+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

sales@teplogidromash.ru

Котел пиролизный своими руками чертежи


Пиролизный котел своими руками | Строительный портал

Газогенераторные и пиролизные котлы получили популярность при отоплении жилых и промышленных помещений. Принцип их работы несколько отличается от привычных твердотопливных моделей. Однако более сложная конструкция устройства предоставляет массу достоинств и экономию денежных средств, затраченных на отопление.

Принцип работы и устройство пиролизного котла

Основным элементом любой отопительной системы является котел. Задача котла – нагреть с помощью топлива теплоноситель, а затем передать его систему отопления. Одним из наиболее перспективных и экономных бытовых котлов считаются пиролизные котлы.

Пиролизный котел – подвид твердотопливного котла (обычно водогрейного), в котором процесс сгорания топлива и выходящих из него летучих веществ, происходит отдельно. Такие котлы еще называют газогенераторными.

Пиролиз – способность древесины разлагаться во время горения на твердые остатки (уголь) и газ. Для протекания двух процессов должны соблюдаться два условия:

  • высокая температура;
  • недостаток кислорода.

Необходимые условия обеспечивает специальная конструкция, реализованная в пиролизных котлах. В таком оборудование топка поделена на две части. В камере загрузки (первая часть) горит и при недостатке кислорода пиролизуется топливо. В камере сгорания (вторая часть) догорают выделяющиеся газы – в этот отсек поступают вторичный воздух. Подобная конструкция минимизирует отвод тепла из камеры первичной загрузки.

Оба отсека разделены колосником, на который размещается топливо. Воздух подается сверху вниз и проходит сквозь топливо – это характерное отличие котлов пиролизного типа от других теплогенерирующих установок. Топка имеет повышенное аэродинамическое сопротивление, поэтому обустройство тяги, обычно, принудительное. Как правило, используется дымосос или дутьевой вентилятор.

Работа пиролизных котлов длительного горения происходит в такой последовательности:

  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.

strport.ru

Как сделать пиролизный котел своими руками – пошаговая инструкция с чертежами

Котлы

05.04.2018

2.9 тыс.

2 тыс.

10 мин.

Пиролизный котел относится к одному из самых эффективных отопительных приборов, коэффициент полезного действия которого составляет 90%. Основная часть тепла вырабатывается за счет сгорания образующегося газа. Он не требует постоянного ухода, достаточно одной закладки топлива в сутки. Стоимость имеющихся в продаже установок довольно высокая, поэтому у многих возникает желание сделать ее своими руками.

Приступая к работе, следует уяснить, что находится внутри агрегата, как взаимосвязано и влияет на длительное горение и пиролиз. Чертеж поможет в этом разобраться, а пошаговая инструкция проведет по всем этапам монтажа. Важно ответственно подойти к выбору материала, чтобы не потратить зря свои деньги и время.

Пиролизный котел оптимизирует процесс горения, увеличивает его продолжительность, максимально повышает эффективность. Он имеет две камеры – газификации и дожига. Существуют основные типы установок: с принудительным поддувом и естественным, от этого зависит расположение топок.

В аппаратах с природной тягой дрова загружают сверху, с механической – снизу. В загрузочной топке тлеют дрова и твердые остатки. Во второй камере сгорают образующиеся газы. Сравнить плюсы и минусы обеих конструкций поможет таблица:

Расположение камеры с топливомПреимуществаНедостатки
ВерхнееУдобно загружать дроваТребуется чистка обеих топок от золы
Естественный отвод дыма и продуктов сгоранияСложно регулировать тягу, которая зависит от погоды
Энергонезависимый котел
НижнееЕстественная циркуляция древесного газаПотребляет электроэнергию
Топки чистятся гораздо режеТребуется дополнительное оборудование: вентилятор, источник бесперебойного питания

Агрегаты с принудительным поддувом имеют свои преимущества. У них гораздо быстрее начинается пиролиз и прогревание системы отопления. Продукты сгорания сразу выводятся, не задерживаясь внутри. Есть возможность автоматического регулирования процесса. Существенный недостаток – постоянная зависимость от электроэнергии. Котел с естественной тягой неприхотлив и надежен, редко ломается.

