Пиролизные котлы отопления своими руками. Пиролизные котлы: о принципе их работы и целесообразности использования. Бюджетный вариант для дачи

15.02.2022

Впервые конструкцию длительного горения изготовил литовский инженер, но отечественное производство сумело усовершенствовать твердотопливные котлы. Но такое изготовление пиролизного оборудования можно провести и своими руками. Это позволит сэкономить на приборе.

Во время горения дров не используется весь потенциал топлива, так как древесина сгорает достаточно быстро. Из-за этого процесс горения значительно утруднен, ведь постоянно приходится подкладывать дрова в котел или печь. С этой целью была сконструирована печь длительного горения Беляева, Попова и Холмова.

Пиролиз создает для топлива такие условия, когда сгорание древесины замедляется и выделяется намного больше тепла. Длительное горение достигается при понижении подачи кислорода. В результате образуется, природный кокс и горючий газ. Данный газ смешивается с кислородом и также сгорает под воздействием высоких температур, выделяя достаточно много тепла.

Этапы пиролиза:

С минимальным доступом кислорода сгорает дерево и выделяет горючий газ;
Сгорает горючий газ в камере догорания, выделяя тепло.

Пиролизное горение в двух этапах широко используется в печах длительного горения и в твердотопливных генераторах. Так можно устроить газогенераторный котел для автомобиля. Но важно правильно настроить работу котла.

Стоимость промышленных элементов может отличаться высокой стоимостью. Для устройства такого котла необходимые качественные и дорогие огнеупорные материалы. К тому же в промышленных котлах предусмотрена эффективная автоматическая система.

На скорость горения влияет температура прогрева дров и их влажность. Чем больше воды, тем длительнее будет она испаряться.

Контроль за горением происходит путем контроля подачи воздуха. Подача кислорода может происходить за счет вентилятора. Работает он за счет подключения к электросети. При обустройстве вентилятора получает установка, которая зависима от электрической сети.

Чертежи и принцип работы пиролизного котла своими руками

Принцип работы устройства зависит от конструкции системы. Для начала следует внимательно изучить схему и чертежи системы длительного горения. Это поможет лучше понять функции каждого элемента.

Схема пиролизной установки:

Вход для кислорода;
Топка;
Дымоход;
Трубопровод для подачи и отвода жидкости;
Регуляторы;
Место монтажа вентилятора.

Дымоход для пиролизного котла ничем не отличается по своему устройству от труб для выброса продуктов горения классических агрегатов. В нашей следующей статье вы узнаете, какие трубы лучше выбрать для монтажа дымохода: .

В систему могут входить и другие детали. Вся сложность конструкции разобрана в чертежах. Наиболее простая конструкция наблюдается в чертеже котла «Пиролиз71».

Для отопления частного дома достаточно мощности котла в 40 кВт. Для увеличения или уменьшения мощности прибора потребуется внести изменения в саму конструкцию оборудования. В этом случае учитывают пропорциональные размеры всех элементов котла.

Для устройства отопительной системы с помощью твердотопливного котла своими руками необходимо сделать правильный расчет с учетом габаритов всех деталей.

Для маленького дома вполне достаточно котла с показателем 25-30 кВт. Абсолютно бесплатно пиролизную систему отопления не устроишь. Но есть выполнять работы своими руками, то можно сэкономить.

Твердотопливный котел – это отопительное устройство, которое использует энергию горящего твердого топлива. В статье: вы найдете описание и классификацию современных систем отопления длительного горения с использованием котлов на твердом топливе.

Принцип работы, плюсы и минусы пиролизного котла

Разобраться в принципе действия можно исходя из схем и чертежей. Но для самостоятельно изготовления понадобится больше углубиться в принцип работы устройства. Горелка работает благодаря сухой перегонке. При достижении температуры 500-600 градусов начинается разложение дерева. В итоге появляется горючий газ и натуральный кокс.

Горючий газ смешивается с воздухом. Именно это становится спусковым крючком для начала горения. Но для правильного процесса в камере должна поддерживаться оптимальная температура.

В результате пиролизного горения получается дым, который абсолютно безвредный для окружающей среды.

