Как сделать пиролизный котел своими руками – чертежи и схемы

Новые технологии, которые используются в обогреве частных домов, можно легко использовать в самодельных котлах.

Эффект пиролизного тления древесины позволяет увеличить время горения дров до 8 часов, а интенсивность сгорания топлива можно регулировать с помощью задвижек.

Самостоятельно изготовить пиролизный котёл не так и просто, необходимо уметь обращаться со сварочным аппаратом, дрелью, болгаркой. Но если опыт уже имеется, то собрать такое устройство самостоятельно не составит большого труда.

Содержание:

• Принцип работы ↓
• Этап подготовки ↓
• Изготовление котла ↓
• Установка котла ↓
• Блиц-советы ↓

Принцип работы

Прежде чем приступать к изготовлению пиролизного котла необходимо разобраться в тех процессах, которые происходят внутри этого устройства.

Под воздействием высоких температур происходит разложение древесины с образованием пиролизного газа и древесного угля. Этим процессом можно управлять, не давая древесине сгорать слишком быстро. Такой эффект достигается ограничением подачи воздуха в камеру сгорания. Топливо, которое при достаточном количестве кислорода сгорело бы за 30 минут, будет тлеть в течение нескольких часов, равномерно отдавая тепло.

Мощность прибора зависит от размера его топочной камеры. Некоторые модели пиролизных котлов оснащаются водяной рубашкой, что позволяет обогревать помещения, которые удалены от комнаты, где установлен пиролизный котёл.

В качестве топлива для пиролизного котла могут быть использованы различные вещества и материалы. Высоким КПД обладает резина, но это вещество при сгорании образует большое количество сажи, поэтому производить профилактическую чистку дымохода здесь требуется намного чаще.

Пиролизные котлы могут эксплуатироваться на гранулированном топливе. Такие приборы могут автономно работать без остановки процесса горения до нескольких суток подряд.

Схема устройства пиролизного котла

На подготовительном этапе важно правильно рассчитать необходимую мощность прибора, а также выбрать модель, которая будет использоваться для отопления дома.

По правилам эксплуатации данных приборов для установки пиролизного котла следует оборудовать отдельную комнату с высокими потолками, со свободным доступом воздуха, но находиться в такой комнате продолжительное время, а тем более оставаться на ночлег, не рекомендуется.

Для изготовления пиролизного котла своими руками понадобятся следующие инструменты и материалы:

1. Сварочный аппарат. Лучше всего использовать устройство инверторного типа.
2. Болгарка.
3. Электродрель.
4. Молоток.
5. Отвёртки и гаечные ключи
6. Газовый баллон от грузового автомобиля объёмом 175 литров.
7. Сталь листовая высокоуглеродистая толщиной 5 мм.
8. Труба стальная диаметром 28 мм.
9. Труба стальная диаметром 112 мм.
10. Маркер.
11.  Уголок металлический 50 * 50 мм.
12.  Металлическая дверца для зольника.

Кроме этого необходимо подготовить расходные материалы: электроды для сварки, наждачные круги и свёрла.

Самодельный пиролизный котёл

Пиролизный котёл изготавливается в такой последовательности:

1. Если для изготовления прибора будет использоваться газовый баллон, бывший в употреблении, то необходимо стравить остатки газа, открутить болты, которые удерживают горловину баллона, и слить газолин. После этого газовый баллон необходимо заполнить водой и выдержать несколько дней.
2. Затем болгаркой баллон распиливается поперёк немного выше сварочного шва. Таким образом, получится идеально ровный металлический цилиндр длиной более 130 см. Внутри этого цилиндра будет происходить пиролизное горение древесины, но тепло выделяемое во время этого процесса должно быть передано теплоносителю. Теплоноситель будет находиться в рубашке, которая будет “одета” на цилиндрическую камеру сгорания.
3. Для изготовления рубашки необходимо вырезать из листовой стали 6 пластин: 2 прямоугольные пластины размером 60 * 60 см, и 4 пластины 120 * 60 см. В пластинах размером 60 * 60 см следует вырезать круглые отверстия ровно посередине квадрата. Диаметр этих отверстий должен равняться внешнему диаметру цилиндра, изготовленного из газового баллона.
4. Чтобы отверстия идеально подходили для размещения в них пропанового баллона, следует установить на пластину обрезанную крайнюю часть баллона ровно посередине и обвести её маркером. Затем, уже по намеченному рисунку, вырезать отверстие с помощью газового резака.
5. Когда изготовление отверстий в нижней и верхней грани будет закончено, из всех приготовленных ранее пластин сваривается ёмкость высотой 120 см и шириной 60 см. Грани с прорезями будут располагаться соответственно в верхней и нижней части резервуара.
6. Когда рубашка для баллона будет готова, его помещают внутрь прямоугольного резервуара таким образом, чтобы был отступ от плоскости рубашки сверху около 5 см.
7. Затем цилиндр тщательно приваривается к плоскости рубашки. К водяной рубашке привариваются два патрубка.
8. Один в нижней части резервуара, он будет использоваться для входа охлаждённого теплоносителя, другой в верхней части рубашки, через него будет осуществляться забор нагретой жидкости. Оба патрубка имеют диаметр трубы 28 мм.
9. Когда водяная рубашка будет полностью изготовлена, из металлического “блина”, который образовался при вырезании отверстий для баллона, изготавливается разграничительная пластина. Эта пластина позволит оградить горящий пиролизный газ от топлива, расположенного внутри топочной цилиндрической камеры. С одной стороны к “блину” приваривается уголок 50*50 мм.
10. Уголок необходимо установить крест накрест. Таким образом, будет поддерживаться постоянный зазор между заградительной перегородкой и тлеющим топливом.
11. Из верхней части баллона, которая была отпилена, изготавливается крышка, для загрузки топлива внутрь пиролизного котла, а также для отвода продуктов горения древесины в специально смонтированный для такой печи дымоход.
12. Для того чтобы крышка закрывала топочный цилиндр сверху достаточно плотно необходимо к отпиленной крышке по окружности приварить полосу металла толщиной 1 мм и шириной 50 мм. В верхней части крышки делается отверстие с помощью резака и приваривается отрезок трубы диаметром 112 мм и длиной 0,5 метров.
13. В нижней части баллона делается отверстие под размер дверцы зольника, которая затем приваривается электросваркой. Дверца должна иметь в своей конструкции надёжное запорное устройство, исключающее самопроизвольное открытие во время работы отопительного прибора.
14. Для регулировки интенсивности горения топлива рядом с дверцей зольника приваривается патрубок диаметром 28 мм, на котором нарезается резьба и устанавливается водопроводный кран с червячным запорным механизмом. Таким образом, можно будет полностью перекрыть поступление воздуха в камеру сгорания, что приведёт к уменьшению интенсивности горения дров, и этот процесс будет продолжаться не менее 8 часов.

Установка котла

1. Отопительный котёл во время эксплуатации должен располагаться в вертикальном положении, поэтому к боковым углам водяной рубашки привариваются “ножки” из металлического уголка.
2. Высота нижней плоскости рубашки должна быть приподнята над уровнем пола не расстояние 0,5 метра. После того как к котлу приделали “ножки” его необходимо правильно установить в отдельном помещении.
3. Котёл устанавливается на ровный бетонный пол. Отопительный прибор должен быть удалён от горючих предметов на расстояние не менее 0,5 метра. Плоскость водяной рубашки не должна соприкасаться со стеной, иначе в зимнее время эффективность нагрева будет значительно снижена.
4. Для удаления дыма в крыше и потолке котельной делается отверстие, в которое устанавливают жестяную трубу, которую подбирают таким образом, чтобы её внутренний диаметр был больше внешнего диаметра дымохода пиролизного котла на 5 – 10 мм. Данная труба должна быть длиной 2 метра.
5. Далее дымоход состоит из жестяного отрезка трубы с внутренним диаметром, позволяющим нижней трубе свободно, но плотно входить в неё.
6. Таким образом, жестяная труба является соединительным звеном между патрубком дымохода котла и трубой, которая установлена в крыше здания.
7. Весь процесс загрузки дров в камеру сгорания и розжиг котла осуществляется в такой последовательности:
   • Жестяная труба отодвигается вверх и фиксируется в таком положении с помощью выдвигающегося мощного неодимового магнита.
   • Крышка котла снимается, и топочная камера заполняется дровами или другими горючими материалами.
   • Сверху камеры следует оставить небольшое пространство для установки разделительной перегородки.
   • Затем топливо поджигается, на огонь кладётся разграничитель и устанавливается крышка.
   • На дымоход крышки котла надвигается жестяная труба, при этом патрубок должен полностью войти в жестяную трубу.
8. Топливо будет гореть не менее 8 часов только в том случае, если будет плотно закрыта дверца зольника, а воздушный кран будет слегка приоткрыт. Можно значительно увеличить интенсивность горения, в начале каждого цикла необходимо дать возможность топливу хорошо разгореться, поэтому воздушный кран остаётся открытым в течение 10 – 15 минут. Затем воздушный кран полностью закрывается и отвинчивается на 2/3 оборота.
9. После завершения полного цикла горения процесс загрузки повторяется снова. Если в нижней части котла образовалось большое количество золы, то её необходимо удалить через нижнюю дверку, которая затем снова плотно закрывается.
10. В процессе пиролизного горения древесины пластина, которая отделяет тлеющее топливо от пламени, будет опускаться вниз котла и к концу цикла окажется в самом низу. Чтобы извлечь этот “блин” из котла необходимо изготовить приспособление, которое состоит из отрезка металлопластиковой трубы диаметром 40 мм и длиной 1,5 метра.
11. Внутри трубы у одного из краёв находится неодимовый магнит цилиндрической формы, подобранный таким образом, чтобы он входил с натягом в трубу. Для более надёжной фиксации магнита можно использовать супер-клей. Такой самодельный инструмент позволит поднять со дна котла разграничительную пластину.

