Как сконструирован пиролизный котёл

Содержание

Самодельный пиролизный котёл: чертежи, расчёт, наладка, видео

Как сконструирован пиролизный котёл

Пиролизные котлы давно завоевали популярность у владельцев частных домов — по значению КПД они приближаются к газовому оборудованию, при этом могут быть установлены даже в любом доме и не зависят от наличия газа и электричества. Пиролизный котел можно сделать самостоятельно, сэкономив немало денег.

Отличия и преимущества

В обычных дровяных котлах и печах с водяным отоплением древесина сгорает довольно быстро, и одной загрузки дров хватает на 3-4 часа.

Отопительное оборудование при этом требует постоянного внимания, ведь если огонь в топке потухнет, то теплоноситель остынет, и в доме станет холодно.

Эта особенность твердотопливных котлов часто вынуждает домовладельцев устанавливать дополнительный электрообогрев или устанавливать котел длительного горения.

Котлы пиролизного типа, отличаются длительным временем работы на одной загрузке. Они могут использовать в качестве топлива дрова или пеллеты — прессованные отходы деревообработки. Длительность работы таких моделей обусловлена особым режимом работы, основанном на пиролизе.

: принцип работы котла

Пиролиз — что это такое, и как его используют в котлах

Процесс горения древесины достаточно сложен. Она состоит из волокон целлюлозы, скрепленных связующим веществом — лизином.

При нагреве эти связи разрушаются, и начинается выделение газа, а древесные волокна начинают темнеть и обугливаться. Газ, называемый пиролизным, содержит горючие элементы, в том числе водород.

Нагреваясь от горячей поверхности тлеющего полена, он воспламеняется и образует яркий огонь.

Повышенное содержание кислорода в зоне горения увеличивает размер пламени. Это можно заметить при открывании топочной дверки — дрова сразу начинают гореть ярче.

Сгорание пиролизных газов сопровождается активным выделением тепла, от чего тление дров усиливается, и очень скоро они сгорают до углей.

Пламя при этом может достигать высоты более метра, при этом греется не только печь, но и дымоход, а горячие, не до конца прогоревшие газы с высоким содержанием сажи выходят в трубу.

Конструкция пиролизного котла позволяет сжигать дымовые газы в отдельной зоне дожига. При этом дрова в зоне газогенерации тлеют долго и равномерно, с постоянной температурой.

Чтобы избежать активного горения топлива, поступление воздуха в загрузочную камеру ограничивают с помощью заслонки.

К зоне дожигания газов воздух, напротив, нагнетают, иногда с помощью вентилятора, но чаще — с использованием естественной тяги.

Конструкция

Внешне котел пиролизного типа не сильно отличается от твердотопливного аналога. В корпусе из стали или чугуна расположена топка, оснащенная дверкой или люком для загрузки топлива. Топка может быть разделена на камеры газогенерации и дожига с помощью перегородок, но иногда деление условное, и процессы происходят в разных зонах топки.

Для чистки от золы в нижней части камеры загрузки топлива расположен колосник, а ниже — зольник с дверцей или ящиком для сбора золы. Отдельной дверцей для прочистки оснащается также зона дожига, так как в ней часто образуется сажа, и требуется ее прочистка.

Рядом с топкой расположен теплообменник, по которому циркулирует выбранный для системы отопления теплоноситель: антифриз, тосол или специально подготовленная вода. Он оснащен двумя штуцерами для подключения труб отопительного контура.

Для отвода дыма предназначен подключаемый к дымоходу патрубок, подсоединенный к топке в зоне дожига. Он может быть оснащен датчиками температуры и шибером для регулирования тяги.

Уровень автоматизации котла зависит от модели, при этом стоит отметить, что котлы с регулированием процесса горения энергозависимы, их установка возможна только при наличии бесперебойного электроснабжения.

: конструкция пиролизного котла

Достоинства и недостатки

    Несомненное преимущество, благодаря которому пиролизные котлы по удобству использования приближаются к газовым — это эффективность и высокий КПД. Но этим перечень достоинств котла не ограничивается, их отличают также:

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

Недостатки котлов пиролизного типа:

  • требовательны к влажности используемой древесины, она не должна превышать 20 процентов;
  • требуют правильного монтажа отопительного контура, о чем будет рассказано ниже;
  • покупные котлы, особенно чугунные модели, довольно дорогие, по цене сравнимы с газовым оборудованием.

Как можно заметить, все недостатки пиролизных котлов устранимы за счет правильной эксплуатации. А уменьшить стоимость отопительного оборудования можно, сделав самодельный котел — это вполне реально, если провести расчет тепловой мощности, а также найти готовые чертежи или сделать их своими руками по эскизам опробованных моделей.

Чертежи и описание

Предлагаемый для сборки самодельный котел, представленный на чертеже, выполнен своими руками по типу пиролизного котла верхнего горения с принудительным наддувом воздуха в камеру сгорания.

Принцип его действия таков:

  • в топливник через дверку, расположенную в верхней части корпуса, закладывают разовую порцию топлива и разжигают их сверху;
  • вентилятор-дымосос, установленный в верхней части корпуса, направляет выделяющийся при горении дым в камеру дожигания;
  • там происходит окончательное догорание газов и содержащихся в них горючих включений;
  • дым отводится через дымовой патрубок, расположенный в задней части котла, в дымоход;
  • зола, образующаяся при топке, через колосниковую решетку попадает в зольник, который находится ниже топочной камеры;
  • топку окружает водяная рубашка, играющая роль теплообменника и термоизоляции стенок котла;
  • вода в теплообменник поступает через нижний штуцер, расположенный в задней части котла, а отводится в систему — через верхний;
  • на верхней плоскости котла расположен контроллер, позволяющий регулировать режим, а внутри теплообменника — температурный датчик.