Устройство длительного горения позволяет максимально использовать твердое топливо. В итоге остается совсем мало отходов. Потенциал древесины раскрывается лучше, выделяется больше тепла и можно отопить большие площади.

Пиролиз относится к экзотермическим процессам. Это общее название класса, в результате деятельности которого образуется тепло. Но данное тепло используется для обогрева и сушки топлива.

Преимущества пиролизных котлов:

Длительное время поддерживается стабильная температура;
Вместительность загрузочного бункера;
Высокий КПД;
Можно использовать для утилизации продуктов древесной переработки.

Но самодельный пиролизник имеет свои недостатки. Среди минусов выделяют большие размеры конструкции, зависимость от электричества и выборочность топлива. При покупке готовой системы отмечают высокую стоимость оборудования. Для отопления дома нельзя использовать влажную древесину. Из-за высокой влажности пиролиз будет затрудненным.

Пошаговая инструкция, как сделать пиролизный котел своими руками

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

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

Для корпуса котла используется качественная и прочная сталь. Оптимальная толщина – не меньше 3 мм.

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

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

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

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

Эксплуатация пиролизного котла длительного горения своими руками

Настройка правильного функционирования котла после установки также имеет свои особенности. В норме котел не дымит. Перед первым включением котел подсоединяется к дымоходу и наполняется водой. На котле размещается терморегулятор для контроля показателей температуры жидкости. Чтобы смонтировать термометр в котлах предусмотрены специальные отверстия.

Последовательность включения котла:

Вентилятор подключается к электросети и проверяется на работоспособность. Воздушные заслонки должны быть на среднем положении.
В загрузочный бункер необходимо положить небольшое количество бумаги и щепок. Дверцы камеры потребуется закрыть.
Открывается дроссельная заслонка дымохода, включается вентилятор и поджигается бумага.
После разгорания дров форсунка перекрывается.
Через нижний отсек сжигания выполняется контроль горения.
После закипания жидкости потребуется отключить вентилятор. Пламя погаснет, а вода начнет остывать.

Установка котла предусматривает соблюдения правил безопасности. Монтировать прибор лучше в отдельно . Оборудуют прибор на основе из кирпича или бетона. Предусматривается интервал между котлом и стенами – от 20 см.

Пиролизный котел своими руками: чертежи (видео)

Пиролизный котел имеет множество преимуществ. Это надежная система, которая позволяет получить максимальное количество тепла от сгорания древесины. Можно приобрести заводской вариант или сделать котел самостоятельно в домашних условиях.

Сэкономить на отоплении можно с помощью установки пиролизного котла. В данной статье мы расскажем как сделать пиролизный котел своими руками.

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:

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

1.
2.
3.
4.
5.

В случае отсутствия угля и магистрального газопровода, а также по причине дороговизны электроэнергии, решить проблему с отоплением может изготовление пиролизного котла своими руками, работающего на дровах.

Конструкционные особенности пиролизного оборудования

Пиролизный нагревательный агрегат в зависимости от расположения камеры дожига бывает двух видов:

с нижним местонахождением;
с верхним местонахождением.

Характеризуется пиролизная установка своими руками высоким аэродинамическим сопротивлением. По этой причине ей требуется принудительная тяга. Когда котел небольшой, для этих целей используют вентилятор. Если планируется задействовать большой пиролизный агрегат, желательно установить мощный дымосос.

Преимущества пиролизного отопительного оборудования

На эффективность функционирования отопительного оборудования влияет ряд факторов:

температура внутри дома и на улице;
степень утепления строения;
проектное решение создания отопительной системы и то, насколько оно правильно выполнено;
вид и состояние топлива.

По сравнению с традиционными способами нагрева пиролиз своими руками является более эффективным, а в процессе сжигания дров и горения газов, выделяемых при этом, нет необходимости в значительном объеме воздуха. В результате время горения увеличивается и одновременно повышается температура.

Отличительные особенности, которыми обладают пиролизные котлы своими руками, изображенные на фото:

длительное тление дровяного топлива, приводящее к равномерному распределению тепла (прочитайте также: " ");
минимальная пожароопасность;
максимальный временной период, в течение которого дом обеспечивается комфортной температурой;
котел на одной закладке дров функционирует в течение 18-28 часов;
для отопления можно использовать любые древесные отходы (опилки, щепы и прочее), а также пластик и резину (посмотрите статью: " ");
отсутствие сажи;
небольшая цена создания агрегата.

