Содержание
- 1 Пиролизный котел своими руками — изготовление и эксплуатация!
- 2 Пиролизный котел своими руками | Строительный портал
- 2.1 Принцип работы и устройство пиролизного котла
- 2.2 Достоинства и недостатки пиролизного котла
- 2.3 Топливо для пиролизного котла
- 2.4 Делать или нет перолизный котел самостоятельно
- 2.5 Твердотопливный пиролизный котел своими руками: пошаговая сборка
- 2.6 Разработка чертежа и расчет пиролизного котла
- 2.7 Инструменты и материалы
- 2.8 Сборка пиролизного котла
- 2.9 Ввод котла в эксплуатацию
- 2.10 Техника безопасности
- 3 Пиролизный котел своими руками: устройство и принцип работы
- 4 Пиролизный котел своими руками: 10 рекомендаций к устройству
- 4.1 Особенности процесса пиролиза древесины
- 4.2 Чертежи и принцип работы пиролизного котла своими руками
- 4.3 Принцип работы, плюсы и минусы пиролизного котла
- 4.4 Пошаговая инструкция, как сделать пиролизный котел своими руками
- 4.5 Эксплуатация пиролизного котла длительного горения своими руками
- 4.6 Пиролизный котел своими руками: чертежи (видео)
Оглавление
Пиролизный котел своими руками — изготовление и эксплуатация!
Пиролизный котел – одна из наиболее современных и экономичных разновидностей отопительных агрегатов. Для работы такого котла подходит самое разнообразное твердое топливо – от дров и прессованных гранул до торфа и бытового мусора.
Пиролизный котел своими руками
Единственным существенным недостатком подобного оборудования является его высокая стоимость. Но при желании вы можете справиться с изготовлением котла своими руками. Для этого нужно досконально разобраться в схемах сборки и иметь навыки работы со сварочным оборудованием.
Пиролизный котел своими руками (характеристики такого котла представлены в таблице)
Таблица 1. Пиролизный, газогенераторный котел. Параметры при разных мощностях
| Теплопроизводительность | кВт | 15-25 | 20-30 | 40-50 | 80-100 |
| Объем камеры загрузки (газообразования) | м3 | 0,13 | 0,15 | 0,22 | 0,52 |
| Рабочее давление теплоносителя (не более) | МПа | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| Рабочая температура воды. Максимальная / Минимальная | 0С | 90 / 65 | 90 / 65 | 90 / 65 | 90 / 65 |
| КПД при влажности топлива:20% / 40% | % | 90 / 82 | 90 / 82 | 90 / 82 | 90 / 82 |
| Номинальное разрежение за котлом | Па | 25 | 25 | 25 | 25 |
| Температура исходящих газов | 0С | 140 | 140 | 140 | 150 |
| Потребляемая электрическая мощность | Вт | 40 | 40 | 90 | 180 |
| Напряжение питания | В | 220 | 220 | 220 | 220 |
| Диаметр дымохода | мм | 194 | 200 | 200 | 219 |
| Отапливаемая площадь (ориентировочно) | м2 | До 250 | До 300 | До 500 | До 1000 |
| Максимальная длина дров | м | 0,45 | 0,45 | 0,58 | 0,92 |
| Габаритные размерыГлубина * Ширина * Высота | мм | 810 / 740 / 1130 | 810 / 740 / 1220 | 950 / 760 / 1350 | 1300 / 1030 / 1440 |
| Вес | кг | 350 | 400 | 450 | 650 |
| Топливо | — | Дрова, топливные брикеты | Дрова, топливные брикеты | Дрова, топливные брикеты | Дрова, топливные брикеты |
Как работает пиролизный котел?
В основе работы котла лежит принцип пиролиза, суть которого заключается в термическом разложении твердого топлива при высокой температуре в условиях искусственно созданного дефицита кислорода.
В результате топливо тлеет, разлагаясь на твердый остаток и пиролизный газ. Образующиеся газы также сгорают, что повышает теплоэффективность оборудования и делает расход топлива более рациональным.
Устройство котла
Дополнительным преимуществом рассматриваемых отопительных котлов является экологическая безопасность.
В процессе пиролизного сжигания топлива выделяющиеся вредные компоненты смешиваются с углекислым газом и утилизируются. В результате в атмосферу выводится дым, не содержащий канцерогенов и прочих вредных веществ.
Эта особенность позволяет топить котлы даже резиной, обрезками древесно-стружечных плит и прочими подобными материалами.
Как движется воздух в котле
Важно! Объем примесей типа резины и полимеров не должен превышать 20% от суммарного количества топлива.
Работа пиролизных котлов состоит из 4 основных этапов.
- На первом этапе топливо дополнительно сушится и разлагается на твердый остаток и газы.
- На втором этапе пиролизные газы сжигаются.
