Пиролизный котел своими руками чертежи и принцип работы


Пиролизный котел своими руками: инструкция по изготовлению

Еще есть регионы, в которых отсутствует централизованное отопление. Единственным источником тепла в них являются котлы, работающие на твердом или жидком топливе. Тем, кому доводилось ознакомиться с работой таких котлов на практике, знают, сколько недостатков имеют подобные устройства.

Относительно недавно появились котлы, которые работают на древесине, но основной тепловой эффект получается за счет сгорания пиролизных газов. К сожалению, рыночные варианты пиролизных котлов имеют высокую цену. Но ничто не мешает мастерам собрать простой пиролизный котел своими руками, собрав экономичный и высокоэффективный отопительный прибор.

Принцип устройства пиролизных котлов

Пиролизный процесс сгорания носит название сухой перегонки. В результате взаимодействия высоких температур и недостатка кислорода древесина, находящаяся в котле, разлагается до кокса, выделяя при этом пиролизный газ. При смешении данного газа с большим объемом кислорода под воздействием катализатора (высокой температуры) происходит экзотермическая реакция, приводящая к возгоранию газа.

Пиролизный газ также вступает в реакцию с углеродом, в результате чего дым, выходящий после отработки топлива, не содержит вредных соединений. Продукты распада древесины (кокс) также в процессе горения выделяют тепло, поддерживая реакцию. Отсюда следует вывод, что КПД пиролизного котла приближается к 100% эффективности.

Преимущества и недостатки пиролизных котлов

В первую очередь, рассмотрим преимущества данного вида оборудования:

  • Котел в течение длительного времени способен поддерживать высокую температуру
  • Небольшие затраты на энергоносители. При одинаковом количестве древесины, используемой для отопления, пиролизный котел работает на 6-9 часов дольше, чем дровяной котел
  • В продуктах распада содержится минимальное количество вредных веществ
  • В качестве топлива можно использовать древесные плиты и некоторые виды полимерных материалов

К недостаткам можно отнести следующие нюансы:

  • Высокая стоимость оборудования на отечественных рынках
  • Используемое топливо должно быть качественно просушено перед загрузкой. В обратном случае эффективность пиролизного котла заметно падает
  • Зависимость от электросети. Для поддержания процесса горения необходимо усиливать воздушный потом с помощью вентилятора, который подключается к сети

Самым популярным способом отопления является отопление частного дома газом. Природный газ – самое экономичное топливо для частного дома. Правда, придётся потратиться на специалистов для установки такого отопления, так как монтаж отопления газом самостоятельно не имея опыта чреват не только поломками. Под угрозу ставятся здоровье и жизнь пользователей.

Для отопления газом можно использовать разные виды труб: стальные, медные, оцинкованные, полипропиленовые. О полипропилене для отопления читайте здесь.

Классическая модель пиролизных котлов

Конструктивная особенность данной модели отопительных устройств — это две камеры сгорания, которые необходимы для качественного и эффективного поддержания пиролитического процесса. Загрузочная камера предназначена для разложения энергоносителя и выделения пиролизного газа. После этого газы попадают во вторую камеру, где при смешении с кислородом образуют горючую смесь. Между камерами установлен колосник, на который укладывают брикеты.

Еще одна особенность пиролизного котла — наличие принудительной тяги. Повышенное аэродинамическое сопротивление обуславливает необходимость установки специального дымососа или вентилятора, который будет обеспечивать подачу кислорода.

Необходимые инструменты и материалы для сборки

Для того, чтобы самостоятельно собрать пиролизный котел, необходимо приобрести следующие инструменты:

  • Электросварка. Рекомендуется использовать модели, работающие от постоянного тока
  • Дрель
  • Большая шлифовальная машина для углов (с возможностью установки круга с диаметром 230 мм). Также желательно иметь круг с диаметром 125 мм, но можно обойтись и без такового

После приобретения всех необходимых инструментов нужно найти соответствующие материалы, из которых будет собираться пиролизный котел:

  • Качественное листовое железо. Металлический лист должен быть толщиной от 4 до 6.5 мм, а его общая площадь — не менее 7 кв. м. Для того, чтобы сэкономить на данном пункте, можно использовать 4-мм. листовую сталь только для сборки загрузочной камеры. Для второй камеры и внешних стенок можно использовать и более тонкие листы железа
  • 57-мм труба длиной 6-8 м, толщина стенок — в пределах 2,5-3 мм
  • 159-мм труба длиной 0.7 м, допустимая толщина стенок — не более 4.5 мм
  • Две профтрубы, одна 60х30, другая — 80х40. Длина труб — 1 м
  • Полоса стали шириной 20 мм, толщиной 4 мм и длиной 7 м
  • Полоса стали с параметрами: ширина — 35 мм, толщина — 4 мм, длина — 1.5 м
  • Полоса стали с шириной не меньше 85 мм, толщиной 5 мм и длиной 1 м
  • Электроды — 5 пачек
  • Отрезные круги — 10 штук, диаметр — 230 мм, шлифовальные круги — 5 штук, диаметр — 125 мм
  • Температурный датчик
  • Вентилятор

Это основные материалы, которые понадобятся мастеру для сборки пиролизного котла. В процессе работы может оказаться, что некоторых расходных материалов нет. Тем не менее, это не повлияет ни на цену сборки, ни на её качество.

Пиролизный котёл своими руками (чертеж)

Прежде чем начинать сборку такого сложного устройства, необходимо составить схему всех частей котла. Мы не рекомендуем разрабатывать самодельные котлы отопления с нуля (конечно, если мастер не является инженером-теплотехником). Намного проще взять уже готовую схему и собрать по ней, при необходимости внеся необходимые дополнения или доработки.

Схема пиролизного котла своими руками:

  • А — аппарат, контролирующий контур котла
  • В — дверца, через которую производится загрузка
  • С — зольник
  • D — отвод для дыма
  • E — муфта, предназначающаяся для датчика предохранителя
  • F — патрубок, который устанавливается для аварийной линии
  • G — магистраль подачи теплоносителя на контуре KV
  • H — подводка воды в теплообменник, R= 3/4 дюйма
  • K — подводка горячей воды в теплообменник
  • L — выходная магистраль контура KR
  • M — Расширительный бак

Предложенный вариант является не самым простым — это известная схема котла Беляева. При желании, можно найти в Интернете и куда более простые конструкции пиролизного котла своими руками, но мы предлагаем нашим читателям именно тот вариант, технологические особенности которого будут оптимальными. При изменении конструктивных особенностей нужно помнить, что размер внутренней камеры должен меняться незначительно.

Взять во внимание: при осуществлении пробного запуска пиролизного котла необходимо определить показатель КПД. Конечно, расчеты можно не проводить — достаточно посмотреть на состояние дыма. Если не чувствуется угарный газ — КПД пиролизного котла высокий.

Пиролизные котлы в качестве теплоносителя могут использовать не только воду, но и воздух. Теплоноситель перемещается по контурам точно так же, как и вода. Данная система эффективна в домах, которые владельцы посещают достаточно редко, например, в дачных домах из пеноблоков.

Если для дачного дома можно и пренебречь отоплением, то каркасные дома для зимнего проживания нуждаются в обязательной установке отопительных систем. Кстати говоря, каркасные дома имеют множество преимуществ. Они легки в возведении, имеют сравнительно небольшую стоимость строительства, высокие теплоизоляционные свойства. О каркасных домах для постоянного проживания читайте здесь.

Помимо отопления нужно заняться и вентиляцией дома. О монтаже вентиляции в доме читайте в этой статье. Если подойти к этому делу серьёзно, то вентиляционную систему можно сделать своими руками.

Условия противопожарной безопасности

Важна не только технологическая реализация, но и выполнение правил установки пиролизного котла с учетом всех требований безопасности. Должны соблюдаться такие условия:

  • Котел должен устанавливаться исключительно в нежилом помещении
  • Под котлом должно находиться кирпичное или бетонное основание
  • Расстояние до ближайших стен или предметов интерьера должно быть не менее 30 см
  • Помещение должно хорошо вентилироваться

Взять во внимание: дымоход котла после установки рекомендуется утеплять минеральной ватой для того, чтобы избежать образование конденсата и смол на внутренней поверхности трубы.

Помимо схемы, советуем ознакомиться читателям с видеоматериалами, посвященными самостоятельной сборке пиролизного котла.