Чертежи пиролизных котлов

На этапе подготовки создания пиролизного агрегата необходимо:

изучить информацию относительно особенностей такой отопительной системы;
произвести точные расчеты, чтобы знать оптимальный вид горения;
также нужно иметь на самодельные пиролизные котлы чертежи.

Только качественная обвязка отопительного агрегата и правильный подбор мощности для него обеспечат эффективное функционирование всех элементов системы. Для выполнения обвязки требуется схема пиролизного котла своими руками.

Местонахождение котла и количество материалов определяют на основе расчетов и чертежей, отображающих составляющие компоненты отопительной системы, включая элементы подачи теплоносителя, теплообменник и топку.

Имея на самодельный пиролизный котел чертежи и соответствующие расчеты, владелец дома или дачи может приступать к монтажным работам и последующему испытанию оборудования (читайте также: " "). Если все выполнено в соответствии с проектной документацией, то после завершения сборки котел способен запустить работу отопительной системы в течение максимум 45 минут.

Постройка пиролизного котла

Чтобы соорудить самодельные пиролизные котлы длительного горения из оборудования, инструментов и стройматериалов потребуются:

сварочный аппарат;
болгарка;
электрическая дрель;
шлифовальные круги, имеющие диаметр 12,5 и 23 сантиметров;
сейф с двумя дверцами;
огнеупорный кирпич;
4-миллиметровый стальной лист;
электроды
дверцы, необходимые для топки и поддувала;
чугунные колосники (подробнее: " ");
круглый прут;
вентилятор-дымосос;
профильные трубы;
асбестовый шнур;
терморегулятор;
болты и гайки.

Как своими руками сделать пиролизный котел, смотрите на видео:

Оригинальный вариант создания котла

Пиролизный котел можно установить даже, когда его труба выведена ниже уровня расположения крыши. Проблему решают путем монтажа дымососа. На расстоянии примерно 40 сантиметров от края дымохода устанавливают колено наружу раструбом. Если используется гофрированная трубка, колено подсоединяют к вентилятору, и тогда воздух будет нагнетаться в дымоход. Читайте также: " ".

Неплохой основой для котла станет несгораемый сейф из двух дверей. Избавившись от всего, что находилось внутри, дверцы заваривают, после чего делают 2 вставки. Для увеличения площади теплообмена в конструкцию вваривают полтора десятка труб.
После этого вырезают отверстие и монтируют топочную горловину. Внутри топки нижние углы обкладывают огнеупорным кирпичом для обеспечения распределения потоков воздуха через колосники.

Кожух для котла выполняют из оцинковки, в его нижней части находится поддувало и колосниковая решетка. Дверцу оборудуют трубой с поворотной заслонкой для первичного поступления воздуха. Вторичный воздух подается при помощи распределительной коробки, находящейся над топочной дверкой и соединенной с котлом тремя трубами, заведенными в агрегат строго горизонтально. С торца на трубах ставят заглушки, а снизу сверлят три ряда отверстий на расстоянии 22-25 миллиметров одно от другого диаметром 2-3 миллиметра.

Пиролизный котёл, как и любая конструкция, собираемая своими руками, требует детального изучения и тщательного планирования. Это довольно трудоёмкая работа, которая потребует скрупулезного внимания в течение небольшого времени. Если вы решили соорудить пиролизный котёл собственноручно, то затраты не будут высокими, а изготовление и эксплуатация сэкономит ваши деньги.

Пиролиз – принцип работы

Что такое пиролиз

Пиролиз – это процесс, при котором древесное топливо распадается под воздействием высокой температуры в вакуумном пространстве (без кислорода). В результате процедуры получается огарок твёрдого углеродного типа и пиролизный газ. Процедуру пиролиза называют современным и безотходным. Всё потому, что сокращенно число загрязняющих веществ в окружающую среду.