- На третьем этапе продувается пламя и тепло возвращается к топливу, что способствует выделению дополнительного количества тепла.
- На четвертом этапе оставшиеся продукты сгорания выводятся через дымоход.
Пиролизный котел
Разобравшись в особенностях работы котла, приступаем к его изготовлению. Начнем с подготовки необходимых материалов и инструментов.
Котел пиролизный Viessman
Описание конструкции
Набор для работы
- Листовой металл толщиной от 0,8 мм.
- Огнестойкие кирпичи.
- Температурные датчики.
- Решетка колосника.
- Трубы диаметром 32 мм, 57 мм и 160 мм.
- Профилированные трубы в количестве 2 штук.
- Дверца зольника.
- Дверка для топливной камеры.
- Вентилятор.
- Гибкая пережженная проволока.
- Болгарка.
- Шлифовальные круги.
- Сварочный аппарат.
Порядок изготовления пиролизного котла
Прежде чем приступать к изготовлению котла, ознакомьтесь с некоторыми полезными рекомендациями. При условии их соблюдения готовое оборудование будет максимально производительным, эффективным и экономичным.
Полезные рекомендации
- Систему нужно укомплектовать вентилем для регулирования интенсивности движения теплоносителя.
- Для увеличения теплоотдачи трубу теплоносителя лучше сделать изогнутой, к примеру, в форме змеевика.
- Проем для загрузки топлива должен иметь прямоугольную форму. При этом дверцу отверстия следует укомплектовать стальной накладкой для уплотнения.
- Для контроля интенсивности поступающего воздушного потока система укомплектовывается ограничителем.
Инструкция
Чертеж пиролизного котла
Первый шаг. Из листового металла вырезаем стенки корпуса котла в количестве 4 штук. В передней стенке вырезаем отверстия для топочной камеры и зольника.
Второй шаг. Вырезаем отверстия для трубников и дымососа.
Третий шаг. Соединяем вместе все металлические стенки, за исключением задней. Для этого используем сварочный аппарат. Тщательно отшлифовываем стыки между сторонами будущего отопительного котла.
Стенки котла
Дверца
Зольник
Четвертый шаг. Собираем теплообменник котла в соответствии с представленной схемой. Свариваем трубы.
Котел
Пятый шаг. Вставляем теплообменник в корпус котла. Убеждаемся в герметичности соединений с помощью компрессора. При отсутствии течей привариваем заднюю стенку корпуса.
Шестой шаг. Устанавливаем решетку колосника. Она разделит корпус котла на 2 камеры. В одной (нижней) будет тлеть загрузка, во второй – сгорать газы. Нижнюю камеру укомплектовываем воздуховодом, а после обкладываем огнестойким кирпичом с каждой стороны.
Корпус пиролизного котла изнутри
Седьмой шаг. Монтируем дверцы зольной камеры и топливника. Они должны максимально плотно прилегать к корпусу.
Восьмой шаг. Устанавливаем собранный котел на предварительно выложенную кирпичную опорную площадку.
Девятый шаг. Подключаем дымоход. Трубу для отведения дыма рекомендуется обернуть минеральной ватой для утепления.
Десятый шаг. Подключаем к агрегату водяной контур.
Одиннадцатый шаг. Устанавливаем дутьевой насос.
Котел
Пиролизный котел своими руками
Дополнительно котел можно автоматизировать, установив систему температурных датчиков и регуляторов. Они будут контролировать интенсивность подачи воздуха.
Вытяжка около котла
Блок автоматики (подключен насос, вытяжка и датчики)
Техника безопасности
При установке самодельного котла соблюдаем следующие важные правила:
- для установки отопительного агрегата нужно выделить отдельную котельную;
- в котельной нужно оборудовать эффективную вентиляционную систему. Минимальная площадь воздуховодного отверстия – 100 см2;
- расстояние между агрегатом и любыми другими поверхностями и предметами должно быть больше 20 см;
- перед топкой котла укладываем на пол стальной лист толщиной не менее 3 мм;
- котел устанавливаем на предварительно обустроенное кирпичное либо бетонное основание;
- дымоотводящую трубу нужно качественно утеплить. Без теплоизоляции процессы образования конденсата, копоти и прочих неприятностей будут более интенсивными. Это отрицательно скажется на эффективности оборудования и сроке его службы.
В завершение выполняется проверка КПД котла. Для этого достаточно сделать тестовую загрузку топлива. Если выходящий дым не будет иметь угарного запаха, значит с КПД котла все в порядке и его можно использовать для обогрева дома безо всяких опасений.
Чем топить пиролизный котел?
Пиролизный котел
Виды топлива
Для топки пиролизного котла можно использовать:
- дрова;
- торф в брикетах;
- антрацит;
- древесные гранулы и брикеты;
- бурый уголь;
- кокс.