Видео о пиролизных котлах своими руками

Изготовление пиролизного котла своими руками (15-25 кВт)

Сделать своими руками пиролизный котел (45кВт)

Твердотопливный пиролизный котел своими руками

Пиролизный котел своими руками

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.

  1. Принцип работы и устройство пиролизного котла
  2. Достоинства и недостатки пиролизного котла
  3. Топливо для пиролизного котла
  4. Делать или нет пиролизный котел самостоятельно
  5. Твердотопливный пиролизный котел своими руками: пошаговая сборка
    • разработка чертежа и расчет пиролизного котла
    • инструменты и материалы
    • сборка пиролизного котла
  6. Ввод котла в эксплуатацию
  7. Техника безопасности

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:

  1. Дрова (или другое топливо) помещаются на колосник и поджигаются.
  2. После закрытия дверцы запускается дымосос.
  3. Под действием высокой температуры (до +800°С) происходит обугливание, выделяется древесный газ.
  4. Выделившиеся продукты (угарный газ, водород, углеводороды и азот) поступают под колосник.
  5. К продуктам пиролиза добавляется продув — летучие вещества постепенно сгорают, а часть тепла возвращается к слою дров, расположенных снизу.
  6. Тепло используется для нагрева теплоносителей – воздуха, воды.

Достоинства и недостатки пиролизного котла

Пиролизные котлы завоевали свою популярность благодаря ряду преимуществ:

  1. Полное сгорание топлива обеспечивает экономичность горения. Кроме того это качество позволяет реже проводить чистку зольника и газоходов.
  2. Регулируемый процесс горения позволяет увеличивать длительность сгорания одной топки (около 12 часов).
  3. Снижаются выбросы вредных веществ в атмосферу – высока температура в камере сверху подавляет СО.
  4. Для топки подходят крупные, неколотые дрова.
  5. Возможность полной автоматизации работы котла и подключения к любой системе отопления.
  6. 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%

Читать еще:  Дом из сэндвич-панелей своими руками

К недостаткам пиролизных котлов можно отнести:

  1. Большие габариты установки.
  2. КПД котла резко снижается, если в него поместить топливо повышенной влажности.
  3. Энергозависимость котла – без дымососа установка не будет работать.
  4. На малых загрузках (менее 50%) отмечается нестабильное горение и появление дегтя в газоходах.
  5. Нельзя организовать автоматическую подачу дров.
  6. 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 40000 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 ?;

Читать еще:  Как построить дом из морских контейнеров своими руками

K – подача горячей воды защитного теплообменника, R ?;

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:

  1. 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.
  2. Труба для теплообменников: длина – около 10 м, диаметр – 57 мм, толщина стенки – 4,5 мм.
  3. Труба для борова: длина – 0,5 м, диаметр – 159 мм, толщина стенки – 4,5 мм.
  4. Огнеупорный шамотный кирпич – 20-25 шт.
  5. Профильная труба 60х30х2 и 80х40х2 по 2 метра.
  6. Труба длиною 2 м, диаметром 32 мм, толщиною стенки – 4,5 мм.
  7. Стальная полоса 30х4 мм- 2 м.
  8. Круги отрезные 230 мм, 125 мм – по 10 шт.
  9. Электроды – 5 пачек.
  10. Шлифовальные круги 125 мм – 5 шт.
  11. Центробежный дутьевой вентилятор.
  12. Датчик температуры.
Сборка пиролизного котла

Приведем основные этапы по изготовлению пиролизного котла:

  1. 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.
  2. Изготовление внутренней части котла – сварка камеры сжигания и газифицирования.
  3. После создания каркаса камер приварить воздуховоды и заднюю стенку в отсеке газификации. Под дымоходный канал прорезать отверстие в задней стенке.
  4. Ввести трубу подачи вторичного воздуха в камеру сжигания. Труба связывается с фасадом котла с помощью профильной трубы размером 20х20 мм.
  5. Изготовление теплообменника. Газовым резаком выжечь на заготовленной пластине отверстия диаметром 57 см под трубы.
  6. Нарезать трубы теплообменника, насадить на опорные пластины и прихватить в нескольких местах сваркой. Проверить размеры и окончательно обварить стыки.
  7. Теплообменник приварить к котлу. Изготовить и установить дроссельную заслонку дымохода.
  8. В передней стене камеры котла сделать отверстия для труб подачи первичного/вторичного воздуха. Переднюю стенку установить на свое место.
  9. Боров и заднюю крышку приварить в месте дроссельной заслонки. После этого зачистить все швы шлифовальным диском. Внутренний короб котла собран.
  10. Для крепления внешней обшивки наварить на корпус котла отрезы уголка №25.
  11. На раскроенном листе обшивки сделать сквозные отверстия для крепления к корпусу котла.
  12. Сопоставить отверстия с уголками и приварить так, чтоб обшивка прочно скрепилась с основанием. Обшить все стороны установки (кроме верхней крышки). Стыки проварить и зачистить.
  13. Проверка герметичности швов. Заглушить все отверстия (вход/выход/слив теплоносителя) и через верхнюю крышку наполнить котел водой. Место протечки пометить мелом.
  14. Заслонки отрегулировать резьбовыми шпильками. Воздушные отверстия прикрыть общим кожухом.
  15. Изготовить и навесить дверцы камер котла. Дверцы должны быть отделаны чугунными пластинами или шамотным кирпичом.
  16. Из распиленного кирпича создать футеровку для нижней части камеры газификации.
  17. На профильную трубу воздуховода приварить фланец, закрепить центробежный вентилятор.
  18. Сделать футеровку камеры сжигания шматочным кирпичом.
  19. В каналы газохода теплообменника поместить турбулизаторы (завихрители) – они способствуют улучшению теплопередачи и очищают трубы газохода от отложений. Завихрители прикрепить к коромыслу.
  20. Проверить герметичность котла и настроить давление в 4 бар. Для этого котел надо наполнить водой и подключить к нему опрессировщик.
  21. На трубу подачи в отопительной системе вмонтировать группу безопасности котла (манометр, автоматический воздухоотводчик и аварийный клапан).
  22. 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:

  1. Вентилятор подсоеденить к электросети и проверить его работу. Выставить воздушные заслонки на среднее положение.
  2. В камеру газификации положить бумагу, а сверху нее разложить небольшое количество дров. Закрыть дверь камеры газификации.
  3. Дроссельную заслонку дымохода открыть, включить вентилятор и поджечь бумагу.
  4. Когда дрова хорошо разгорятся заслонку дымохода надо закрыть.
  5. Контроль зажигания факела сгорания пиролизных газов выполняется через нижнюю камеру сжигания.
  6. Интенсивность/цвет пламени регулируются перемещением заслоно. При правильной настройке котла пламя желто-белого цвета.
  7. 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:

  1. Для отопительного котла пиролизного типа необходимо наличие отдельной котельни.
  2. Устанавливать котел надо на кирпичное или бетонное основание.
  3. Размер вентиляционного отверстия в помещении должен быть не меньше 100 кв.см.
  4. Расстояние от котла до стен – минимум 20 см.
  5. Перед котлом надо положить листовой металл толщиною 2-3 мм.
  6. 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.

Статьи по теме

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:

  1. Дрова (или другое топливо) помещаются на колосник и поджигаются.
  2. После закрытия дверцы запускается дымосос.
  3. Под действием высокой температуры (до +800°С) происходит обугливание, выделяется древесный газ.
  4. Выделившиеся продукты (угарный газ, водород, углеводороды и азот) поступают под колосник.
  5. К продуктам пиролиза добавляется продув - летучие вещества постепенно сгорают, а часть тепла возвращается к слою дров, расположенных снизу.
  6. Тепло используется для нагрева теплоносителей – воздуха, воды.

Достоинства и недостатки пиролизного котла

Пиролизные котлы завоевали свою популярность благодаря ряду преимуществ:

  1. Полное сгорание топлива обеспечивает экономичность горения. Кроме того это качество позволяет реже проводить чистку зольника и газоходов.
  2. Регулируемый процесс горения позволяет увеличивать длительность сгорания одной топки (около 12 часов).
  3. Снижаются выбросы вредных веществ в атмосферу – высока температура в камере сверху подавляет СО.
  4. Для топки подходят крупные, неколотые дрова.
  5. Возможность полной автоматизации работы котла и подключения к любой системе отопления.
  6. 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:

  1. Большие габариты установки.
  2. КПД котла резко снижается, если в него поместить топливо повышенной влажности.
  3. Энергозависимость котла – без дымососа установка не будет работать.
  4. На малых загрузках (менее 50%) отмечается нестабильное горение и появление дегтя в газоходах.
  5. Нельзя организовать автоматическую подачу дров.
  6. 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:

  1. 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.
  2. Труба для теплообменников: длина – около 10 м, диаметр – 57 мм, толщина стенки – 4,5 мм.
  3. Труба для борова: длина – 0,5 м, диаметр – 159 мм, толщина стенки – 4,5 мм.
  4. Огнеупорный шамотный кирпич – 20-25 шт.
  5. Профильная труба 60х30х2 и 80х40х2 по 2 метра.
  6. Труба длиною 2 м, диаметром 32 мм, толщиною стенки – 4,5 мм.
  7. Стальная полоса 30х4 мм- 2 м.
  8. Круги отрезные 230 мм, 125 мм – по 10 шт.
  9. Электроды – 5 пачек.
  10. Шлифовальные круги 125 мм – 5 шт.
  11. Центробежный дутьевой вентилятор.
  12. Датчик температуры.
Сборка пиролизного котла

Приведем основные этапы по изготовлению пиролизного котла:

  1. 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.
  2. Изготовление внутренней части котла – сварка камеры сжигания и газифицирования.                                            
  3. После создания каркаса камер приварить воздуховоды и заднюю стенку в отсеке газификации. Под дымоходный канал прорезать отверстие в задней стенке.
  4. Ввести трубу подачи вторичного воздуха в камеру сжигания. Труба связывается с фасадом котла с помощью профильной трубы размером 20х20 мм.
  5. Изготовление теплообменника. Газовым резаком выжечь на заготовленной пластине отверстия диаметром 57 см под трубы.
  6. Нарезать трубы теплообменника, насадить на опорные пластины и прихватить в нескольких местах сваркой. Проверить размеры и окончательно обварить стыки.                                                                                                   
  7. Теплообменник приварить к котлу. Изготовить и установить дроссельную заслонку дымохода.
  8. В передней стене камеры котла сделать отверстия для труб подачи первичного/вторичного воздуха. Переднюю стенку установить на свое место.
  9. Боров и заднюю крышку приварить в месте дроссельной заслонки. После этого зачистить все швы шлифовальным диском. Внутренний короб котла собран.
  10. Для крепления внешней обшивки наварить на корпус котла отрезы уголка №25.
  11. На раскроенном листе обшивки сделать сквозные отверстия для крепления к корпусу котла.
  12. Сопоставить отверстия с уголками и приварить так, чтоб обшивка прочно скрепилась с основанием. Обшить все стороны установки (кроме верхней крышки). Стыки проварить и зачистить.
  13. Проверка герметичности швов. Заглушить все отверстия (вход/выход/слив теплоносителя) и через верхнюю крышку наполнить котел водой. Место протечки пометить мелом.
  14. Заслонки отрегулировать резьбовыми шпильками. Воздушные отверстия прикрыть общим кожухом.
  15. Изготовить и навесить дверцы камер котла. Дверцы должны быть отделаны чугунными пластинами или шамотным кирпичом.
  16. Из распиленного кирпича создать футеровку для нижней части камеры газификации.                                                   
  17. На профильную трубу воздуховода приварить фланец, закрепить центробежный вентилятор.
  18. Сделать футеровку камеры сжигания шматочным кирпичом.
  19. В каналы газохода теплообменника поместить турбулизаторы (завихрители) – они способствуют улучшению теплопередачи и очищают трубы газохода от отложений. Завихрители прикрепить к коромыслу.
  20. Проверить герметичность котла и настроить давление в 4 бар. Для этого котел надо наполнить водой и подключить к нему опрессировщик.
  21. На трубу подачи в отопительной системе вмонтировать группу безопасности котла (манометр, автоматический воздухоотводчик и аварийный клапан).
  22. 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:

  1. Вентилятор подсоеденить к электросети и проверить его работу. Выставить воздушные заслонки на среднее положение.
  2. В камеру газификации положить бумагу, а сверху нее разложить небольшое количество дров. Закрыть дверь камеры газификации.
  3. Дроссельную заслонку дымохода открыть, включить вентилятор и поджечь бумагу.
  4. Когда дрова хорошо разгорятся заслонку дымохода надо закрыть.                                                                              
  5. Контроль зажигания факела сгорания пиролизных газов выполняется через нижнюю камеру сжигания.
  6. Интенсивность/цвет пламени регулируются перемещением заслоно. При правильной настройке котла пламя желто-белого цвета.
  7. 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:

  1. Для отопительного котла пиролизного типа необходимо наличие отдельной котельни.
  2. Устанавливать котел надо на кирпичное или бетонное основание.
  3. Размер вентиляционного отверстия в помещении должен быть не меньше 100 кв.см.
  4. Расстояние от котла до стен – минимум 20 см.
  5. Перед котлом надо положить листовой металл толщиною 2-3 мм.
  6. 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.

Изготавливаем правильно пиролизные котлы своими руками

Все чаще альтернативой старой доброй печке становятся твердотопливные аппараты. Однако самыми экономически выгодными и простыми в использовании являются газогенераторные модели.

Но так как их стоимость достаточно высока, то многие предпочитают не приобретать промышленные образцы, а собирать пиролизный котел своими руками. При наличии определенных знаний это вполне возможно.

О том, какие инструменты, комплектующие и схемы для этого необходимы, рассмотрим ниже.

Содержание:

Пиролиз – в чем он заключается?

Для того, чтобы собранный аппарат был выполнен с учетом всех требований, необходимо выяснить на чем основывается его работа и что представляет собой данный процесс. Начнем с понятия пиролиза. Это способность древесины разлагаться в процессе горения на газ и твердые остатки, а именно уголь. Но для того, чтобы данный процесс протекал по всем правилам, необходимо создать определенные условия:

  • Высокую температуру
  • Недостаток кислорода

Для этого требуется специальная конструкция, которая сможет обеспечить все необходимое для пиролиза. Она реализована в промышленных газогенераторных котлах и представляет собой сварную емкость, выполненную из стали толщиной не менее 5 мм. Это обусловлено высокими температурами, при которых происходит сжигание топлива.

Особенности оборудования

Принцип работы отопительных аппаратов основан на сжигании топлива, но газогенераторные котлы имеют существенное отличие от классических. Оно состоит в сжигании не только дров, но и газа, которые выделяется при их горении. Такая особенность позволила избежать частых чисток аппаратов, так при сжигании пиролизного газа не образуется сажа, а выход золы также минимален.

Устройство пирилездного котла самодельного смотрим видео:

Но главным достижением стал высокий КПД, у таких аппаратов он достигает 85%. Еще одной особенностью является возможность регулировки мощности котла в диапазоне от 30 до 100%.

Но, как и любое сложное техническое устройство, пиролизное оборудование имеет свои достоинства и недостатки.

К последним следует отнести:

  • Высокую стоимость, но она вполне обоснована сложностью конструкции
  • Неэффективность работы на влажных дровах
  • Зависимость от электропитания

И хотя их не так уж и много, но каждый из них в некоторой мере тормозит рост популярности таких аппаратов.

Но рассмотрев недостатки нельзя не сказать и о достоинствах.

К ним относятся:

  1. Простота в эксплуатации
  2. Минимальное количество вредных составляющих в отработанных газах
  3. Длительная работа на одной закладке
  4. Возможность применения в любых системах отопления
  5. Легкое управление процессом горения и, следовательно, возможность автоматизации управления работой

Особенности классического пиролизного аппарата

Конструктивно котел состоит из двух камер – это его главное отличие от других аналогичных устройств. Такая особенность требуется для нормального протекания процесса.

Камера загрузки применяется для сжигания дров при определенных условиях. Именно в ней происходит разделение дров на сухой остаток и газы, которые затем поступают во второй отсек. В нее осуществляется принудительная подача вторичного воздуха, способствующая улучшению горения топлива.

Разделение камер выполнено при помощи колосника, с уложенными на него брикетами. В топке при работе котла создается повышенное аэродинамическое сопротивление, поэтому в таких аппаратах обычно используют принудительную тягу. Ее реализуют используя:

Экономическая выгода при самостоятельной сборке

Цена на газогенераторное оборудование очень высокая, поэтому все чаще его предпочитают собирать самостоятельно. Конечно, изготовить пиролизный котёл для отопления своими руками можно, но данный процесс нельзя назвать легким, да и очень дешевым тоже. Поэтому прежде чем вы решите сделать его самостоятельно, необходимо очень внимательно изучить сведения по данному вопросу.