Процесс пиролиза – создаёт обстановку при которой монотопливо (мусор, дрова) горит медленно, а объём теплоотдачи – значительно больше в сравнении с другими теплогенераторами. Газовые вещества, смешиваясь с кислородом, горят при повышенной температуре. При этом выделяется большими объёмами тепловая энергия.

Принципы работы

горючее топливо, в ограниченной от воздуха среде, выделяет водород (угарный газ);
сгорает и сам водород, передавая тепло.

Методика пиролиза значительно снижает засорение атмосферы, но всё же зависит от сжигаемого сырья . Процедура методики проходит по разным температурным уровням. Их два.

Верхняя топа пиролизного котла

Температурные уровни пиролиза

Низкотемпературная степень.

Это пиролиз, температура которого составляет 450 – 900 градусов по Цельсию. В этом процессе дымовой газ выделяется минимально, а остатки сырья, смолы – максимальны. Количество утиля (отходов) наибольшее. Считается экологичным.

Высокотемпературная степень.

Это пиролиз, температура которого составляет более 900 градусов по Цельсию. При этом процессе дымовой газ выделяется максимально, а смола – минимально. Количество утиля – наименьшее.

В результате пиролиза, из отходов можно получить энергию (тепловую и электрическую), мазут, топливо (солярку, автобензин). Но при условии детальной отсортировки мусора.

Что такое пиролизный котёл?

Пиролизный котёл – это экологически чистый аппарат, который служит для отопления помещений.

Вы будете довольны выбором пиролизного котла, если ваши требования при изготовки простого отопительного прибора:

демократичность ценовой категории;
неприхотливость в использовании (не нужно засыпать сырьё каждые 3 часа);
незамысловатая изготовка;
лёгкость в управлении;

Пиролизный котёл (заводского изготовления) являет высокотехнологичная конструкция, которая состоит из:

вентилятора;
насосы;
отсеки для воды;
отверстий и заслонок для твердого топлива;
автоматизированного электрического пульта управления;
отсека для дров;
проёма для сбора шлака и т. д.

Пиролизный котел от производителя

Конечно, эти котлы разработаны из чугуна, покрыты термоплиткой и автоматика управления на высшем уровне, но и стоимость согласитесь высокая. Плюс при поломке вы будете думать за что хвататься (хотя гарантия производителя на них большая), но на всё есть исключения.

Другое дело, котёл, сделанный своими руками. Это всего – то стальной короб с дымоотводом и вентилятором. В нём находятся камеры для топлива и воздуха.

В пиролизном котле применяется вода и электрика. Но электрика всего лишь для подключения вентилятора, а воды не надо много и менять часто её не требуется. Жидкость то испаряется. Вы можете засыпать в него что попало: мусор, хворост, дрова, железные банки и т. п.

И хотя, вентилятор делает устройство энергозависимым – он является важным фактором для обеспечения максимального эффекта горения. Устройство регулирует подачу воздуха в отсеки котла.

Пиролизный котел, изготовленный своими руками

Составляющие самодельного пиролизного котла:

короб с отсеками из стали;
дымоотводная труба;
температурные датчики;
вентилятор;
трубы для воды;
шлаковый отсек и т. д.

Подробные элементы оборудования и как соорудить пиролизный котёл самому – описаны ниже.

Особенности оборудования

Плюсы самодельного пиролизного котла:

прост в изготовлении;
минимальные финансовые затраты;
максимальный коэффициент полезного использования;
возможность лёгкого управления;
изменение режимов работы котла;
расход топливных материалов минимален;
экологичность оборудования;
повышенный эффект теплоотдачи;
время автономного управления больше, чем у других аппаратов такого же типа;
максимальный коэффициент полезного действия;

Минусы самодельного пиролизного котла:

создание стабильных условий (дрова не должны быть сильно влажными, прохождение воздуха должно быть под контролем);
вентилятор, создаёт зависимость от электричества;

Совет по проверки степени КПД для самодельного котла:

Чтобы проверить максимально ли КПД, нужно всего лишь прсмотреться к дыму(его цвету и запаху). Но котёл нужно «включить» на всю мощность. Если дым пахнет резко и неприятно, цвет преимущественно тёмных тонов, то коэффициент полезного действия – низкий.