На чертеже представлены размеры котла и обозначения его конструктивных частей. Часть размеров обозначена буквенным кодом — их уточняют по таблице и выбирают по желаемой мощности котла. Эти размеры определены тепловым расчетом, от них зависит правильная и бесперебойная его работа.

Материалы и инструмент, необходимые для сборки

    Корпус котла делают своими руками из листовой стали и металлических труб с помощью сварки. Поэтому перед его изготовлением необходимо подготовить:

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

Материалы и их примерное количество:

  • 3 листа стали стандартного размера 1250х2500 мм, толщина 4-5 мм, лучше холодный прокат — его меньше ведет при скачках температуры;
  • 2 листа оцинкованной стали 1250х2500 мм, толщина 1,5-2 мм;
  • металлическая труба Ø32 мм, толщина стенок 3,2 мм;
  • металлические трубы Ø57 мм, толщина стенок 3,5 мм;
  • металлическая труба Ø159 мм, толщина стенок 4,5 м, общая длина 0,5 м;
  • профильная труба двух сортотипов: 60х30х2 и 80х40х2;
  • фурнитуру для дверок — ручки, задвижки;
  • метизы;
  • шамотный кирпич для футеровки топки;
  • асбестовый шнур для термоизоляции дверцы.

Точное количество материала необходимо уточнить по рабочим чертежам. Кроме этого, необходимо подготовить дымосос — вентилятор необходимой мощности, термодатчик, контроллер и источник бесперебойного питания на ~220 В. Мощность вентилятора определяется с помощью расчета.

Для уменьшения веса котла для внешних стенок теплообменника можно взять сталь толщиной 2 мм. Они нагреваются меньше, чем до 100 градусов, поэтому не подвержены деформации.

Технология сборки

    Последовательность операций может быть различной, но опыт мастеров показывает, что сборку котла своими руками лучше проводить так:

  1. По приведенному базовому чертежу выполняют рабочий, с размерами, уточненными по таблице и расчету.
  2. Из листов металла и труб болгаркой вырезают заготовки для сборки агрегата.

    Отверстия для труб и штуцеров выполняют с помощью дрели и электролобзика или плазмореза — второй вариант предпочтительнее, так как позволяет сделать идеально ровный срез.

  3. Сваривают топочную камеру из металла 4-5 мм толщиной. Вваривают перегородку, образующую дымооборот в задней части топки.

    Между загрузочной камерой и зоной дожига из уголка или стальной полосы делают опору для колосника. Колосник лучше устанавливать чугунный — он прослужит дольше, а при деформации или прогорании можно легко его снять и заменить.

  4. К камере в верхней его части приваривают дымовой патрубок и трубу с заслонкой для подачи воздуха. На выходе предусматривают посадочные места для дымососа.

  5. Выполняют проемы для дверок топочной и зольной камеры из обрезков металла.
  6. Наваривают перемычки, которые будут соединять внутреннюю и внешнюю стенки теплообменника и компенсировать перепады давления. Их можно сделать из стальной полосы. Перемычки должны располагаться вертикально, чтобы не мешать естественной циркуляции теплоносителя.

  7. Постепенно приваривают внешние стенки теплобменника, соединяя их с перемычками. В отверстия на задней стенке котла приваривают штуцера для подачи воды в систему.
  8. Делают из листового металла дверцы. Их выполняют двойными со слоем теплоизоляции — асбестовой тканью. Дверки крепят к котлу на петли или продумывают другой тип крепления.

  9. Топку в зоне дожига футеруют шамотным кирпичом в четверть кирпича на жаропрочный раствор.
  10. К котлу приваривают или крепят на болты регулируемые ножки, позволяющие выставить его строго горизонтально.
  11. Корпус шлифуют, удаляют окалину, после чего своими руками покрывают его жаропрочной краской из баллона.

  12. Устанавливают дымосос между дымовым патрубком и дымоходом, подключают его к сети.
  13. На верхней части котла устанавливают контроллер, а датчик размещают в теплообменнике рядом с выходным штуцером.

На этом сборка котла закончена, и можно подключать его к системе отопления и приступать к наладке.

Подключение котла к отопительному контуру

Котлы длительного горения, сделанные своими руками, могут работать в системах с естественной или принудительной циркуляцией — их конструкция достаточно надежна. Системы с естественной циркуляцией монтируются с соблюдением угла наклона труб, с принудительной — с подключением циркуляционного насоса нужной мощности, которая определяется расчетом.

Из-за склонности к низкотемпературной коррозии теплообменника рекомендуется обязательно контролировать температуру воды на входном штуцере. Она не должна опускаться ниже 60 градусов Цельсия. Для того, чтобы поддержать ее в этих пределах, между прямой и обратной трубой делают перемычку, с помощью которой обратку разбавляют горячей водой до нужной температуры.

Наладка и включение

Перед включением котла в работу необходимо заполнить систему теплоносителем. Наладка заключается в выборе режима подачи воздуха в камеру дожига, тем самым регулируется интенсивность горения газов и температура в топке.