Блиц-советы

1. Дымоход, который используется для удаления продуктов горения, должен быть изготовлен из жести, а верхняя часть, которая будет контактировать в зимнее время с холодным воздухом из двухслойной жести с теплоизолятором между двумя слоями.
2. Дымоход должен располагаться вертикально с минимальными зазорами в местах сочленения патрубков.
3. Данная модель пиролизного котла предназначена для использования в системе отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, поэтому в систему необходимо установить насос достаточной мощности.

Промышленный образец

На современном рынке отопительных приборов существует множество моделей котлов, где в качестве топлива применяется древесина, а точнее, ее измельченные отходы. В зависимости от технических характеристик изделия, печи на опилках могут обогревать только дом или дополнительно еще и хозяйственные постройки. Существует стандартная схема, позволяющая обеспечить горячее водоснабжение для отопительной системы и домашних нужд, где основным элементом служит двухконтурный твердотопливный пиролизный котел. Производительность тепла в данном случае зависит от мощности котла на опилках, а также качества и количества заданного топлива.

Твердотопливные пиролизные котлы могут использовать несколько видов топлива, в том числе отходы деревообрабатывающего производства и сельскохозяйственной переработки.

• Твердотопливные котлы;
• Печи-камины;
• Камины с водяными контурами.

Главным преимуществом данной методики является то, что она отличается простотой – достаточно создать камеру сгорания и организовать отвод продуктов сгорания за пределы оборудования. Единственным регулятором здесь становится дверка поддувала – регулируя просвет, мы можем отрегулировать интенсивность горения, тем самым воздействуя на температуру.

В пиролизном котле, собранном своими руками или купленном в магазине, процесс сгорания топлива идет несколько по-другому. Дрова здесь сгорают при низкой температуре. Можно сказать, что это даже не горение, а медленное тление. Древесина при этом превращается в подобие кокса, одновременно выделяя горючие пиролизные газы. Эти газы отправляются в камеру дожигания, где сгорают с выделением большого количества тепла.

Если вам кажется, что данная реакция не даст особого эффекта, то вы глубоко заблуждаетесь – если заглянуть в камеру дожигания, то здесь будет видно ревущее пламя ярко-желтого, почти белого, цвета. Температура сгорания – чуть выше +1000 градусов, а тепла в этом процессе выделяется больше, чем при стандартном горении древесины.

Для того собранный своими руками пиролизный котел смог показать максимальную эффективность, необходимы дрова с низким содержанием влаги. Влажная древесина не даст оборудованию выйти на полную мощность.

Реакция пиролиза знакома нам еще со школьного курса физики. В учебнике (а может и в лабораторном кабинете) многие из нас видели интересную реакцию – древесина помещалась в стеклянную запечатанную колбу с трубкой, после чего колба нагревалась над горелкой. Через несколько минут древесина начинала темнеть, а из трубки начинали выходить продукты пиролиза – это горючие газы, которые можно было поджечь и понаблюдать за желто-оранжевым пламенем.

Аналогичным образом работает и пиролизный котел, собранный своими руками:

На одной загрузке топлива пиролизные котлы работают около 4-6 часов. Так что большим и стабильно пополняемым запасом дров стоит озаботиться заранее.