Рассчитываем бюджет для сборки. Материалы. Оборудование.

Инструменты, для изготовления самодельного пиролизного котла:

по желанию, углошлифовальная машинка (для отделки корпуса);
инверторная сварка (сварочный аппарат) электрического типа (рекомендуется – постоянного тока);
электрическая дрель;
на выбор: электролобзик или плазморез (лучше и эффективней).

Материалы для самодельного изготовления пиролизного котла:

Термоизолирующие материалы для стен и пола.
Листы из стали – 3 штуки. Размеры: 1м 25см Х 2м 50см; толщина 4 мм – 7,5 м2.
листы из оцинкованной стали – 2 штуки (или простой листовой стали).

Если вы хотите больше сэкономить, то отделку внутренних деталей устройства можно сделать из более толстого листа (например, 5 мм), чем внешние элементы корпуса (4 мм).

Размеры:

1м 25см Х 2м50см; толщина 2 мм; 3 трубы:
первая 57 мм в диаметре; толщина – 3,5 мм; длина – 8м;
вторая 159 мм в диаметре; толщина – 4,5 мм; длина – 0 ,5м;
третья 32 мм в диаметре; толщина – 3,2 мм; длина – 1м.
10 штук огнеупорного кирпича (шамота);
профильная квадратная труба размером 60 Х 30; толщина – 2мм; длина – 1,5м;
профильная квадратная труба размером 80 Х 40; толщина – 2мм; длина – 1м;
5 упаковок электродов (или 10кг);
10 отрезанных кругов в диаметре 230мм;
вентилятор дутьевого типа;
температурный датчик;
стальные болты;
термокерамический шнур;
две ручки, для открытия/закрытия металлических «дверок»;
электрический бесперебойник.

Детали указанные выше, в общих чертах дают понять сколько материала вам понадобится. Всё зависит от размера котла, который вы делаете сами. Перед началом всех работ настоятельно рекомендуется сделать чертёж конструкции, а потом производить закупку материалов!

Чертежи котла

Чертёж пиролизного котла (25-40кВт), сделанный своими руками:

схема пиролизного котла своими руками

Таблица соотношений параметров для того чтобы сделать котёл собственноручно:

Пошаговая инструкция по изготовления пиролизного котла своими руками

Этапы сборки пиролизного котла своими руками

Выберите место для установки пиролизного котла. Пол и стены желательно обшить термоизолирующим материалом. Доступ к агрегату должен быть беспрепятственным. Расстояние между стенами и агрегатом – не менее 20см.
Подготовьте чертежи для котла.
Приобретите материалы для непосредственной изготовки.
По чертежам вырежьте элементы устройства.
Отверстия для труб теплообменника можно вырезать при помощи лобзика ВД 40 и банки. Просто очертите на листе металла банку диаметром 230 мм и вырежьте.
Первым делом сварите листы металла между собой для камеры дожига.
Приварите дно камеры асификации и отверстие под горелку.
Установите трубы в предварительно вырезанные отверстия.
Приварите трубы к конструкции с помощью сварки.
Наметьте места для распорок (их приваривают, чтобы исключить деформацию от давления).
Постепенно, обшевая полученную конструкцию внешним кожухом из металла, приваривайте распорки и, естественно, металлический кожух.
С помощью сварки зафиксируйте металлические выступы для «дверок» (в топочную и зольную камеры).
Изготовьте загрузочную дверь. Продумайте механизм крепления.
Прикрепите к двери уплотнительный шнур и ручки.
Расположите шамот в котле, согласно чертежам (в камере газофикации).
С помощью сварки прикрепите трубы к внешнему корпусу. Одна для подачи воздуха, вторая для дымоотхода.
При желании пройдитесь по листам шлифовальной машинкой.
Установите центробежный вентилятор.
Покройте корпус грунтовкой. Также можно нанести слой термоизоляционной краски.
Подключите электрический беспребойник.
Прикрепите термодатчик к конструкции.