Косвенно можно определить оптимальность режима работы по дыму, выходящему из трубы: если он не имеет резкого запаха и серого оттенка, значит, топливо сгорает полностью, и режим выбран правильно.
Первые несколько дней самодельный котел работает в режиме тестирования. В это время лучше не оставлять его без присмотра и использовать только качественное топливо, а камеру загружать на 2/3 загрузки. После тестирования котел можно запускать на полную мощность и наслаждаться теплом в доме.

Источник: https://gidpopechkam.ru/kotly/samodelnyj-piroliznyj-kotyol.html

Пиролизный котел своими руками – пошаговая инструкция и принцип работы

Как сконструирован пиролизный котёл

Обычный твердотопливный котёл работает по принципу отдачи тепла. Как правило, КПД таких агрегатов не слишком высок и требует постоянного поддержания горения в топке. При их работе количество вредных выбросов в атмосферу достаточно высоко.

Работа пиролизного агрегата основывается на принципе пиролиза. Пиролизный котёл имеет две камеры горения. Основную, где топливо разжигается, хорошо разгорается, в камере достигается температура более 2000 С, после чего подача кислорода снижается и топливо начинает тлеть.

При такой температуре в топке происходит расщепление твердого топлива на пиролизный газ и твердый компонент (кокс). Уже сам этот процесс сопровождается высвобождением тепла.

Пиролизный газ поступает в верхнюю камеру горения, где осуществляется его воспламенение и полное сгорание с помощью разогретого нагнетаемого кислорода, который поступает из воздуха по камерам дожигателям, оборудованным специальными отверстиями уже хорошо разогретым.

Кислород воспламеняет несгоревшие твердые частицы газов и тем самым превращает в тепловую энергию до 90 % твердых частиц содержащихся в дыме. КПД такого котла достигает 85 %. Особенностью такого агрегата является обратная тяга, поступление воздуха происходит сверху, а не снизу, как в твердотопливных котлах.

Принцип работы пиролизного котла

Преимущества и недостатки

Если говорить о позитивных и негативных сторонах пиролизных котлов, то они имеют как своих сторонников так и противников.

Среди плюсов обычно называют:

  • возможность только двух-трёх закладок топлива за сутки;
  • работу на твердом топливе: уголь, дрова древесные отходы, брикеты торфа;
  • высокий КПД;
  • природоохранные качества, в воздух выбрасывается минимальное количество вредных химических веществ;
  • топливо сгорает почти полностью, количество золы незначительное, поэтому количество очисток сводится к минимуму, и не требует очистки при каждой закладке дров;
  • большая камера горения позволяет закладывать большие поленья, во многих случаях они не требуют колки.

Если говорит о минусах, то их также немало:

  • Это высокая стоимость котла, сопоставимая с увеличением на 50–100 % стоимости твердотопливных.
  • Обязательное наличие электрических вентиляторов для подачи и разогрева воздуха, что может быть проблемой для регионов с перебоями электрообеспечения.
  • Уровень КПД во многом зависит от качества, или точнее уровня влажности дров, который не должен привышать 20–25 %. Чем выше влажность дров, тем больше энергии уходит на их разогрев до нужной температуры. При влажности дров в 50 % процесс пиролиза не запускается и агрегат работает как обычный твердотопливный.
  • Котёл имеет большие объемы и требует отдельного помещения для установки – котельной.

Ещё одним важным аспектом устройства пиролизных котлов является необходимость расчёта мощности агрегата на отопляемую площадь. Здесь кроме показателя площади необходимо учитывать температуру воздуха в регионе, уровень утепления дома и периодичность отопляемости.

Нередко пиролизные агрегаты используют с сухой системой подачи тепла.

Схема устройства пиролизного котла

Как сделать своими руками

Чтобы сконструировать пиролизный котёл своими руками прежде всего нужно сделать необходимые расчёты и затем на их основании чертёж.

Чертёж можно заказать и у специальной фирмы, которая занимается разработкой чертежей. Даже в этом случае пиролизный котёл обойдется, так примерно, долларов на 2 000 меньше, чем купить.

Если есть навыки и уверенность в своих силах можно попробовать сделать его самостоятельно.

В соответствии с разработанными чертежами, есть возможность рассчитать необходимое количество материала для агрегата. И вполне реально сконструировать пиролизный котёл в собственном гараже.

Для работы понадобятся следующие инструменты:

  • электрическая дрель;
  • сварочный аппарат (желательно модель постоянного тока);
  • желателен плазморез или электролобзик;
  • несколько упаковок (около 5 шт) электродов;
  • болгарка;
  • несколько шлифовальных кругов на 125 мм;
  • отрезные круги на 230 мм.

Из материалов:

  • Металлические листы не меньше 5 мм толщиной, а также на 3 мм. Помните, что дешёвая сталь быстро прогорит, так как температура пиролиза не ниже 11000С. Ремонт будет сложным и дорогостоящим, а иногда и невозможным. Здесь нужна качественная сталь не меньше 5 мм. Для внешнего кожуха подойдет и 3 мм.
  • Набор труб различного диаметра, их количество должно быть рассчитано, согласно чертежам.
  • Набор профтруб 2 мм.
  • Несколько полос стали разной ширины и толщины.
  • Вентилятор.
  • Термодатчик.

Изготовление, короткое руководство

  1. Шаг первый разобравшись с чертежами и закупив материалы, необходимо «раскроить» детали будущего агрегата. Обязательно каждую подписать.

  2. Шаг второй сделать необходимые отверствия с помощью электролобзика или плазмореза
  3. Третий шаг – начинаем сварку из камеры дожига, затем нужно приварить камеру газификации и отверстие под горелку. Дальше место для трубки плазменника.