Перечисленные виды топлива различаются по калорийности. От этого показателя напрямую зависит эффективность работы агрегата. Применение менее калорийного топлива может уменьшить КПД котла на 30% и более.
Чем топить котел
Чем топить котел
Чаще всего для топки пиролизных котлов используют брикеты и пеллеты. Брикеты могут изготавливаться из древесины, соломы и торфа. Идеальный вариант – брикеты, изготовленные по методу прессования. Те же брикеты, которые изготавливаются из опилок, рекомендуется использовать только в комплексе с бурым углем либо дровами.
Для изготовления пеллетов тоже может использоваться древесина или солома. Материал прессуется подобно брикетам.
Нередко для топки пиролизных котлов используются дрова. Важно! Для обеспечения максимальной эффективности работы оборудования и уменьшения расхода топлива нужно использовать древесину влажностью не более 20%.
В целом же при выборе топлива следует учитывать особенности местности, в которой находится ваш дом. Если вы живете в окружении лесов, наиболее целесообразным вариантом будет использование дров. Жителям же степных полос, как правило, выгоднее топить углем.
Если в месте вашего проживания доступно любое топливо, выбирайте самое калорийное. Этим вы обеспечите наиболее высокий КПД оборудования при минимальном расходе.
Котел пиролизный
Советы специалистов по топке котла
Давайте посмотрим, что говорят профессионалы в отношении выбора оптимального вида топлива.
Так, при топке древесиной будет образовываться много дыма. Чтобы избавиться от сопутствующих этому неудобств, по краям загрузки нужно укладывать поленья более крупного размера, а в центр класть мелкую растопку.
В густонаселенных местностях рекомендуется воздерживаться от использования торфа, т.к. в процессе его сжигания выделяется большое количество углекислого газа и в атмосферу выводятся различные крупные частицы, что вряд ли понравится соседям.
Для эффективного использования антрацита нужен сильный очаг. Мощности пиролизного котла обычно не хватает для полного сжигания такого топлива. Чтобы уменьшить расходы, отсеивайте от пепла крупные уцелевшие фрагменты и используйте их повторно.
Таким образом, владея навыками работы со сваркой и следуя приведенным рекомендациям, вы сможете самостоятельно изготовить эффективный, надежный, безопасный и экономичный пиролизный котел.
Работа котла
Удачной работы!
– Пиролизный котел своими руками
Источник: //stroyday.ru/stroitelstvo-doma/pechi-i-sistemy-otopleniya/piroliznyj-kotel-svoimi-rukami.html
Пиролизный котел своими руками | Строительный портал
Газогенераторные и пиролизные котлы получили популярность при отоплении жилых и промышленных помещений. Принцип их работы несколько отличается от привычных твердотопливных моделей. Однако более сложная конструкция устройства предоставляет массу достоинств и экономию денежных средств, затраченных на отопление.
Принцип работы и устройство пиролизного котла
Основным элементом любой отопительной системы является котел. Задача котла – нагреть с помощью топлива теплоноситель, а затем передать его систему отопления. Одним из наиболее перспективных и экономных бытовых котлов считаются пиролизные котлы.
Пиролизный котел – подвид твердотопливного котла (обычно водогрейного), в котором процесс сгорания топлива и выходящих из него летучих веществ, происходит отдельно. Такие котлы еще называют газогенераторными.
Пиролиз – способность древесины разлагаться во время горения на твердые остатки (уголь) и газ. Для протекания двух процессов должны соблюдаться два условия:
- высокая температура;
- недостаток кислорода.
Необходимые условия обеспечивает специальная конструкция, реализованная в пиролизных котлах. В таком оборудование топка поделена на две части.
В камере загрузки (первая часть) горит и при недостатке кислорода пиролизуется топливо. В камере сгорания (вторая часть) догорают выделяющиеся газы – в этот отсек поступают вторичный воздух.
Подобная конструкция минимизирует отвод тепла из камеры первичной загрузки.
Оба отсека разделены колосником, на который размещается топливо. Воздух подается сверху вниз и проходит сквозь топливо – это характерное отличие котлов пиролизного типа от других теплогенерирующих установок. Топка имеет повышенное аэродинамическое сопротивление, поэтому обустройство тяги, обычно, принудительное. Как правило, используется дымосос или дутьевой вентилятор.
Работа пиролизных котлов длительного горения происходит в такой последовательности:
- Дрова (или другое топливо) помещаются на колосник и поджигаются.
- После закрытия дверцы запускается дымосос.
- Под действием высокой температуры (до +800°С) происходит обугливание, выделяется древесный газ.
- Выделившиеся продукты (угарный газ, водород, углеводороды и азот) поступают под колосник.
- К продуктам пиролиза добавляется продув — летучие вещества постепенно сгорают, а часть тепла возвращается к слою дров, расположенных снизу.