Делая пиролизный котел своими руками, вы можете быть уверены в качестве прибора, а также не ограничены строгими рамками характеристик готовой продукции

Тонкости при изготовке агрегата

проём для горючего сырья следует вырезать немного выше, чем у котлов с твёрдоотпительной системой;
обязателен для установки ограничитель в топливной камере, для контроля воздуха. Его (ограничитель) можно сделать из трубы (диаметр – 70мм); внизу ограничителя приварите стальной диск. Расстояние между стенок – 40мм;
отсек для топлива сделайте прямоугольным;
если в вашем чертеже котел будет с внутренними трубами – то, их нужно немного изогнуть.

Пиролизный котел своими руками изготовление и правила безопасности

Правила безопасности во время изготовления пиролизного котла

во время работ используйте перчатки;
при сварке наденьте защитный шлем;
при использовании электро-инструментов соблюдайте расстояние не менее 50см;
детали конструкции храните в защищенном месте — подальше от детей и животных;
не смотрите на сварку не вооружённым глазом;
помещение для котла должно быть изолированным от окружающих факторов. В нём неоходимо установить вентиляционную систему;
стенки и фундамент для котла должны состоят из жаропоглашающих материалов.

Правила безопасности при эксплуатации самодельного пиролизного котла

не прислоняйтесь телом к котлу;
при эксплуатации устройства пользуйтесь перчатками;
не забывайте подливать воду;
не оставляйте открытыми камеры для закладки дров и шлака;
не устанавливайте возле агрегата никаких конструкций, особенно из дерева;
при удалении шлаков пользуйтесь лопаткой;
не засовывайте не зашищенные руки в камеры котла.

Пиролизный котел в системе отопления

Итог

Пиролизный котёл собственноручно делать довольно легко, если учесть все нюансы по изготовлению. Он удобен в эксплуатации и не требует высоких финансовых затрат. Он не потребляет много электроэнергии или газа, которые нынче высоки. Топливо, как в других отопительных системах, не требует пополнения каждые три часа. Плюс агрегат не загрязняет атмосферу. Если вы решили изготовить котёл своими руками, то непременно останетесь довольны результатом и дальнейшей эксплуатацией.

Видео о том, как сделать пиролизный котел своими руками и проверить его:

Пиролизный котел своими руками видео-инструкция

Из всех видов отопительных установок, работающих на твердом топливе, наиболее эффективными считаются агрегаты, в которых при сжигании дров или угля происходит пиролиз. Это процесс дожигания газов, выделяющихся из дров или угля при их тлении, что позволяет передавать теплоносителю почти всю энергию сгорания топлива. Данный принцип использует схема пиролизного котла, в которой реализовано выделение горючего газа из топлива и его последующее сжигание.

Конструкция и компоновка элементов установки

В отличие от классических твердотопливных установок устройство пиролизных котлов длительного горения предусматривает две камеры сгорания вместо традиционной топки. В первой камере осуществляется медленное горение за счет недостаточного количества воздуха. При этом топливо начинает выделять так называемый пиролизный газ, перетекающий во вторичную камеру вместе с продуктами сгорания. Туда же подается достаточное количество воздуха, вследствие чего газ воспламеняется и сгорает, нагревая водяную рубашку агрегата.

Расположение двух камер может быть различным, поскольку отопительные котлы пиролизного типа могут работать как на естественной тяге дымохода, так и с помощью принудительной подачи воздуха вентилятором. В установках, использующих естественную тягу, вторичная камера расположена над первичной и воздух проходит через топливо снизу вверх. При искусственно создаваемой тяге главная топка, наоборот, находится над камерой дожига и поток воздуха направлен сверху вниз. Это отражают представленные ниже схемы устройства пиролизных котлов с различной компоновкой камер.

Способы подачи воздуха для горения

К высоте и диаметру дымохода предъявляются повышенные требования, когда схема подачи воздуха в пиролизном котле предполагает использование обычной тяги. Ее должно хватать на преодоление сопротивления газовоздушного тракта установки и дымоходной трубы, а также на создание разрежения в топке величиной 16-20 Па. Подобрать диаметр можно по выходному патрубку, а высота должна быть не менее 5-6 м.