  4. Следующим шагом будет приваривание трубок теплообменника. Их необходимо обварить с обеих сторон.
  5. Следующим приваривается внешний кожух, который можно сделать из более тонкого металла (3 мм). Между кожухом и внутренней начинкой привариваются распорки.

    Это необходимо для того, чтобы исключить деформацию металла.

  6. Следующими – привариваются двери для нижней и верхней камер, устраиваются их уплотнение из стеклокерамики и дополнительные блоки блокировки. Это необходимо, так как площадь двери большая.

  7. Блокировка камеры дожига выполняется из шамотного кирпича. Уплотнения ручек стеклокерамикой. Дно камеры газификации выкладывается шамотным кирпичом.
  8. Не забудьте установить уплотнитель на ручку прямой тяги.

  9. Устраивается съемный бачок для очистки сажи из дымохода.
  10. Вентилятор устанавливается после этого. Лучше использовать центробежный вентилятор мощностью побольше.
  11. Следующий шаг – покрыть грунтовкой агрегат. Затем его нужно будет покрыть термоизоляционным экраном.

Самодельный пиролизный котел

Установка и испытания

После того как агрегат собран необходимо подключить его к системе, установить расширительный бачок, вентиляционный насос, залить воду в систему. После этого обязательно провести испытание агрегата. Чтобы проверить качество работы, во время испытаний необходимо посмотреть есть ли дым в дымоходе, если имеется запах дыма, то работает котёл неправильно.

При прохождении процесса пиролиза газы сгорают полностью и запаха не должно быть никакого.

Безопасность работы котла

Работа любого агрегата связанная с газом имеет ряд потенциальных опасностей. Поэтому соблюдение простых правил безопасности очень важно. В данном случае их немного:

  • котёл желательно установить в нежилом помещении;
  • под агрегатом должно быть бетонное основание или металлический лист;
  • расстояние от стенок котла до стены помещения или ближайшей мебели должно быть не меньше 20 см;
  • обязательно наличие вентиляции в помещении, так как в случае утечки угарного газа, он должен иметь выход;
  • важно также провести утепление дымохода, чтобы в нём не скоплялась смола и вода.

При конструировании пиролизного котла собственными руками, важно соблюдать технологию его изготовления и правильно читать чертежи. Это убережёт от ошибок, которые исправить будет сложно, а иногда и невозможно.

Такой агрегат даже при исполнении собственноручно будет стоить дорого, но экономит на качестве материалов нельзя. Температура работы котла высока, что подвергает все детали агрегата повышенным нагрузкам.

Низкое качество материалов может повлечь за собой быстрый износ камер котла, ремонт которых, будет стоит дорого.

В целом агрегат своими руками обойдётся на 20–30 % дешевле от аналога, купленного у завода-производителя.

Источник: https://househill.ru/kommunikacii/otoplenie/kotel/gazovye/piroliznyj-svoimi-rukami.html

Принцип работы пиролизного котла

Как сконструирован пиролизный котёл

Сжигание топлива в классических твердотопливных котлах – это хорошая альтернатива применению для отопления дома традиционных энергоносителей, таких как природный газ или электричество. Но данные устройства не полностью используют энергию горения дров.

При работе обычного котла выделяющийся при высокой температуре из топлива газ просто уходит наружу вместе с продуктами горения. Принцип работы пиролизного котла позволяет использовать этот газ, тем самым увеличивая КПД агрегата и длительность интервала между загрузками топлива.

Такие аппараты еще называют газогенераторными.

Пиролизный котел в разрезе

Из чего состоит газогенераторная установка?

Главное отличие от классического котла на дровах – наличие дополнительной камеры сгорания, в которой происходит дожигание выделяющегося газа, а в первичной топке он генерируется из дров при недостаточном количестве кислорода.

Компоновка камер и устройство пиролизного котла может быть различным, топка может находиться как снизу, так и сверху, принцип действия это не меняет. Традиционно она располагается снизу, над зольником, в который для удобства очистки помещают выдвижной ящик. Крышка зольника откидывается вверх и в рабочем режиме служит для регулировки количества воздуха, поступающего в топку.

Это реализовано с помощью цепного привода, который натягивается или отпускается термостатом. Последний установлен в верхней части котла.

Принцип работы пиролизного котла

Все основные элементы и детали установки можно увидеть, изучив подробный чертеж пиролизного котла. топка снабжена дверцей для загрузки дров и в процессе работы плотно закрыта. Над ней устроена вторичная камера сгорания, в которой расположены устройства подачи воздуха.

Они могут иметь различную конфигурацию в аппаратах разных производителей, но задача их одинакова: подавать в камеру дожигания подогретый воздух через множество отверстий определенного диаметра. Нагрев воздуха происходит по пути от дверцы зольника до распределителей.

Конструкция пиролизного котла предусматривает возможность очистки верхней камеры дожигания, для этого она оборудована специальной дверцей. Пространства обеих камер сообщаются между собой каналом, по которому поднимаются газы для сжигания.

Внешней оболочкой корпуса является водяная рубашка, нагреваемая обеими топками. Для подачи теплоносителя в систему отопления в нее врезаны патрубки с резьбой.

Контроль температуры воды и давления осуществляется по приборам, установленным на фронтальной панели.

Дымоход для пиролизного котла ничем не отличается по своему устройству от труб для выброса продуктов горения классических агрегатов. Одно из требований – достаточная тяга для работы котла.

