Как сделать пиролизные котлы своими руками

Основная задача пиролизного котла заключается в обогреве помещений, что достигается путем сжигания древесины, которая обычно представлена прессованными брикетами, поленьями и отходами. Газогенераторный котел имеет несколько иную конструкцию, нежели традиционное твердотопливное оборудование, работающее на дровах. Однако даже это не является серьезной проблемой для тех, кто планирует сделать пиролизный котел своими руками.

Преимущественные характеристики устройств

Для пиролизных котлов характерны:

  • невысокие затраты на конструкционные материалы;
  • явление длительного горения топлива (тления) с равномерным выделением полезного тепла;
  • длинный «пробег» котла на одной «заправке» (до 18-30 часов);
  • отсутствие угрозы пожара или взрыва;
  • доступность конструкции для самостоятельного повторения;
  • автономная «самостоятельность» котла в «межзаправочные» периоды;
  • «всеядность» (дерево, опилки, пеллеты, щепа и пр.)
  • Эффективное сгорание топлива со сниженными выбросами вредных частиц в атмосферу.

Устройство и принцип работы котла

Когда на органические вещества воздействуют высокие температуры, происходит процесс их распада. Этот процесс называется пиролизом. Чтобы термический распад не стал обычным сжиганием, к материалу, который участвует в пиролизе, ограничивается доступ кислорода.

Устройство у пиролизной камеры такое же, как и у топки обычной печи:

  • Через загрузочное окно твердое топливо помещается на колосник, благодаря которому к топливу обеспечивается приток воздуха.  
  • Топливо поджигается, а когда оно все будет охвачено пламенем, доступ топлива значительно ограничивается, что приводит практически к прекращению горения.
  • Продолжается горение только части топлива. Тепла, выделяемого при этом, достаточно для того, чтобы остальная часть топлива разложилась, выделив пиролизный газ – смесь летучих органических веществ.
  • Газ оказывается во вторичной камере, в которую подается воздух в достаточном количестве. Газ, нагретый до высокой температуры, вспыхивает от контакта с кислородом. При его горении выделяется большое количество тепла, что позволяет выполнить главную функцию котла – нагреть теплоноситель. 

Что такое пиролиз

Содержание

  • 1 Что такое пиролиз
  • 2 Что такое пиролизный котел?
  • 3 Из чего состоит пиролизный котёл
  • 4 Суть процесса пиролиза
  • 5 Основные характеристики пиролизных котлов
  • 6 Принцип работы
    • 6.1 Плюсы и минусы оборудования
  • 7 Конструкция и принцип работы
  • 8 Процесс изготовления пиролизного котла своими руками
    • 8.1 Схема пиролизного котла на отработке
    • 8.2 Пиролизный котел для древесных отходов
    • 8.3 Горизонтальная версия пиролизного котла
  • 9 Как работает газогенераторное оборудование с верхней загрузкой?
  • 10 Основные преимущества газогенератора
  • 11 Как собрать своими руками пиролизный агрегат?
    • 11.1 Перечень инструментов и материалов
    • 11.2 Пошаговое изготовление пиролизного газогенератора
  • 12 Как ввести котел в эксплуатацию?
  • 13 Соблюдение правил техники безопасности
  • 14 Обзор популярных моделей
  • 15 Выводы и полезное видео по теме
  • 16 Заключение, отзывы, советы
  • 17 Устройство пиролизных печей
  • 18 Плюсы и минусы газогенераторов
  • 19 Классификация пиролизных устройств
    • 19.1 Металлическая печь пиролизного горения
    • 19.2 Кирпичная печь длительного горения
  • 20 Критерии выбора
  • 21 Как изготовить пиролизную печь своими руками
    • 21.1 Как сделать металлическую печку
    • 21.2 Как сделать кирпичную печку
  • 22 Модернизация печки
  • 23 Видео

Это процесс образования горючего газа и его сжигание в твердотопливных котлах и печах, где при горении дров происходит выделение горячего угарного газа. При условии соединения его с кислородом происходит его сгорание с тепловыделением и образованием углекислого газа.

В современной технике это физическое явление широко распространено. Например, функция очистки духовых шкафов работает на этом принципе. Примерно так же работает барботаж. Используя это свойство сгорания топлива производители начали экспериментировать с конструкциями, где топливо не сгорало сразу, а тлело при недостатке кислорода, выделяя CO (угарный газ).