- Тепло используется для нагрева теплоносителей – воздуха, воды.
Достоинства и недостатки пиролизного котла
Пиролизные котлы завоевали свою популярность благодаря ряду преимуществ:
- Полное сгорание топлива обеспечивает экономичность горения. Кроме того это качество позволяет реже проводить чистку зольника и газоходов.
- Регулируемый процесс горения позволяет увеличивать длительность сгорания одной топки (около 12 часов).
- Снижаются выбросы вредных веществ в атмосферу – высока температура в камере сверху подавляет СО.
- Для топки подходят крупные, неколотые дрова.
- Возможность полной автоматизации работы котла и подключения к любой системе отопления.
- Котел может утилизировать резину, пластмассу и полимеры, не загрязняя при этом окружающую среду.
Важно! Газогенераторные котлы эффективнее традиционных. КПД пиролизного котла достигает 85%, а мощность оборудования можно регулировать в пределах 30-100%
К недостаткам пиролизных котлов можно отнести:
- Большие габариты установки.
- КПД котла резко снижается, если в него поместить топливо повышенной влажности.
- Энергозависимость котла – без дымососа установка не будет работать.
- На малых загрузках (менее 50%) отмечается нестабильное горение и появление дегтя в газоходах.
- Нельзя организовать автоматическую подачу дров.
- Высокая стоимость пиролизных котлов. Сэкономить можно, если сделать котел самостоятельно. Но изготовление котла – достаточно сложный процесс, требующий точных расчетов, разработки чертежа и грамотной сборки.
Топливо для пиролизного котла
Для пирокотлов лучше использовать топливные пеллеты или дрова. Древесину можно загружать диаметром 100-250 мм, длиною 400-450 мм. Размеры топливных брикетов – 300х30 мм. Мелкие древесные отходы и опилки можно жечь вместе с дровами, но их должно быть не более 30% от общего объема камеры загрузки.
Котел работает на максимальной мощности, если используется высушенная древесина. Кроме того, это условие позволяет продлить срок эксплуатации установки.
Теплота сгорания 1 кг дров влажностью 20% составляет 4 кВт/час, а древесины с влажностью 50% — 2 кВт/час
В промышленных установках могут использовать пиролизное масло – разжиженный древесный деготь. Материал имеет высокую теплотворную способность – порядка 40 000 кДж/кг, но пиромасло обладает сильной кислой реакцией, что негативно сказывается на футеровке и металле. Поэтому его применение в бытовых котлах не желательно.
Делать или нет перолизный котел самостоятельно
Пиролизный котел – это современно и эффективно, но – дорого. Стоимость простого отечественного котла – не менее 1000 долл. США, цены на импортные газогенераторные установки на порядок выше.
Вполне реально сделать пиролизный котел самостоятельно или заказать изготовление установки у специалистов. Второй вариант обойдется дороже первого, но по сравнению с покупкой нового оборудования удастся сэкономить немалую сумму денег (зависит от размеров котла).
Самодельный пиролизный котел: фото
Конечно, процесс сборки котла нельзя назвать абсолютно дешевым и простым. Перед изготовлением оборудования необходимо оценить собственные возможности и силы, изучить всю информацию по составляющим элементам и работе котла.
Твердотопливный пиролизный котел своими руками: пошаговая сборка
Разработка чертежа и расчет пиролизного котла
При работе важно точно следовать разработанным чертежам пиролизного котла. Приведем чертеж наиболее распространенной конструкции, который применяется при самостоятельной сборке. Отопительный аппарат рассчитан на 40кВт. Конструкцию прибора можно менять, но внутренний объем должен оставаться неизменным.
Расшифровка чертежа:
А – контролер котлового контура;
B – дверца загрузки;
C – дверца зольника;
D – дымосос;
E – муфта для датчика термического предохранителя (R 1/2);
F – патрубок аварийной системы (предохранительный клапан монтируется в подающей магистрали при помощи тройника – есть в сборке с группой безопасности);
G – подающая магистраль котлового контура;
H – подвод охлажденной воды защитного теплообменника, R ¾;
K – подача горячей воды защитного теплообменника, R ¾;
L – обратная магистраль котлового контура;
M – расширительный бак и патрубок опорожнения.
Для частного дома обычно достаточно котла мощностью 40 кВт. При изготовлении установки большей/меньшей мощности необходимо соответственно откорректировать и другие параметры котла. Правильное соотношение размеров пиролизного котла гарантирует эффективность и долговечность установки.
Таблица соответствия пиролизного котла генерируемой мощности
Важно! Для небольшого дома оптимальным вариантом станет котел мощностью 25-30кВт. Изготовления компактного оборудование позволит сэкономить средства и время на сборку
3d- визуализация соединения всех узлов котла поможет понять внутреннее устройство котла.