Наиболее простая конструкция агрегата не предусматривает установку дутьевого вентилятора, поэтому горение идет за счет естественной тяги. Второе требование — это чтобы часть трубы, находящаяся на улице, была утеплена.

Причина – низкая температура дымовых газов (до 150 ⁰С), поэтому очень высока вероятность выпадения на ней конденсата и быстрого разрушения материала трубы.

Описание схемы работы пиролизных котлов

Полное представление о работе агрегата может дать принципиальная схема пиролизного котла. Вначале главная топка загружается топливом и разжигается. При этом заслонка зольника максимально открыта. После того как дрова разгорятся, дверца начинает прикрываться, процесс горения замедляется и переходит в тление.

Тогда и начинается интенсивное выделение древесного газа, который поднимается и попадает во вторичную камеру дожигания. Туда же через множество калиброванных отверстий подается нагретый воздух. Последний попадает в канал из того же проема под крышкой зольника и по дороге получает тепло от горячей стенки топки.

Принципиальная схема котла

Весь технологический процесс протекает благодаря естественной тяге, создаваемой дымоходом, поэтому скорости движения воздуха и дымовых газов в каналах невелики.

Схема работы пиролизного котла заключается в том, что во вторичной камере нагретый воздух вступает в термохимическую реакцию с древесными газами и воспламеняет их. В результате сгорают не только газы, но и мелкие летучие частицы, благодаря чему дым из трубы практически незаметен.

В действительности пиролизное сжигание топлива более экологично, нежели традиционное, поскольку продукты сгорания от него содержат гораздо меньше оксидов углерода и азота, а также частиц золы.

Дрова, находящиеся в топке, горят медленнее чем обычно, поэтому одной загрузки может хватить на 10–12 часов работы, в зависимости от мощности газогенераторной установки и влажности дров. Настройка пиролизного котла заключается в ограничении подачи воздуха для горения.

Слишком малое его количество не позволит начаться термохимическому процессу во вторичной топке, а слишком большое вызовет неполное сгорание газов и понижение КПД агрегата. Для аппарата, работающего на естественной тяге, потребуется настройка расхода воздуха в каждом индивидуальном случае, так как высота и диаметр дымоходной трубы может очень различаться.

Соответственно, сила тяги будет разной. В некоторых случаях ее следует увеличить путем поднятия трубы на большую высоту.

Если цепной привод крышки зольника снабжен термостатическим регулятором, то настройка аппарата сводится к установке желаемой температуры теплоносителя. Термоэлемент, встроенный в водяную рубашку газогенераторной установки, воздействует на привод цепи в зависимости от температуры воды и сам прикрывает или открывает заслонку, регулируя интенсивность горения.

Сравнение пиролизного и твердотопливного котла

Для создания искусственной тяги, которая не будет зависеть от параметров дымохода, котлы пиролизного типа дополнительно снабжаются дутьевым вентилятором и комплектом автоматики, регулирующим его работу. Если обычный агрегат может работать с КПД порядка 85–90%, то дутьевая машина помогает его развивать до 93%. Здесь есть недостаток — зависимость от внешних источников энергии.

Заключение

При выборе источника тепла для дома лучше ориентироваться на изделия средней ценовой категории, сильно экономить в этом вопросе не стоит. Ведь от того, как работает пиролизный котел, зависит комфорт и тепло вашего дома.

Источник: https://cotlix.com/princip-raboty-piroliznogo-kotla

Пиролизный котел своими руками

Как сконструирован пиролизный котёл

60815 просмотров

На сегодняшний день в России огромное количество населенных пунктов, где отсутствует магистральный газопровод, поэтому приходится отапливать помещения электричеством или доступным твердым топливом. Конечно, последний вариант гораздо более экономный, но при этом очень трудоемкий.

Приходится постоянно контролировать количество топлива в котле, следить, чтобы не прогорел, чтобы не пришлось растапливать заново. Выходом из такой ситуации являются пиролизные котлы, которые также работают на твердом топливе, но при этом оптимизирован процесс горения. Стоимость такого котла выше, чем у обычного, но его вполне можно изготовить самостоятельно.

Мы расскажем, как сделать пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы, приведем рекомендации специалистов и видео-уроки.

Фото 1 Принцип работы пиролизного котла

Принцип работы

Оценить преимущества пиролизных котлов невозможно без понимания общих принципов работы. И изначально, что такое пиролиз?

По сути, это разложение природных соединений при минимальном количестве воздуха. В стандартном котле дрова сгорают при температуре 900-1200°С при нормальном доступе воздуха, на одну закладку дров уходит около 3-4 часов с выделением порядка 4900 калорий тепла.

Таблица 1 Теплотворная способность дров разных пород древесины

В пиролизном котле твердое топливо сгорает при меньшей – 300–850°С температуре, при этом происходит распад на следующие элементы – на твердый осадок и газ. При отсутствии кислорода в отдельной камере горючий (пиролизный газ) вступает в реакцию с углеродом и дополнительно перерабатывается, за счет чего увеличивается теплопроводность.

Таким образом, при сухой перегонке (процесс пиролиза) помимо твердого топлива дополнительно сгорает твердый осадок и одновременно с ним пиролизный газ. Все это в комплексе увеличивает время прогорания одной закладки дров до 12 часов (сравните с обычными 3-4 часами) и коэффициент полезного действия котла до 85-90% при стандартных 65-70%.