Полученный газ предполагалось сжигать в другой камере. В качестве топлива можно использовать обычные колотые дрова или специальные древесноугольные брикеты (Тюменский пиролизный завод).

Помимо пиролизных котлов, работающих на дровах существуют модели, работающие на угле. Некоторые работают на естественной тяге.

Топливо для печи

Поскольку эти печки универсальны по отношению к используемым продуктам горения, мастера применяют разнообразные варианты топлива для своих агрегатов. Однако, большинство современных котлов работают с использованием твердого топлива. Такие отопительные устройства работают на дровах и пеллетах.

Важно учитывать, что твердое топливо для пиролизного котла должно быть достаточно сухим, и его влажность в среднем достигает не более 12%.

Выделяют следующие виды топлива:

  • Дрова. Дрова заготавливаются из различных пород и видов деревьев. Например, наибольшей теплоотдачей обладают березы и хвойные растения. Также, достаточно теплоемкими являются дрова дуба, однако древесина его достаточно дорогая, а большая часть этих деревьев занесена в Красную книгу из-за бесконтрольной вырубки. Помимо перечисленных выше деревьев, часто используются дрова из ольхи, ясеня и лещины.
  • Пеллеты. Представляют собой спрессованное растительное сырье в виде отдельных небольших цилиндров. В качестве сырья для изготовления пеллетов используют солому, шелуху и ветки.
  • Каменный уголь. Такое сырье применяется для поддержания тепла в производственных помещениях.
  • Евродрова. Их более распространенное название «топливные брикеты». В отличие от пеллетов имеют большие размеры, однако, сырье для их изготовления остается тем же.

Преимущества пиролизного отопительного оборудования

На эффективность функционирования отопительного оборудования влияет ряд факторов:

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

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

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

Важные нюансы перед началом работ

Подготовительный этап по значимости не уступает основным действиям. В отсутствие грамотного чертежа затрудняется правильная компоновка узлов и деталей. А некорректное размещение агрегата отразится на эффективности последующей эксплуатации.

Разработка чертежа

Мастера рекомендуют приступать к проектированию после составления схемы нарезки металлических листов для корпуса самодельного оборудования. Обязательное условие — соблюдение точных размеров. Допускается использовать распечатанные из интернета чертежи для устройства мощностью 25 кВт. Производительности такого агрегата хватит для отопления комнат загородного дома площадью до 250 м².

Выбор удачного места

Важные нюансы перед началом работ

Один из недостатков твердотопливного оборудования, работающего по принципу длительного горения, — большие габариты и немалый вес. Поэтому для установки в однокомнатном дачном строении его использовать нецелесообразно.

При выборе места для монтажа пиролизного котла учитывается расположение отапливаемых комнат.

Сокращая протяженность водяного контура, повышают тепловую производительность агрегата. Мастера советуют устанавливать его в отдельном помещении, подвале или подполе.

Расчёт ракетной трубы

Кроме подбора состава керамической смеси, не менее важно рассчитать оптимальные размеры ракетной трубы, т.к. это напрямую влияет на эффективность работы котла. Засев за расчёты, помним, что вход в «J-трубу» — это самое узкое место в системе. После него все остальные сечения должны последовательно увеличиваться не менее чем на 2 см.

Perelesnik

Единственное, что я сделал — это значительно увеличил сечения, по которым горячий газ проходит вдоль стенок теплообменника. Это замедляет скорость потока.

Таким образом, газ полностью отдаёт своё тепло системе, что увеличивает эффективность работы котла.

Расчёт ракетной трубы

Чтобы рассчитать размеры трубы, пользователь взял за основу размер пиролизной щели для котлов мощностью на 20 кВт. Затем, оттолкнувшись от этого входного параметра, он нашёл остальные размеры трубы. Как показала практика, такой подход оправдал себя.

Читайте также:   Карелия, Ленинградская область и по всему Северо-западу.

Для наглядности представляем примерный алгоритм расчёта ракетной трубы.

Возьмём за основу данные из следующей таблицы:

Из таблицы берём первое значение. Для удобства переводим цифры из мм в см. Находим площадь входной щели трубы: 12х3 = 36. Получаем — 36 см².