3d схема пиролизного котла
Инструменты и материалы
Для работы понадобятся следующие инструменты:
- сварочный аппарат (желательно, постоянного тока);
- электродрель и набор сверл по металлу;
- болгарка;
- углошлифовальная машинка;
- плазморез или газовый резак – для создания отверстий большого диаметра (при наличии опыта эту работу можно сделать болгаркой);
- слесарные инструменты (напильник, молоток, зубила, струбницы).
Перечень необходимых материалов:
- Листовая сталь (5 мм) – для изготовления камеры сжигания и газифицирующей камеры. Листовая сталь (4 мм) – для внешней обшивки. Общий метраж стальных листов – 8-10 кв.м.
- Труба для теплообменников: длина – около 10 м, диаметр – 57 мм, толщина стенки – 4,5 мм.
- Труба для борова: длина – 0,5 м, диаметр – 159 мм, толщина стенки – 4,5 мм.
- Огнеупорный шамотный кирпич – 20-25 шт.
- Профильная труба 60х30х2 и 80х40х2 по 2 метра.
- Труба длиною 2 м, диаметром 32 мм, толщиною стенки – 4,5 мм.
- Стальная полоса 30х4 мм- 2 м.
- Круги отрезные 230 мм, 125 мм – по 10 шт.
- Электроды – 5 пачек.
- Шлифовальные круги 125 мм – 5 шт.
- Центробежный дутьевой вентилятор.
- Датчик температуры.
Сборка пиролизного котла
Приведем основные этапы по изготовлению пиролизного котла:
- Составить оптимальный план раскроя заготовок. Желательно листы металла порезать сразу на металлобазе. Конечно, это услуга не бесплатная, но дает существенные преимущества: ровный разрез и экономию времени.
- Изготовление внутренней части котла – сварка камеры сжигания и газифицирования.
- После создания каркаса камер приварить воздуховоды и заднюю стенку в отсеке газификации. Под дымоходный канал прорезать отверстие в задней стенке.
- Ввести трубу подачи вторичного воздуха в камеру сжигания. Труба связывается с фасадом котла с помощью профильной трубы размером 20х20 мм.
- Изготовление теплообменника. Газовым резаком выжечь на заготовленной пластине отверстия диаметром 57 см под трубы.
- Нарезать трубы теплообменника, насадить на опорные пластины и прихватить в нескольких местах сваркой. Проверить размеры и окончательно обварить стыки.
- Теплообменник приварить к котлу. Изготовить и установить дроссельную заслонку дымохода.
- В передней стене камеры котла сделать отверстия для труб подачи первичного/вторичного воздуха. Переднюю стенку установить на свое место.
- Боров и заднюю крышку приварить в месте дроссельной заслонки. После этого зачистить все швы шлифовальным диском. Внутренний короб котла собран.
- Для крепления внешней обшивки наварить на корпус котла отрезы уголка №25.
- На раскроенном листе обшивки сделать сквозные отверстия для крепления к корпусу котла.
- Сопоставить отверстия с уголками и приварить так, чтоб обшивка прочно скрепилась с основанием. Обшить все стороны установки (кроме верхней крышки). Стыки проварить и зачистить.
- Проверка герметичности швов. Заглушить все отверстия (вход/выход/слив теплоносителя) и через верхнюю крышку наполнить котел водой. Место протечки пометить мелом.
- Заслонки отрегулировать резьбовыми шпильками. Воздушные отверстия прикрыть общим кожухом.
- Изготовить и навесить дверцы камер котла. Дверцы должны быть отделаны чугунными пластинами или шамотным кирпичом.
- Из распиленного кирпича создать футеровку для нижней части камеры газификации.
- На профильную трубу воздуховода приварить фланец, закрепить центробежный вентилятор.
- Сделать футеровку камеры сжигания шматочным кирпичом.
- В каналы газохода теплообменника поместить турбулизаторы (завихрители) – они способствуют улучшению теплопередачи и очищают трубы газохода от отложений. Завихрители прикрепить к коромыслу.
- Проверить герметичность котла и настроить давление в 4 бар. Для этого котел надо наполнить водой и подключить к нему опрессировщик.
- На трубу подачи в отопительной системе вмонтировать группу безопасности котла (манометр, автоматический воздухоотводчик и аварийный клапан).
- Пиролизную установку желательно оснастить автоматикой с термодатчиками, которые будут отслеживать работу котла, производить остановку/запуск.
Изготовление пиролизных котлов: видео
Ввод котла в эксплуатацию
Перед запуском котла его надо подсоединить к дымоходу и наполнить водой. На котле обязательно должен быть термометр для контроля температуры теплоносителя. Для установки термометра в проектах котлов предусмотрены отверстия.
Ввод системы пиролизного котла в эксплуатацию происходит в такой последовательности:
- Вентилятор подсоеденить к электросети и проверить его работу. Выставить воздушные заслонки на среднее положение.