Плюсы и минусы оборудования

Любой агрегат отличается как положительными, так и отрицательными характеристиками. Для того, чтобы сделать правильный выбор, их необходимо адекватно оценить.

Плюсы:

  • поддержание определенной температуры горения в автоматическом режиме;
  • увеличенное время прогорания закладки на фоне повышенного КПД котла;
  • возможность использовать различные виды твердого топлива, вплоть до продуктов переработки деревообрабатывающей и сельскохозяйственной промышленности.

Не рекомендуется использовать более трети общего количества топлива полимеры и резину.

Минусы:

  • большие габариты котла за счет увеличенной камеры сгорания;
  • особые требования к твердому топливу – дрова должны быть совершенно сухими

При закладке топлива даже 25% влажности замедляется процесс выделения газов, что приводит к снижению температуры теплоносителя и падению эффективности.

  • энергозависимость – во время работы котел потребляет электричество для работы вентилятора, создающего принудительную тягу, и автоматики;
  • цена – это самый главный недостаток, который заставляет отказаться от покупки.

Именно поэтому мы предлагаем сделать пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы смотрите дальше в статье.

Устройство котла

Принципиальная разница стандартного и пиролизного котла заключается в том, что в первом варианте 1 камера сгорания, а во втором – 2, между которыми пролегает колосниковая решетка, в нижней сгорают собственно топливо и твердый остаток, а в верхней – пиролизные газы. Именно такая организация топочных камер позволяет оптимизировать процесс, увеличить время сгорания топлива и максимально увеличить эффективность.

Фото 2 Схема устройства пиролизного котла

Процесс пиролиза возможен только при ограниченном доступе воздуха, когда топливо не горит, а фактически тлеет, выделяя большее количество газа.

К числу особенностей пиролизного котла относится и повышенное аэродинамическое сопротивление в дымоходе за счет отсутствия воздуха и реакции углерода с пиролизным газом. Принудительную тягу обеспечивает электровентилятор, собственно, именно по этой причине пиролизные котлы и относятся к категории энергозависимого оборудования.

Стоимость самодельной модели

Безусловно, основная причина, почему принимаются за изготовление пиролизного котла своими руками, ищут чертежи и принцип работы – банальная экономия.

В среднем по регионам стоимость готового котла варьируется от 36 000 руб. (мощность 10 кВт, площадь 100 кв.м.) до 140 000 руб. (мощность 38 кВт, площадь 300 кв.м.).

При самостоятельном изготовлении котла получается сэкономить от 500 до 1500 у.е. за счет стоимости материалов и личного труда.

1 Пиролизный котел 15-25 кВт – изготовление и испытание

В любом случае, этот вид работ нельзя назвать недорогим или легким, поэтому прежде чем решится сделать пиролизный котел своими руками, оцените свои возможности изучите все чертежи и подберите именно те материалы которые необходимо.

Как сделать пиролизный котел

Инструменты:

  • электродуговая сварка и 3-4 пакета электродов;
  • дрель;
  • малая болгарка (круг 230).

Фото 3 Процесс сварки металла

НаименованиеРазмерыКоличество
ТрубаØ 57 мм, толщина стенки 3,5 мм8 м
Ø 159 мм, толщина стенки 4,5 мм1 м
Ø 32 мм, толщина стенки 3.2 мм1 м
Профильная труба60×30 мм, толщина стенки 2 мм1,5 м
80×40 мм, толщина стенки 2 мм1 м
20х20, толщина стенки 2 мм
Полоса стальная20х4 мм7,5 м
30х4 мм1,5 м
80х5 мм1 м
Шамотный кирпич15 шт
Лист металлический4-5 мм7-10 кв.м.
Круги для болгаркиØ 230 мм10 шт
Ø 1255 шт
Датчик температуры1 шт
Дутьевой вентилятор1 шт

Фото 4 Дутьевой вентилятор

Этот перечень не предусматривает ассортимента слесарного инструмента и некоторых вспомогательных деталей. Вполне возможно, что некоторые из них придется докупать – но в целом, даже на этом этапе можно рассчитать себестоимость котла.

Чертеж пиролизного котла (по схеме Беляева) 25-40 кВт

Фото 5 Подробный чертеж пиролизного котла

Если есть возможность, сделайте 3D схему внутреннего строения котла, чтобы понять основу его строения и приступить к изготовлению.

Фото 6 3D схема внутреннего строения котла с размерами

Процесс изготовления своими руками

Резка болгаркой никогда не даст идеально ровного среза – так может рубить металл только гильотина. Не стоит экономить на рубке металла, это может дорого обойтись.

  1. Приобретая металлические листы и трубы на металлобазе, заранее договоритесь о том, чтобы разрезать их на необходимые фрагменты. В дальнейшем это значительно сократит время и даст возможность получить ровные швы.