Не лишним будет оценить и собственные возможности. Но те, кто все же решиться на такой шаг, вполне могут сэкономить приличную сумму в пределах 2000 долларов.

Информацию по сборке можно найти на различных форумах или заказать расчеты в фирмах, которые оказывают такие услуги на профессиональном уровне. Конечно, такой проект стоит денег, но все равно он позволит вам потратить намного меньше средств, чем при приобретении промышленного образца.

Составляющие для сборки аппарата

Итак, если вы твердо решили изготовить пиролизный котел без чужой помощи своими руками, то вам придется не только приложить определенные усилия для достижения хорошего результата, но и иметь все, что требуется для выполнения работ.

Смотрим видео, что необходимо для сбоки котла:

Если следовать в определенном порядке, то сначала нужно выполнить расчеты, требующиеся для определения типа горения. Конструктивно он может быть выполнен, как со щелевой горелкой, так и на колосниках. Затем приобретаются необходимые комплектующие, такие как:

  • Стальные листы
  • Труба диаметром 4 мм
  • Электроды
  • Профильные изделия
  • Арматура (20мм)
  • Вентилятор (центробежный)
  • Крепеж
  • Кирпич
  • Система автоматики

Но, кроме перечисленных элементов, необходимы еще чертежи и схемы, согласно которым вы будете собирать свой котел. Они позволяют рассчитать нужное количество каждого из перечисленных материалов, а также, руководствуясь ими, собрать твердотопливный пиролизный котёл самостоятельно.

Обычно в предлагаемых схемах обозначены основные узлы:

  • Топка
  • Теплообменник
  • Узел подводки воды

Схема котла, смотрим видео:

Это очень удобно, так как вам не придется изобретать схему с нуля, а есть возможность использовать уже готовую, внеся в нее определенные коррективы. Однако только одними комплектующими вы не обойдетесь, собирая пиролизные котлы самостоятельно своими руками, вам потребуются чертежи, а также набор инструментов.

Что потребуется для выполнения работ

Поскольку камера сгорания котла представляет собой сварную конструкцию, то при индивидуальной сборке аппарата вам потребуются следующие инструменты:

  • Сварочный аппарат (предпочтительно постоянного тока)
  • Электродрель
  • Шлифовальные машинки под круги диаметрами: 230 и 125 мм.

Имея в наличии все необходимое можно приступать к сборке. При этом конструкция аппарата может изменяться по своему усмотрению, но таким образом, чтобы внутренний объем был постоянным.

В процессе сборки вам потребуется схема изготовления пиролизного котла своими руками, согласно которой и выполняется сборка. Так как этому оборудованию не характерны размерзания и утечки, то идеальной герметизации труб не требуется.

Многие из создаваемых своими руками пиролизных котлов используют в качестве теплоносителя воздух. Причем подача его в систему осуществляется по трубам, а обратно он возвращается самотеком. Такая конструкция имеет свои преимущества и чаще всего применяется в дачных домах, которые посещаются хозяевами изредка.

Противопожарная безопасность

Собрав пиролизный котел самостоятельно можно сразу же приступать к его установке и испытаниям. Если все было выполнено правильно, то аппарат быстро достигнет заданной температуры, а на прогревание системы потребуется не более получаса.

Но при установке должны быть соблюдены основные требования противопожарной безопасности, такие как:

  • Наличие специальной котельной
  • Кирпичное или бетонное основание под аппарат
  • Перед топками на полу необходимо уложить листы металла толщиной не менее 1,5 мм
  • Расстояние от стен не может быть менее 20 см
  • Наличие вентиляционного отверстия площадью 100 см²

Только при соблюдении всех этих требований можно быть уверенным в безопасной работе оборудования.

Итог

Как видите, собрать пиролизный котел своими руками, используя чертежи, не только возможно, но еще и выгодно. Однако следует помнить, что только при учете всех требований, его работа будет экономически выгодной и безопасной для жизни людей, проживающих в отапливаемом помещении. Поэтому при сборке и установке необходимо четкое соблюдение всех правил пожарной безопасности.


Смотрите также