- В камеру газификации положить бумагу, а сверху нее разложить небольшое количество дров. Закрыть дверь камеры газификации.
- Дроссельную заслонку дымохода открыть, включить вентилятор и поджечь бумагу.
- Когда дрова хорошо разгорятся заслонку дымохода надо закрыть.
- Контроль зажигания факела сгорания пиролизных газов выполняется через нижнюю камеру сжигания.
- Интенсивность/цвет пламени регулируются перемещением заслоно. При правильной настройке котла пламя желто-белого цвета.
- Засечь, через сколько времени вода в котле закипит. При достижении температуры +100°С отключить вентилятор. После этого факел погаснет, а вода начнет постепенно остывать.
Техника безопасности
При установке котла должны быть соблюдены требования пожарной безопасности:
- Для отопительного котла пиролизного типа необходимо наличие отдельной котельни.
- Устанавливать котел надо на кирпичное или бетонное основание.
- Размер вентиляционного отверстия в помещении должен быть не меньше 100 кв.см.
- Расстояние от котла до стен – минимум 20 см.
- Перед котлом надо положить листовой металл толщиною 2-3 мм.
- Дымоход надо изолировать утеплителем.
Принимать решение о самостоятельном изготовлении пиролизного котла надо взвешенно. Такая установка конструкционно – весьма сложная. Конечно, получится сэкономить большую сумму денег, но для обеспечения максимально эффективной и безопасной работы необходимо соблюдать многочисленные нюансы и особенности.
Источник: //strport.ru/stroitelstvo-domov/piroliznyi-kotel-svoimi-rukami
Пиролизный котел своими руками: устройство и принцип работы
Термин «пиролиз» подразумевает процесс, где имеет место замедленное сжигание твёрдого топлива с получением газовой среды. Несмотря на «профессорское» название сооружения, сделать пиролизный котел своими руками относительно несложно, и самоделки на практике встречаются достаточно часто.
Объяснение тому простое – газогенераторный котёл на дровах проще в обслуживании, зачастую эффективнее и экономичнее другого похожего оборудования.
Принцип действия пиролизных котлов
Котлы систем обогрева, где в качестве топлива используются твёрдые горючие материалы, помимо классики, относятся также к пиролизным конструкциям. Обычно их называют газогенераторными котлами.
Чтобы лучше понять принцип работы домашнего пиролизного котла, логично внимательно рассмотреть устройство такой техники. Начнём с особенностей топки как основной части нагревательной конструкции. По сути, рабочая область топливной камеры пиролизных котлов разделяется на две разделённых камеры.
Конструкция пиролизного котла в разрезе: 1 – загрузочная камера (пассивная), где протекает процесс пиролиза (неполного горения); 2 – камера сгорания газа (активная), образующегося в процессе пиролиза
Одна из таких камер загружается твёрдым топливом – дровами, пеллетами, брикетами и т.
п. Там начинается первичный процесс горения твёрдого топлива при ограниченной подаче воздуха. В таком состоянии топливо не горит, но тлеет. Газы, выделяющиеся при медленном горении, поступают в другую область камеры — активную, где уже при увеличенной подаче воздуха интенсивно прогорают.
Технически подобный процесс сжигания реализуется простым способом. Подобласти общей камеры попросту разделяются колосниковой решёткой и форсункой. Верхняя часть камеры – пассивная топка, нижняя часть камеры – активная топка. При этом следует учитывать конструктивную особенность – верхнюю подачу воздуха в топливную камеру (верхнее дутье).
Собственно, этим и отличается конструкция газогенераторного котла от классической однокамерной разработки, где применяется нижняя подача.
Классическая конструкция воздушного насоса (часто называют – вентилятором, но технически это ошибочное название), которая используется в схеме пиролизного котла.
Это важная деталь, обеспечивающая эффективность работы оборудования
Технологически для устройства пиролизных котлов характерным моментом является также организация принудительной тяги.
Конструкция двухступенчатой топки обладает завышенным аэродинамическим сопротивлением. Поэтому здесь никак не обойтись без установки воздушного насоса.
Как функционирует котёл на практике
Практическое применение оборудования удобно рассмотреть пошаговым процессом:
- Загрузка дров — укладка на колосник верхней области камеры.
- Поджиг топлива и запуск в работу дымового насоса.
- Образование древесного газа при температуре 250-850°С.
- Переход древесного газа в нижнюю область топки.
- Сгорание древесного газа при дополнительной подаче воздуха.
Далее полученное в нижней области топливной камеры тепло используется для нагрева теплоносителя. Теплоносителем может быть как водная среда, так и воздушная.