Фото 7 Рубка металла

  1. Из двух частей начинайте собирать камеры котла – сгорания и газовую
  1. Когда сделаны обе камеры, к их задней части привариваете воздухоотводы и стенку. На фото для удобства канал сделан из швеллера, но также можно его сделать и из профтрубы 60х30, для чего предварительно нарежьте небольшие вентиляционные отверстия.
  1. В топочной камере делаете отверстие для воздушной трубы и привариваете к ней патрубок. Обратите внимание, эта труба должна быть соединена с котлом профтрубой 20х20.
  1. Изготовление трубчатого теплообменника – на заготовке вырезаете несколько отверстий под трубу D57 мм.
  1. Труба D57 мм нарезается на куски равной величины, которые после выставляются на пластину и привариваются по периметру.
  1. Далее теплообменник приваривается дуговой сваркой к котлу и делается дроссельная заслонка
  1. На камеры приваривается передняя стенка, где предварительно нарезаются 2 отверстия – для трубы входящего и выходящего воздуха
  1. Далее приваривается крышка и боров на место заслонки
  1. Собрали всю внутреннюю начинку котла, после чего необходимо болгаркой или металлической щеткой тщательно зачистить места сварки.
  2. Внешний кожух на котле делается из листа 4 мм и уголков
  1. Для того, чтобы скрепить внешний кожух с уголками, следует сделать на заготовке небольшие отверстия. Каждое из них следует приварить, чтобы лист и кожух качественно соединились
  1. Проверка герметичности котла с помощью воды – закройте заглушками отверстия для движения теплоносителя и наберите в него воду. Если в каком-то месте протекает, сделайте пометку, чтобы сразу переварить это место. Котел должен быть полностью герметичным
  1. Верхнюю крышку необходимо дополнительно утеплить
  1. Для регулирования работы воздушных заслонок понадобятся резьбовые шпильки
  1. Котел полностью закрывается внешним кожухом, а из профтрубы делается воздохоотводная труба.
  1. Навариваются петли и надевается дверца. Ее лучше изготовить из чугунных пластин, а для футеровки (защиты от повреждений) использовать кирпич.
  1. Нижняя камера также подвергается футеровке из огнеупорного кирпича – его следует нарезать и обточить так, чтобы камера плотно прилегала
  1. Для того, чтобы котел соответствовал заявленной мощности, заслонка в нижней камере должна отвечать определенным параметрам. При укладке кирпича обязательно его учитывайте
  1. На воздуховодную трубу (из профильной) наваривается дутьевой вентилятор для создания принудительной тяги в котле
  1. Нижняя камера также зашивается в кирпич, чтобы максимально ее обезопасить и оптимизировать процесс горения.
  1. Для улучшения работы котла рекомендуется сделать турбозавихрители, с одной стороны они улучшают теплопередачу, с другой – прочищают трубы от отложений.
  1. Перед тем, как запускать пиролизный котел, необходимо проверить, насколько герметичными получились швы по тому же принципу, как и в пункте 13 (см.выше). Но одновременно с водой, необходимо создать давление 3-4 bar. Для этого можно использовать специальный опрессовщик – при доведении давления, смотрите, насколько быстро оно падает. Если быстро – где-то протекает, ищите это место. Если стабилизировалось – все отлично.
  1. Обязательно установите на котел группу безопасности, куда входят манометр, аварийный клапан сброса давления и воздухоотвод. При увеличении давления свыше 3 бар, будет происходить автоматический сброс.
  2. Для того, чтобы максимально обезопасить работу котла и сделать его эксплуатацию беспроблемной, рекомендует установить блоком автоматики. О том, как это работает и для чего нужно такое автоматическое управление, посмотрите в видеоинструкции

2 Автоматика пиролизного котла

Первый запуск

  • При первом запуске котла соедините его с дымоходом и наполните водой

Категорически запрещено проверять работу пустого котла и без термометра.

  • В нижнюю камеру кладете бумагу и на нее буквально 2-3 полена (много для проверки работы котла не надо), закрываете плотно камеру и открываете дроссельную дверцу. Когда включился вентилятор, поджигаете бумагу.
  • Когда все дрова занялись огнем, заслонка закрывается, чтобы топливо начало тлеть («томиться»), в этот момент начинает работать пиролизный процесс
  • В нижней камере контролируйте, когда загорится факел горения. Как только он загорелся, отмечайте время, за которое теплоноситель практически закипит.
  • При достижении теплоносителем 100С выключайте вентилятор, факел тоже сразу погаснет.

Заключение, отзывы, советы

Как видим, изготовление пиролизного котла своими руками – дорогостоящее и трудоемкое мероприятие, которое окупится только через 3-5 сезонов. Но в любом случае, это выгодно, поскольку получается сэкономить не только на материалах, но и сделать такое оборудование, которое подойдет под конкретное помещение.

Источник: http://www.PortalTepla.ru/tverdotoplivnie-kotli/piroliznij-kotel-svoimi-rukami/

Как сконструирован пиролизный котёл – Stroim24.info

Как сконструирован пиролизный котёл

При значительном подорожании угля, газа и электроэнергии проблема отопления решается, как правило, обычными дровами. Пиролизный котел можно запросто сделать своими руками и работать он будет на дровах – самом дешевом виде топлива.

Фото самодельного пиролизного котла

Работает пиролизный котел по принципу, который основан на получении тепла при сгорании такого органического топлива, как древесина. Это могут быть топливные брикеты, опилки, дрова, ветки, поленья и пр.  По своей конструкции несколько отличается от обычного твердотопливного газогенераторного котла.

Отопление ПЛЭН: применение и конструкция — смотрите здесь.

Конструкция газогенераторного котла

Твердотопливные котлы пиролизные имеют топку, которая разделяется на два отделения. В камере для газифицирования (ее еще называют – камера загрузки) проходит термическое разложение топлива в условиях недостатка кислорода.

Этот процесс называется пиролизом. При этом выделяются пиролизные газы, которые поступают в камеру сгорания (второе отделение топки). Вторичный воздух направляется туда же и сводится до минимума отвод тепла из первого отделения топки.