Дальше: труба должна иметь большее сечение. Отсюда: если принять внутренний диаметр трубы в 8 см, то, чтобы найти площадь, используем формулу: S = πR^2, где R – радиус круга. Находим радиус: 8/2=4 см. Возводим радиус в квадрат (во вторую степень), для чего умножаем его на себя. Получаем: 4х4=16 см. Умножаем полученный результат на число «Пи»: (округляем) = 50 см².

Если разделить 50/36, то, округлив полученное значение до , выходим на необходимый нам коэффициент отношения площади входного отверстия:

Расчёт ракетной трубы

Зная диаметр трубы, вычисляем внешний диаметр модели для отливки формы. Внутренний диаметр – 80 мм. Прибавляем стенки толщиной в 10 мм. Получаем – 100 мм. Учитываем, что керамическое изделие может дать усушку в 10-15%. Итого: наружный диаметр модели – 110-115 мм.

Длина вертикальной части «J-трубы» приведена в американском учебнике по строительству ракетных печей, о котором упоминалось в первой части материала. Она равна м. Этот размер получен экспериментальным путём, выдержав его, получаем работоспособную систему.

Длина горизонтального участка трубы должна быть меньше, чем половина длины вертикального участка, т.е. меньше, чем 0.5 м. У автора котла эта величина равна 0.3 м. Делать горизонтальный участок слишком коротким тоже не следует, т.к. газы, перед тем как попасть в вертикальную, «разгонную» часть трубы, должны как следует разогреться. Не забываем о теплоизоляции короткого участка. Это снизит потери тепла и создаст все условия для дожига газов. Для того, чтобы в нижнюю часть вертикальной трубы подать вторичный воздух, пользователь добавил в конструкцию форсунку.

Как установить и эксплуатировать пиролизный котел

Эти отопительные котлы следует размещать вне жилых помещений. По нормам противопожарной безопасности основание под пиролизный котел должно быть выполнено из кирпича или камня, участок пола перед камерами топок необходимо перекрыть листом металла 1,5-2 мм толщины. Минимальная дистанция между стенами или предметами в помещении котельной и корпусом котла — 200 мм. Производители пиролизных котлов рекомендуют утеплить дымоход, используя фольгированную минеральную вату — охлаждение дымовых газов вызовет скопление конденсата и дегтя.

Пиролизный котел

Пиролизные котлы, впрочем, как и любые другие отопительные котлы, работающие на горючем топливе, нуждаются в постоянном притоке свежего воздуха — вентиляционное отверстие в помещение котельной с минимальной площадью 100 кв. см необходимо обязательно.

Следите за влажностью деревянных поленьев, закладываемых в верхнюю топку котла — в эксплуатации пиролизных котлов это важный фактор их успешной и долгой службы.

Важно: производители категорически запрещают сжигать в топках пиролизных котлов любые синтетические материалы, т.к. возникающие при этом продукты горения будут активно коррозировать внутренний корпус котла, резко сокращая срок его службы.

В процессе эксплуатации требуется удалять золу со дна камер-топок (примерно раз в неделю, периодичность зависит от интенсивности работы и мощности данного котла), следить, чтобы отверстия в форсунке, расположенной между верхней и нижней камерами не забились золой. Раз в месяц требуется полностью чистить камеры-топки, раз в неделю — дверцы топок, используя для этого скребок.

Инструкция по изготовлению пиролизного котла

Наиболее оптимальным для сборки является пиролизный котел мощностью от 25кват. Он способен отапливать большие помещения площадью от 180 м2.

Для его изготовления необходимы следующие материалы:

  • металлические листы толщиной не менее 0,8 мм;
  • 15−20 штук шамотного (огнеупорного кирпича);
  • система датчиков температуры;
  • колосниковая решетка;
  • 3 трубы диаметром 5,7 см, 3,2 см и 16 см (для подвода холодной и горячей воды, а также для подающей магистрали контура котла);
  • 2 профтрубы (для патрубков аварийной линии и выхода);
  • дутьевой вентилятор;
  • датчик температуры;
  • чертеж и таблица размеров для сборки котла;
  • 2 дверцы для топки и зольника;
  • крепления из пережжённой проволоки для дверок;
  • шлифовальные круги -10 штук.
Читайте также:  Камин в гостиной и кухне: современные варианты исполнения

Необходимые инструменты:

  • аппарат для сварки электрический;
  • болгарка;
  • углошлифовальная машинка.