Конструкция котла: 1 – активная камера; 2 – вход воды; 3 – вторичный воздух; 4 – дымоход; 5 – патрубок выхода; 6 – дроссельная заслонка; 7 – выход воды; 8, 9 – датчики; 10 – терморегулятор; 11 – дверь пассивной камеры; 12 – первичный воздух; 13 – пассивная камера; 14 – воздушный насос; 15 – контур теплообменника; 16 – форсунка; 17 – дверь активной камеры
Если обратить внимание на все существующие конструкции домашних котлов, действующих на твёрдом топливе, главной альтернативой пиролизному котлу выступает конструкция традиционного исполнения. Это похожий вариант котла на дровах, где действует одна неразделённая топка и работает принцип нижней подачи воздуха в камеру сгорания. Но такая система считается менее эффективной и неэкономичной по причине быстрого сгорания топлива.
Пиролизный котёл способен выдавать коэффициент полезного действия на уровне 85-95% при условии 100% нагрузки. Однако КПД резко падает, если нагрузка составляет менее 50%. Именно поэтому изготовители пиролизной техники рекомендуют пользователям эксплуатировать оборудование с максимальной нагрузкой.
Аналогичный подход справедлив и для самодельных конструкций, при условии их полного соответствия классической пиролизной схеме и требованиям эксплуатации.
Для «пиролиза» требования эксплуатации, надо заметить, достаточно жёсткие:
- обязательное оснащение воздушным насосом;
- допустимая влажность топлива не выше 25-35%;
- нагрузка на оборудование не ниже 50%;
- температура обратного теплоносителя не ниже 60°С;
- загрузка только крупным топливным массивом.
Также следует отметить дороговизну пиролизных систем промышленного изготовления. Наверное, поэтому пользуется высокой популярностью вариант «сделай сам».
Самодельный пиролизный котёл
Как правило, при изготовлении подобной отопительной техники своими руками за основу берётся популярная схема Беляева. Нельзя сказать, что это простое решение, которое позволяет изготовить нагреватель без проблем. Но, пожалуй, одно из тех решений, которое действительно можно реализовать.
Трёхмерная схема пиролизного котла для производства своими руками. Это одна из простых схемных вариаций, которую возможно сделать в бытовых условиях самостоятельно
Для производства оборудования по этой схеме мастеру потребуется:
- труба металлическая (d = 32; 57; 159 мм);
- труба профильная (s = 60х30; 80х40; 20х20 мм);
- стальная полоса (20х4; 30х4; 80х5 мм);
- кирпич шамотный;
- металлический лист;
- воздушный насос;
- температурный датчик.
Также необходимо иметь полный набор слесарного инструмента, плюс сварочный аппарат (и навыки сварщика, соответственно). Работу по изготовлению пиролизного котла своими руками явно не осилить в одиночку. Как минимум нужен один помощник.
Первым делом, в соответствии с выбранной схемой необходимо приготовить листовые детали сооружения. Рекомендуется заготовить листовые панели, обрезая их по размеру профессиональным точным оборудованием.
Применение для резки ручного инструмента типа «болгарки» не обеспечивает точность реза, что впоследствии сказывается на качестве исполнения сварки. Этот момент следует учесть. Разумное решение по нарезке листов металла – заказ в механической мастерской.
Сборка внутренних частей оборудования
Из одной части металлических листов необходимо сделать топливную камеру. Для этого материал, соразмерный схемным параметрам, соединяется и сваривается. Должна получиться двухкамерная конструкция, которую следует дополнить воздуховодами.
Эти элементы топливной камеры делаются из металлического швеллера или же для изготовления применяют профильную трубу. По всей площади фронтальной стороны воздуховода высверливаются отверстия.
Воздушные каналы внутри топочной камеры. По этим каналам подаётся воздух с помощью воздушного насоса.
Для равномерного распределения воздушного потока по всей длине канала высверливаются отверстия
Ниже по уровню, в области активной топочной камеры, на стенке, расположенной поперёк воздуховодам, врезается металлическая труба (вторичный подвод воздуха).
Далее начинается работа с трубами, так как подошла очередь сборки трубчатого теплообменника. Эту часть пиролизной системы делают из металлических труб d=57 мм:
- Берётся два металлических листа по размеру чертежа и делается разметка.
- На основе разметки под расположение труб по листу вырезаются отверстия d=60 мм.
- Нарезаются трубы d=57 мм по размеру длины.
- Концы труб вставляют в отверстия одного листа и обваривают.
- Повторяют операцию с другим листом.
На выходе должен получиться готовый теплообменник, который скрепляется с корпусом котла там, где указывает схема.
Пример изготовления теплообменника из двух стальных листов и труб, нарезанных по размеру.
Здесь требуется качественная сварка, чтобы в дальнейшем при эксплуатации котла не было проблем
Рядом с теплообменником (по верхнему уровню) устанавливается дроссельная заслонка.
