самостоятельная же сборка обойдется на порядок дешевле.







Топочная камера такого агрегата делится на два отсека. Первый выполняет функции загрузочной камеры. В нем происходит пиролиз. Второй отсек представлен камерой сгорания, в которой догорают газообразные продукты, образующиеся по ходу пиролизации топлива. В отсек сгорания поступает вторичный воздух, благодаря чему удается достичь минимального забора тепла из загрузочного отдела и в целом повысить эффективность обогрева.

Рассмотренные выше камеры разделяются топливным колосником. Во время горения воздух движется через загруженное топливо сверху вниз. Такое верхнее дутье — одно из ключевых отличий рассматриваемого оборудования от других существующих отопительных агрегатов.

Топки котла конструируются так, что в них создается увеличенное аэродинамическое сопротивление. Непосредственно работа топок организована с использованием принудительной тяги. Для ее обеспечения применяется вентилятор либо водонасос.

Агрегат, как уже отмечалось, топится древесиной. Работа построена на принципах температурного разложения материала. Под воздействием ряда факторов топливо разлагается на газообразные продукты и древесный уголь. Эти процессы происходят в загрузочном отделе. Температура в камере поднимается до очень высоких значений, а кислород же, при этом, находится в дефиците. Подобные условия и лежат в основе рассматриваемой технологии.




Выделяющийся в процессе работы котла газ переходит во вторую камеру. Там он перемешивается с вторичным воздухом, а затем сгорает при достижении температуры порядка 1200 градусов. Газ отдает все тепло и выходит через дымоотводящую трубу уже остывшим, т.е. энергия расходуется максимально эффективно.




К числу важных отличий пиролизного оборудования от прочих существующих твердотопливных агрегатов относится и то, что в пиролизных котлах горит не только непосредственно топливо, но и выделяющийся газ.

В процессе работы котла образуется очень мало золы, что делает уход за оборудованием более простым и удобным.

Современные пиролизные котлы спокойно работают на одной загрузке топлива около суток, иногда даже дольше. Они имеют увеличенную в размерах загрузочную камеру. В целом коэффициент полезного действия такого оборудования заметно превосходит КПД других котлов.

Некоторые отходы современное отопительное оборудование способно утилизировать самостоятельно, что положительным образом сказывается на его экологичности. Однако при всех своих преимуществах пиролизные котлы имеют и определенные недостатки. Прежде всего, это довольно большие размеры и необходимость подключения к электросети при наличии автоматики.

Преимущества использования пиролизных котлов отопления

На современном рынке отопительного оборудования представлен огромнейший выбор твердотопливных агрегатов – от обыкновенных буржуек до полноценных теплоаккумулирую щих печей. Однако именно пиролизные котлы уверенно становятся все более востребованными, даже несмотря на их сравнительно высокую цену.

Рассматриваемое оборудование имеет множество преимуществ . Прежде всего, это максимально рациональный расход топлива и очень высокое тепловыделение.

К дополнительным преимуществам пиролизного котла нужно отнести практически полное сгорание топлива. Владельцу придется гораздо реже догружать дрова и чистить топку.

Пиролизные котлы поддерживают нужную температуру в течение гораздо более продолжительного времени по сравнению с другими твердотопливными агрегатами. Дополнительно пользователь может регулировать уровень мощности на свое усмотрение. К примеру, уходя из дома ее можно уменьшить, а по возвращению — увеличить. Это позволит обеспечить еще более рациональный расход топлива.

Руководство по изготовлению котла длительного горения




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

Набор для изготовления самодельного пиролизного котла

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

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

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

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

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

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




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

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




Подготовка фундамента и монтаж дымохода

Пиролизный котел требует наличия твердого основания. В целом агрегат имеет сравнительно небольшой вес, поэтому фундамент можно делать даже без заглубления. Достаточно выложить кирпичную площадку и залить ее строительным раствором.

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

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

После установки следует обязательно испытать котел. Если все сделано правильно, он довольно быстро выйдет на требуемый режим, и в доме уже очень скоро начнет чувствоваться тепло.

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

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




Требования противопожарной безопасности

  1. При установке пиролизного котла нужно учитывать не только необходимость его размещения на твердом основании, но и требования противопожарной безопасности. Несоблюдение общепринятых рекомендаций способно привести не только к серьезным штрафным санкциям, но и к появлению прямой угрозы безопасности жильцов.
  2. Для установки котла нужно выделить отдельную котельную. Непосредственно установка агрегата, как отмечалось, выполняется на индивидуальном фундаменте. Перед топочными камерами нужно уложить лист металла. Толщина этого элемента должна составлять порядка 2-3 мм. Котел нельзя устанавливать на расстоянии менее 20-30 см от стен, мебели и прочих предметов.
  3. Котельное помещение стоит в обязательном порядке оснастить качественной вентиляцией. Отверстия для проветривания должны иметь площадь от 100 см2. Процесс горения требует постоянного притока свежего воздуха, поэтому вопросу вентилирования котельной следует уделить особое внимание.
  4. Дымовую трубу следует утеплить. Для этого хорошо подойдет фольгированный минераловатный утеплитель. Без теплоизоляции на стенках дымохода начнет появляться конденсат и оседать деготь, что приведет к снижению срока службы дымоотводящей конструкции.

Таким образом, в самостоятельной сборке пиролизного котла нет ничего сложного. Следуйте инструкции, помните о полученных рекомендациях и все получится.

Удачной работы!

Видео – Пиролизный котел своими руками изготовление