Принудительная подача воздуха в обе камеры может осуществляться тремя способами:

Обычно схема пиролизного котла, предусматривает установку вентилятора в режиме нагнетания. Это объясняется тем, что обычный нагнетатель по стоимости доступнее чем дымосос, так как последний должен вытягивать отходящие газы с высокой температурой. По этой причине его конструктивные элементы стоят дороже.

Ведущие производители пиролизных котлов устанавливают на свои изделия дымососы на выходе продуктов горения. Причина – обеспечение безопасности для человека, открывшего дверцу топки в рабочем режиме. Дымосос создает разрежение, поэтому пламя не полыхнет через открытый проем человеку в лицо.

При большой мощности установки производителями применяются вентиляторы для котлов обоих типов, на входе и выходе газовоздушного тракта.

Для того, чтобы понять, как работает пиролизный котел, рекомендуем посмотреть следующее видео.

Изготовление пиролизного котла

Эффективность этого вида установок на дровах стала причиной их популярности у мастеров, которые могут изготавливать твердотопливные котлы пиролизного типа собственными силами из имеющихся материалов. Процесс этот достаточно трудоемкий и требующий навыков выполнения слесарных и сварочных работ, некоторого минимума инструментов и оборудования:

аппарат для электросварки;
угловая шлифовальная машина;
дрель электрическая;
набор слесарных инструментов.

Если имеются навыки, инструменты и большое желание, то можно изготовить агрегат, используя следующий чертеж пиролизного котла на естественной тяге:

1 – воздушный канал; 2 – дверца для загрузки топлива; 3 – дверца вторичной камеры; 4 – заслонка прямой тяги; 5 – первичная камера; 6 – верхняя крышка; 7 – входной канал для подачи воздуха; 8 – воздушная заслонка; 9 – патрубок для группы безопасности; 10 – вторичная камера дожигания; 11 – патрубок присоединения дымохода; 12 – форсунка; 13 – жаротрубный теплообменник.

Материалом для изготовления камер может служить жаропрочная легированная сталь, но это дорогой материал, поэтому мастера берут простую углеродистую сталь толщиной 5 мм. Для защиты ее от высокой температуры в нижней части топки выполняется футеровка пиролизного котла огнеупорным кирпичом. Им же нужно защитить днище вторичной камеры, куда направлен факел пламени. Для обшивки водяной рубашки применяется листовой металл толщиной 3 мм, его приваривают к ребрам жесткости из полосовой стали. Из такого же металла изготавливают дверцы, крышку и обрамление проемов.

Передачу тепла от дымовых газов устройство котла предусматривает через жаротрубный теплообменник, находящийся внутри водяной рубашки. Для его изготовления подойдут бесшовные стальные трубы из углеродистой стали наружным диаметров 48 или 57 мм. Количество труб следует подобрать по необходимой площади поверхности теплообмена, для чего выполняется расчет пиролизного котла.

Учитывая, что топливо в пиролизных агрегатах горит долго (до 12 часов) и продуктивно, некоторые владельцы классических установок прямого горения задумываются о том, можно ли их модернизировать. Такая переделка твердотопливного котла в пиролизный возможна, но при условии, что топка агрегата сделана из металла, а не чугуна. Колосниковая решетка убирается и с помощью электросварки на ее месте закрепляется перегородка, разделяющая главную топку и зольник, который будет выполнять роль вторичной камеры. Между ними устанавливается форсунка. Кроме этого, понадобится организовать подачу воздуха в обе камеры, надо изготовить воздушные каналы и установить их, как показано на чертеже.

Как правило, переделка котла в пиролизный происходит не на заводских агрегатах, а на самодельных, это расширяет возможности для усовершенствования конструкции. Можно менять проходное сечение форсунки, размеры обеих камер или площади поверхностного теплообмена, добиваясь наилучших показателей длительности горения и повышения КПД установки.

Расчет пиролизного котла

Расчет начинается с определения величины температурного напора, ºС:

Ƭ= (∆Т — ∆t) / ln (∆Т / ∆t)

В этой формуле:

∆Т – перепад температур продуктов сгорания перед теплообменником и после него;
∆t – разница между температурами в трубопроводах подачи и возврата теплоносителя.