Эта деталь оснащается рукояткой и также приваривается к сооружению. Торцевая часть корпуса дросселя закрывается куском листа с патрубком под дымовую трубу.
Далее останется только сварить переднюю панель топливной камеры с окнами для дверей под каждую из двух секций и модулем для воздушного насоса.
Установленный теплообменник и часть конструкции дроссельной заслонки.
Вариант регулировочного механизма в виде ручного рычага с возможностью фиксации заслонки в любом положении
Перед тем как ставить фронтальную панель, внутреннюю часть камер сгорания необходимо усилить шамотным кирпичом. Этот материал режется по размеру, некоторая часть под углом. Кирпич обтачивается и подгоняется по месту укладки.
Обработке шамотным кирпичом подвергаются обе рабочих секции топливной камеры котла. При этом аккуратно обкладываются места области заслонок воздухоотводящих (подводящих) труб. После выкладки кирпичом, устанавливается фронтальная панель.
Пример выкладывания шамотным кирпичом внутренней области топливной камеры.
Кирпичная обкладка защищает стенки камеры пиролизного котла от возможного прогорания по мере долгосрочной эксплуатации
По сути, основную сборку пиролизного котла на этой стадии можно считать завершенной.
Собранную конструкцию необходимо обработать – убрать окалину от сварки, подчистить сварные швы, подровнять, если где-то имеются небольшие неровности.
На следующем этапе – заключение собранной конструкции в герметичный корпус. Эта часть сооружения также делается из металлических листов. Однако прежде нужна опрессовка.
Тестирование и окончательная сборка конструкции
Собранную конструкцию необходимо испытать. Обязательные действия – проверка на герметичность области котла, где должен циркулировать теплоноситель. Для проведения опрессовки теплообменника временно устанавливают заглушки на патрубках подачи и возврата теплоносителя.
Затем теплообменник заправляют водой. Желательно использовать горячую воду из сети отопления или ГВС, чтобы иметь возможность проверить сварные швы в условиях теплового расширения металла.
Передняя часть уже почти готовой конструкции с выведенными патрубками для подачи воздуха внутрь рабочих камер. Окна секций топливной камеры пока что без дверок.
Это сооружение будет обшиваться корпусными листами
При условии отсутствия утечек по швам теплообменника воду сливают и приступают к обрамлению конструкции пиролизного котла внешними металлически панелями.
Также на этом этапе изготавливаются и навешиваются двери окон секций камеры сгорания.
Двери пиролизной установки требуют исполнения с учётом высокотемпературных условий эксплуатации. Поэтому делают (или применяют уже готовыми) эти конструктивные элементы обычно из чугуна с дополнительным температурным усилением шамотным кирпичом.
Пример конструкции двери одной из секций топливной камеры пиролизного котла.
Для усиления защиты от воздействия высокой температуры процесса горения дополнительно к металлу используется шамотный кирпич
Завершающий этап – установка пиролизного котла по месту его будущей эксплуатации.
Монтаж конструкции ведётся на фундаменте или на бетонной плите. Высоту фундамента (плиты) относительно уровня грунта рекомендуется выдерживать размером не меньшим чем 100 мм.
После установки и баланса по уровням нижняя часть котла закрепляется к фундаменту. Останется присоединить дымовую трубу, установить воздушный насос и подключить линии подачи/выхода теплоносителя.
Котёл пиролизного действия полностью закрытый в металлический корпус и готовый к установке на рабочее место. В качестве опорных элементов крепежа на корпусе приварены угловые зацепы
Изготовление пиролизной конструкции котла самостоятельно – это работа, требующая значительного вложения сил. Конечно же, не обойтись и без накладных расходов в плане финансовых средств.
Возможно, по закупке материала и по обращениям к сторонним услугам затраты окажутся меньше, чем стоимость оборудования промышленного изготовления. Однако разница, скорее всего, будет не столь существенной. Но главный вопрос не в деньгах.
по теме
О самостоятельном изготовлении котла пиролизного действия:
Технически самостоятельное производство пиролизных котлов без наличия соответствующей базы является крайне сложным процессом. Также необходимы профессиональные навыки в работе с металлом, чёткое понимание инженерных схем и технологических тонкостей изготовления котельного оборудования. Без всего этого не стоит даже браться за работу.
Источник: //sovet-ingenera.com/otoplenie/kotly/piroliznyj-kotel-svoimi-rukami.html
Пиролизный котел своими руками: 10 рекомендаций к устройству
Если вам нужно сделать пиролизный котел, следует в точности придерживаться инструкции
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.
Особенности процесса пиролиза древесины
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.
//www.youtube.com/watch?v=KCRm94hE8Pc
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.
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.
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.
Рекомендации по оборудованию пиролизника:
- 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 котельной. 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.
Источник: //homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/kanalizatsiya/piroliznyj-kotel-svoimi-rukami