• В топке разжигаются дрова до появления устойчивого пламени;
• После этого доступ кислорода перекрывается, пламя гаснет почти полностью;
• Запускается дутьевой вентилятор – в камере дожигания появляется высокотемпературное пламя.

Устройство пиролизного котла довольно простое. Основными элементами здесь являются: камера сгорания, в которой складированы дрова, и камера дожигания, в которой сгорают продукты пиролиза. Передача тепла в отопительную систему осуществляется через теплообменник

В схеме пиролизного котла ему уделяется особое внимание

Все дело в том, что теплообменники в пиролизных котлах, собранных своими руками, устроены не так, как в газовом оборудовании. Продукты сгорания с воздухом проходят здесь через множество металлических труб, омываемых водой. Для увеличения эффективности котловая вода омывает не только сам теплообменник, но и все другие узлы – здесь создается своего рода водяная рубашка, которая отбирает излишки тепла от раскаленных элементов котельного агрегата.

Особенности пиролизной печи и её применение

Пиролизные печи называются печами длительного горения. Сгорание твёрдого топлива в них происходит без доступа кислорода: летучие газы сначала насыщаются мелкой фракцией древесины, а затем дожигаются при высокой температуре (от 450 оС), смешиваясь с остаточным воздухом во второй камере. Топливо и газ сгорают практически полностью, обеспечивая высокий КПД (до 85—95%).

Простая конструкция печи позволяет соорудить её своими руками и делает устройство удобным в использовании

Печь такого действия устанавливают в гараже, на даче, в своём доме и в любом небольшом помещении, где необходимо долгосрочное отопление. Устройства просты в эксплуатации и дают максимальный объём тепла при существенной экономии топлива. При этом твёрдый материал перерабатывается практически полностью: сжигаются газ и угли, поэтому дым, сажа и зола почти не образуются. Этот принцип действия актуален для всех моделей пиролизных печей, но разные конструкции могут отличаться характеристиками, внешним видом и внутренним строением.

Преимущества и недостатки

Отопительное устройство отличается эффективностью и экономичностью, но также имеет и ряд особенностей. Сделать правильный выбор позволяет знание плюсов и минусов пиролизных печей. Положительные особенности этих устройств выражены в следующем:

• КПД до 95%, быстрый нагрев;
• минимальный процент дыма и сажи, экологичность;
• отсутствие необходимости постоянного контроля (топливо загружают раз в сутки);
• применение разного вида топлива;
• доступность сборки и монтажа печи своими руками.

Простой принцип действия обеспечивает практичность агрегата

Основной недостаток эксплуатации такой печи — необходимость правильного хранения дров, подбирая оптимальный уровень их влажности. В противном случае материал не будет эффективно сгорать, ведь влажные пары не позволят газу переработаться.

При сжигании отходов (сырая древесина, покрышки авто, производственный мусор) присутствует неприятный запах, поэтому рекомендуется использовать только чистое и качественное топливо, или дополнительно устанавливать в помещении систему вентиляции. А также стоит учесть, что в дымоходе образуется конденсат, для сбора которого предусмотрен специальный накопитель. Выходная труба и дымоход имеют больший диаметр, чем накопитель, поэтому важна правильная установка печи.

Чертежи, размеры и расчёт

Сделать своими руками небольшую печь для обогрева гаража или другого пространства можно с помощью подручных материалов.

Эскизный план и чертёж небольшой металлической печи-буржуйки легко создать самостоятельно

Обязательным этапом является создание чертежа или схемы будущей конструкции. Для этого нужно определить форму и размеры корпуса, вариант расположения камер. После этого проводится расчёт мощности, достаточной для обогрева помещения. Параметры определяют следующим образом:

• предположим, что для отопления помещения при самой низкой наружной температуре требуется 10 кВт тепла. Определяем необходимую мощность печи в режиме обычного горения. Известно, что в режиме газогенерации мощность печи составляет 10—30% от той, которая развивается в режиме пламенного горения. Следовательно, для получения 10 кВт с газогенерацией агрегат при горении с пламенем должен развивать мощность W = 10 / 0.3 = 33.3 кВт (принимаем 30-процентное соотношение мощности);
• выбираем наименее энергоёмкое топливо. Например, оптимален сухой бук;
• рассчитываем объём топливной закладки, которая сможет обеспечить требуемую мощность. Порция дров сгорает в режиме пламени примерно за 4500 с. Следовательно, за это время она должна дать следующее количество тепла: Q = 33,3*1000*4500 = 149,85 МДж. Рассчитаем необходимую массу топлива, учитывая, что полностью оно сгорает только на 80%, а КПД самодельной печи равен примерно 50%: М = 149,85 / (15,5*0,8*0,5) = 24,17 кг. Зная, что плотность сухого бука составляет 620 кг/м3, переведём полученное значение массы в объём: V = 24,17 / 620 = 0,039 м3 = 39 л;
• рассчитываем объём топки. Коэффициент загрузки топки в среднем составляет 0,63. Она должна иметь объем: Vт = 39/0,63 = 61,9 л.