Полученное значение Ƭ подставляют в формулу:

S = Q / k / Ƭ , где:

Q – расчетная мощность отопительной установки, Вт;
k – коэффициент теплопередачи, равен 30 Вт / м 2 ºС.

Укрупненный расчет мощности пиролизного котла (Q, кВт) выполняется исходя из площади здания. Ее значение нужно принимать по наружному обмеру дома, результат разделить на 10. Смысл этого действия в том, что на обогрев каждых 100 м 2 здания требуется ориентировочно 10 кВт тепловой энергии. Полученный результат – это расчетная мощность системы отопления, а источник тепла принимается с коэффициентом запаса. Он зависит от региона проживания и колеблется от 1,1 до 1,5.

Пусконаладочные работы

После того как сборка пиролизного котла завершена, нужно обязательно проверить герметичность сварных соединений. Водяная рубашка наполняется водой, затем в нее накачивается воздух, создавая избыточное давление. Некачественно сваренные швы дадут о себе знать протечками. Теперь можно производить испытания, лучше это делать на улице, подавая проточную воду из шланга. Если на агрегате установлена группа безопасности, то можно наполнить резервуар котла водой и проверить его работу при критическом давлении 2-2,5 Бар. Порядок испытаний следующий:

Присоединить временный дымоход, загрузить в камеру топливо и открыть заслонку прямой тяги.
Прекратить подачу проточной воды, предусмотрев для этого временный кран.
Произвести розжиг и запуск пиролизного котла. Как только дрова разгорятся, заслонку прямой тяги нужно прикрывать, чтобы начался процесс пиролиза.
Открыв дверцу вторичной камеры, убедиться в наличии факела пламени. Здесь требуется регулировка пиролизного котла, нужно добиться ровного и устойчивого факела, открывая или закрывая воздушную заслонку.
Закрыть дверцу и наблюдать за показаниями термометра и манометра. В закрытой водяной рубашке процесс парообразования может начаться при достижении давления 1,5 Бар, в это время надо внимательно отслеживать температуру.
Качественно сваренные пиролизные котлы отопления могут выдерживать давление до 3 Бар, но не стоит ставить рекорды. Достаточно, если предохранительный клапан, настроенный на давление 2 или 2,5 Бар начнет сбрасывать пар, тогда можно открывать кран и возобновлять циркуляцию воды. Заслонку подачи воздуха надо закрыть, чтобы топливо начало затухать.

Будьте осторожны, проводя такие испытания, есть опасность обвариться кипятком по неосторожности или при разрыве водяной рубашки.

Подключение котла к системе отопления

Последний этап – подключение пиролизного котла и выполнение его обвязки. Как и во всех твердотопливных установках, надо исключить образование конденсата на внутренних стенках топки во время разогрева. Это явление сокращает срок службы корпуса топки, поскольку конденсат содержит включения серы и будет вызывать интенсивную коррозию металла. По этой причине обвязка котла отопления должна быть выполнена по схеме, не допускающей попадание в рубашку холодной воды при разогреве.

Ниже приведена классическая схема подключения пиролизного котла к системе отопления с балансировочным вентилем между подающим и обратным трубопроводами.

Перемычка образует малый контур, в котором теплоноситель приводится в движение циркуляционным насосом. Приведенная на схеме обвязка пиролизного котла отопления позволяет воде циркулировать по малому контуру, прогреваясь вместе с агрегатом. Термостатический трехходовой клапан начнет подмешивать холодную воду из системы в тот момент, когда в малом контуре температура воды достигнет заданного значения, обычно это 45-50 ºС.

Рабочая температура в системе отопления лежит в пределах 60-80 ºС, поднимать ее выше приходится редко. Если при работе в этом диапазоне температур в вашем доме прохладно, то надо искать причину в самой системе. Увеличивать температуру не имеет смысла, это только увеличит расход дров в пиролизном котле.

Заключение

Пиролизные установки, сделанные своими руками, приобретают все большую востребованность. Причина – высокая стоимость котлов заводского изготовления, самодельные агрегаты часто оказываются единственной альтернативой. Единственный недостаток - топливо для пиролизных котлов должно иметь влажность не выше 25%, иначе процесс пиролиза будет слабым, что влияет на производительность установки.