Эти два отделения разделены колосником. На нем находится топливо (брикеты или дрова). Первичный воздух движется вниз и проходит через слой топлива. Этим и отличаются котлы пиролизные твердотопливные от остальных – принципом верхнего дутья.

Схема работы

В таких топках аэродинамическое сопротивление характеризуется повышенными значениями. По этой причине такие устройства оборудуются устройствами для принудительной тяги (дымосос, дутьевой вентилятор).

Водяные конвекторы отопления – элементы интерьера — читайте о них здесь.

Газогенераторный котел – принцип работы

Принцип термического разложения топлива (пиролиз) состоит в том, что сухая древесина при нагреве без доступа кислорода разлагается на уголь и генераторный газ. Этот газ идет через специальное сопло в камеру сгорания, по пути смешиваясь с вторичным воздухом.

Благодаря этому горение идет при достаточно высоких температурах (порядка 1200 – 1300 °С). Продукты горения направляются в теплообменник (его конвективную часть). По пути тепло передается на рабочее тело теплообменника, а сами уходящие газы удаляются через дымоход.

Этапы сгорания топлива в котле

Твердотопливный пиролизный котел на дровах имеет двухсекционную топку. Обе части топки – загрузочная камера и камера сгорания – покрыты огнеупорными материалами. Это значительно повышает температуру в котле и улучшает условия для сгорания топлива.

Основные преимущества котла на дровах

Для работы на дровах сегодня применяют различное оборудование: теплоаккумулирующие печи, водные, воздушные котлы и др. В качестве отопительных устройств наибольшей эффективностью и удобством  отличается пиролизный твердотопливный котел.

Пиролизные котлы отопления на твердом топливе имеют топку, в которой сгорают не сами дрова, а газ, который образуется при термическом разложении древесины.

Что это дает?

  • При сгорании газа не образуется сажа, а зола образуется в минимальном количестве (соответственно пиролизный котел чистить необходимо намного реже);
  • Пиролизный котел в состоянии поддерживать необходимую температуру значительно дольше по сравнению с традиционными устройствами для сжигания древесины;
  • Газогенераторный котел имеет КПД намного выше по сравнению с обычными котлами;
  • Топка пиролизного котла устроена таким образом, что топливо достаточно заложить в загрузочную камеру один раз для работы на протяжении суток;

Важно! Почему стоит использовать пиролизные котлы для отопления? В продуктах сгорания пиролизного котла намного меньше вредных веществ (особенно канцерогенных соединений)! Такой котел безобиден для здоровья.

  • При горении древесного газа он взаимодействует с атомарным углеродом, что при сгорании дает смесь Н2О (пара) и СО2 (углекислоты) – достаточно нейтральных продуктов;

Принципиальная схема пиролизной установки

  • Мощность газогенераторых котлов можно регулировать в достаточно широких пределах (от 25% до 100%);
  • В пиролизном котле можно утилизировать отходы некоторых типов без загрязнения воздуха (РТИ, полимерные изделия).

Сгорание отходов РТИ в пиролизной камере

Пиролизные твердотопливные котлы длительного горения имеют такие недостатки:

  • требовательность к качеству топлива;
  • необходимость электропитания;
  • большие размеры.

Факторы эффективности пиролизного газогенераторного котла

На работу отопительного оборудования влияют многие факторы:

  • температура окружающего воздуха;
  • необходимая температура в помещении;
  • наличие утепления в здании;
  • вид топлива и его влажность;
  • особенности системы отопления.

Сгорание пиролизного газа проходит при потреблении меньшего количества вторичного воздуха. Благодаря этому температура горения увеличивается, продлевается время горения и растет его эффективность.

Топливо для пиролизного котла

Размеры стандартной топки котла регламентируют размеры используемого топлива (габариты дров или брикетов). Как правило, для топлива в газогенераторных котлах используются поленья длиной » 400 мм, и диаметром до 200 мм. Размер топливных брикетов – 300х30.

Вместе с дровами или брикетами можно в качестве топлива использовать и опилки. Но брать их следует не больше трети от основной части топлива по объему.

Топливные брикеты

Инструкция по эксплуатации предусматривает, что влажность топлива не должна быть выше 45%. Чем меньше влажность древесины, тем больше мощность котла и тем дольше он сможет проработать без ремонта.

Например, килограмм древесины 20% влажности при сгорании дает тепла эквивалентного 4 кВт-ч, а дрова 50% влажности – всего 2 кВт-ч. Кроме того, что при увеличении содержания влаги в топливе, снижается удельная теплота сгорания, значительно увеличивается расход топлива.

Изготовление пиролизного котлa

Пиролизный газогенераторный котел несложно изготовить своими руками из обычного твердотопливного котла. Для этого через стенку топки (в верхней части) проводится металлическая труба, к которой подключается электрический компрессор. Подойдет даже пылесос, который работает в режиме выдувания.

Общий вид переделанного самодельного котла

Любым образом через поддувало следует ограничить приток воздуха. В дымоход можно установить специальный вентилятор. Как собрать такой котел, можно ознакомиться на видео:

Выводы

Цена на все виды топлива неуклонно растет. Топливо для пиролизных котлов, как правило, изготавливается из отходов древесины.

Кроме экономичности, пиролизные отопительные котлы имеют определенные преимущества с точки зрения экологичности. А простота конструкции позволяет при желании запросто изготовить отопительные пиролизные котлы своими руками.

Схемы отопления одноэтажного дома: разбираемся в нюансах. Читайте здесь.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях

Источник: https://stroim24.info/kak-skonstruirovan-piroliznyy-kotel/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.