Сделать чертёж или технический рисунок изделия можно самостоятельно, учитывая форму и особенности печи. За основу берётся готовое изображение подходящего агрегата.

Инструменты и материалы

Список необходимых расходных материалов и рабочих инструментов:

• листовая сталь марки Ст20 толщиной 3–4 мм;
• стальной равнополочный уголок 4х50 мм;
• труба диаметром 50–60 мм;
• стальная арматура с сечением 8 мм;
• стальные трубы диаметром 110 или 120 мм для дымохода;
• кирпичи в количестве 15 штук;
• электросварочный аппарат и несколько упаковок электродов;
• дрель и свёрла по металлу, болгарка с кругами на 230 мм;
• строительный уровень, рулетка, карандаш, молоток.

Расходные материалы выбирайте качественные и надёжные. От этого зависит не только работа пиролизной печи, но и безопасность окружающего пространства в процессе отопления.

Подготовка и выбор места установки

Сборка конструкции осуществляется непосредственно в помещении, где будет установлена печь. Раскрой листа на заготовки лучше всего заказать у специалистов в магазине. Это обеспечит хорошее качество основы для изделия.

Пространство вокруг любой печи должно быть безопасным и жароустойчивым, а полы — ровными

Место для установки агрегата нужно подготовить.

• на полу выкладывают основание из кирпичей или иного негорючего материала;
• площадь основы должна быть больше, чем габариты печи;
• устанавливают агрегат на расстоянии не менее 80 см от ближайших стен;
• пол в радиусе 1,2 м перед обогревательным устройством должен иметь несгораемое покрытие (лист железа 1,5 мм толщиной).

Сборка

Необходимые инструменты и материалы

• сварной аппарат (постоянного тока);
• компактная и габаритная углошлифовальные машины (болгарки); если их нет, можно использовать электрический лобзик, но работа с ним усложнится;
• электродрель.

• отрезок трубы сечением 0,5 м и длиной 1,3 м, толщина ее стенок должна быть 3-4 миллиметра;
• отрезок трубы сечением 0,45 м и длиной 1,5 м, у нее толщина стенок может составлять 3 миллиметра;
• в случае если вы не сможете найти трубы такого диаметра, купите два листа стали размером 1,25х2,5 м и отдайте их в цех для проката, затем, сварив швы, превратите их в трубы;
• отрезок трубы сечением 60 мм и длиной 1,2 м;
• пара колец диаметром 0,5 м с полкой, ее ширина должна составлять 25 мм (их вырежьте из листовой стали либо согните из уголков размером 2,5х2,5 см);
• четыре навеса, две задвижки и две ручки;
• листовая сталь для дверец загрузочной камеры и зольника, два люка для них;
• два отреза швеллера под крыльчатку и ножки;
• листовой асбест для теплоизоляции дверец (так они не будут сильно греться, а тепловые потери снизятся);
• шнур из асбеста для герметизации дверок зольника и топочной камеры;
• 3-4 отрезных диска диаметром 12,5 см и два шлифовочных круга сечением 23 см;
• 3-4 упаковки сварочных электродов;
• дутьевой вентилятор;
• терморегулятор.

Пошаговая инструкция по сборке пиролизного котла

Корпус агрегата

Так вы понизите тепловые потери из агрегата.

распределитель воздуха

• Из листовой стали вырежьте окружность. Ее сечение должно быть меньше на 2 см, нежели внутренний диаметр корпуса (0,43 м). В середине круга сделайте отверстие по сечению распределительной трубы (57-60 мм).
• Вставьте воздуховод в дырку и приварите по периметру к диску.
• На низ круга приварите отрезки уголка в форме лопастей.
• На верхнюю сторону приделайте петлю. С ее помощью приспособление будет перемещаться вниз и вверх. Затем установите заслонку, ею можно будет регулировать поступление кислорода в топку.
• Из листовой стали вырежьте окружность сечением 0,5 м. В ее середине сделайте отверстие диаметром 70 мм. Вставьте воздушный распределитель в корпус. Его верхнюю сторону вденьте в отверстие и приварите крышку агрегата.
• Чтобы распределитель можно было перемещать, на его петле через блок зафиксируйте трос.