Процесс изготовления

  1. Из стальных листов необходимо вырезать 4 стенки для котла. В передней стенке сделать отверстия для топки и расположенного под ним зольника.
  2. Вырезать отверстия для дымососа и под трубников. Соединить все металлические стенки (кроме задней) при помощи сварочного аппарата, а стыки между сторонами будущего котла необходимо отшлифовать.
  3. Далее собирается теплообменник, как показано на рисунке. Трубы свариваются при помощи сварочного аппарата. Перед сваркой на сами трубы необходимо «одеть» шлифовальные круги для удаления стыков и швов между ними.
  4. Затем необходимо вмонтировать теплообменник в будущий котел как на рисунке. Прежде чем, закрывать устройство задней стенкой, необходимо проверить его на наличие течей компрессором. Если таковых нет, заднюю часть котла сваривают.
  5. Далее необходимо установить колосниковую решетку, которая будет отделять место газификации и сжигания топлива. Нижний отдел, где будет сжигаться топливо, оснащают воздуховодом и обкладывают шамотным (огнеупорным) кирпичом со всех сторон, в том числе и снизу.
  6. Затем необходимо прикрепить дверцы в соответствующие отделения для подачи топлива и для зольника. Они должны плотно прилегать к стенкам котла.
  7. В конце готовый котел устанавливают на кирпичную поверхность и присоединяют к трубе, утепленную негорючим утеплителем (например, фольгированной минватой). Без этого на стенках трубы будет оседать деготь, который значительно укоротит срок службы котла. К устройству подключают водяной контур и дымовой насос.
  8. Для того чтобы котел работал автоматически, так же как и производственный, необходимо установить систему контроля температуры. Он нужен для того, чтобы регулировать работу дымососа, а также подачу воздуха.
  9. Установка котла на этом не заканчивается. Необходимо проверить его КПД. Если, включив котел, вы не обнаружили запаха угарного газа от выходящего дыма, значит его КПД достаточно высок и оборудование является безопасным для использования.

Таким образом, если у вас есть первоначальные навыки работы с болгаркой и шлифовальным аппаратом, если вы разбирайтесь в элементарных чертежах, вы без труда соберете пиролизный котел самостоятельно. А это не только уют и тепло в своем доме, но и очень выгодная экономия финансовых средств.

Таблица размеров пиролизного котла

  • А-контроллер котлового контура
  • B -загрузочная дверца
  • С-дверца зольника
  • D -дымосос
  • E -муфта
  • F -патрубок аварийной линии
  • G — подающая магистраль котлового контура
  • H — подвод холодной воды
  • K — Подвод горячей воды
  • L -Обратная магистраль теплового контура
  • M -Патрубок опорожнения и расширительный бак

Таблица размеров (зависимость мощности будущего котла от размеров деталей).

Делаем пиролизный котел своими руками

С каждым годом все больше появляется желающих купить отопительные котлы с пиролизным сжиганием. Ведь эти аппараты позволяют не думать о необходимости покупать природный газ, цена на который в последнее время повышается. Сейчас в продаже можно встретить достаточно надежные газогенераторные установки, обладающие необходимыми техническими параметрами. Однако из-за их высокой стоимости не все потребители решаются на их покупку.

Если вспомнить про недавно проведённую строительную выставку, то на ней посетители смогли познакомиться с обычным котлом отечественного производства стоимостью от 1 тыс. долл. По этой причине у большинства потребителей и возникает желание изготовить пиролизные котлы своими руками.

Инструмент для работы

Для изготовления самодельного котла на дровах мало одного желания. Нужно также подготовить и необходимые инструменты. Естественно, это займет какое-то время, однако, если постараться, то эту задачу сможет решить каждый.

Первое, что необходимо сделать — узнать как можно больше об этой установке. Необходимо сразу определиться, как именно будет проходить горение — на колосниках или же со щелевой горелкой. Уже после этого можно отправляться в ближайший магазин за недостающими деталями. Для создания самодельного пиролизного котла необходимо подготовить следующие материалы:

  • труба из стали толщиной 4 миллиметра;
  • 4-миллиметровый лист стали;
  • несколько профильных труб;
  • электроды;
  • 20-миллиметровый круглый прут;
  • центробежный вентилятор;
  • шамотный кирпич;
  • автоматика, что регулирует температуру;
  • гайки и болты;
  • асбестовый шнур.