Преимущества и виды котлов длительного горения

У твердотопливных котлов долгого горения есть несколько основных преимуществ:

1. Достаточно высокоэффективное сжигание используемого топлива, а КПД составляет примерно 90%;
2. Топка для закладки топлива имеет большие размеры;
3. В окружающую среду выбрасывается небольшое количество углекислого газа;
4. В преимущественном количестве моделей устроена электронная автоматика;
5. Есть вентилятор подачи воздуха;
6. Топливо потребляется в экономичном количестве.

Данные котлы представляют собой альтернативу отоплению при помощи газа. Отопительный котел длительного горения или ТТ котел считается практичным и отличается простотой в использовании.

Кроме того, для него характерен сравнительно длительный срок эксплуатации. К тому же это лучшие модели по таким показателям, как экологичность с экономичностью и количество потребляемого топлива.

На сегодняшний день на рынке производители представляют три разновидности:

• классический;
• пиролизный;
• шахтный.

Пиролизный

Твердотопливные пиролизные котлы сверхдлительного горения работают по принципу сжигания древесного газа, что выделяется при тлении дров. Их отличительной характеристикой является пламя, напоминающее пламя либо паяльной лампы, либо газовой горелки. В процессе горения температура внутри нижней камеры составляет около 12000 С.

Благодаря тому, что сгорание происходит в направлении сверху вниз, а главный теплообменник устроен в нижней части, осуществляется наиболее эффективная теплопередача, а также нагрев самого теплоносителя.

Основное преимущество заключается в том, что на одной загрузке аппарат работает до полного выгорания топлива. Прибор функционирует по принципу пиролизного сжигания, при котором недостаточное количество кислорода и высокая температура приводит к разложению дерева на летучее вещество, вызывающее горение.

К преимуществам пиролизного типа относятся:

1. Высокий КПД, составляющий около 85%
2. Загрузочный люк больших размеров, что дает возможность легко чистить камеру сгорания
3. Для изготовления теплообменника используется толстый лист высококачественной стали
4. Мощный вентилятор
5. Электронной системой управляют благодаря циркуляционному насосу
6. Могут применяться для отопления промышленных помещений

Классический отопительный

Модели классических твердотопливных котлов имеют топку с увеличенным объемом, поэтому продолжительность сгорания так же увеличена. Они работают на:

• длиннопламенном или буром угле;
• брикетах из древесины;
• дровах.

Такие котлы отличаются относительно малым КПД и достаточно коротким периодом работы на одной закладке топлива. Преимуществом аппаратов данного вида можно назвать достаточно низкую цену — от 30000 рублей.

Советуем приобретать котел классической компоновки в качестве резервного, при использовании газового котла отопления.

Шахтный

Котлы длительного горения шахтного типа предназначаются для сжигания разнообразных сыпучих материалов. Вентилятор, подающий поток воздуха в топку, управляется с помощью микропроцессора, который автоматизирует и оптимизирует процесс сжигания. Они отличаются огромными размерами и весьма сложной конструкцией.

Есть несколько преимуществ:

• Имеет уникальную конструкцию;
• Есть загрузочная дверца с достаточно большим сечением и огромный бункер;
• В качестве основного топлива может использоваться любой материал;
• Температура выбросов не превышает норму.

Принцип действия

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.

Содержание:

• Преимущества и недостатки ↓
• Как сделать своими руками ↓
• Изготовление, короткое руководство ↓
• Установка и испытания ↓
• Безопасность работы котла ↓

Работа пиролизного агрегата основывается на принципе пиролиза. Пиролизный котёл имеет две камеры горения. Основную, где топливо разжигается, хорошо разгорается, в камере достигается температура более 200 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.

Скачав чертежи здесь https://yadi.sk/d/ch0OqRygmWRR3. Их необходимо изучить и доработать под свои условия. Размеры камеры для розжига изменять нежелательно. Это чертежи котла мощностью 20 кВт. (Они разработаны сайтом http://cdelayremont.ru/piroliznye-kotly).

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:

• Набор труб различного диаметра, их количество должно быть рассчитано, согласно чертежам.
• Набор профтруб 2 мм.
• Несколько полос стали разной ширины и толщины.
• Вентилятор.
• Термодатчик.

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.