Различия в устройстве не влияют на принцип работы, он у них общий. В топку подается кислород в таком объеме, чтобы дрова только тлели. Происходит длительное горение, в результате образуется древесный газ. По сравнению с природным он обладает низкой теплотворностью, но способен гореть и выделять достаточное количество дополнительного тепла.

Топливо разлагается на составные части при минимальном объеме поступающего кислорода. Дрова в обычном котле сгорают при средней температуре 1000° за 3–4 часа, выделяя около 5 килокалорий тепла. В пиролизном это происходит при 300–800° на протяжении половины суток. Коэффициент полезного действия вырастает до 90% по сравнению с обычными 70%.

Агрегат запускается и работает в такой последовательности:

  • в топку загружают дрова, поджигают и закрывают дверцу;
  • отворяют заслонку дымохода – возникает перепад давления, начинается приток кислорода в верхнюю камеру;
  • выделяющийся при тлении топлива газ CO тяжелее воздуха, поэтому опускается и воспламеняется;
  • происходит постоянная циркуляция смеси – она горит в обеих камерах, процесс стабилизируется.

Работа котла состоит из трех стадий:

  1. 1. Розжиг. Заслонка прямого хода в открытом положении, дым удаляется беспрепятственно.
  2. 2. Рабочий режим. Шибер перекрывают, начинается пиролиз. Тяга обеспечивается вентилятором или процесс естественный.
  3. 3. Догрузка топлива. Открывают дроссель и быстро заполняют топку дровами.

В пирокотле постоянно циркулирует большое количество тепловой энергии. Значительная ее часть используется на самоподдержку рабочего цикла. Для отбора доступна только та, что не требуется для этих целей. Если установить теплообменник в любой камере, это резко ухудшит эффективность агрегата, возможно образование вредного угара, который не успевает сгореть. Водогрейный регистр располагают на пути дымовых газов.

Пиролизный котел своими руками делают преимущественно с верхней загрузочной топкой, под которой находится камера газификации. Она проще в изготовлении, у нее хороший КПД. Если имеются некоторые инженерные навыки, можно внести изменения в готовый чертеж, но внутренние размеры оставляют прежними или с незначительными коррективами. Топки лучше сделать одинаковыми по ширине и длине, отличия только по высоте.

Чтобы подсчитать, подойдет ли аппарат по мощности, исходят из такого правила: каждые 10 м2 помещения требуют 1 кВт энергии. Значение умножают на коэффициент 1,2, но на практике его увеличивают до 1,5, поскольку не всегда имеется качественное топливо. Если, к примеру, исходить из того, что аппарат выдает 20 кВт, то он способен обогреть 200 м2 площади, но с учетом запаса – 130 м2. Котел такой производительности доступен для самостоятельного изготовления, с большей мощностью требуется применение особой жаропрочной стали большой толщины. Сварить ее в домашних условиях трудно.

Для камер рекомендуется использовать жаропрочную легированную сталь, но ее стоимость значительная, поэтому заменяют простой углеродистой толщиной 5 мм. Горящий газ создает высокую температуру в рабочей зоне отсека. Чтобы защитить металл, снизу закладочной камеры устанавливают чугунный колосник, а днища обеих топок футеруют огнеупорным кирпичом.

Водяная рубашка функционирует под давлением, что требует высокого качества швов. Основной фактор, препятствующий этому – горячие и холодные трещины, что образуются вследствие высокой разницы температур на относительно небольшой протяженности изделия. Чтобы уменьшить отрицательные последствия, используют несколько технологических приемов:

  • металл нарезают, плавно подавая режущий инструмент, чтобы предохранить кромки от перегрева;
  • сварку проводят в мягком режиме, уменьшив требуемый ток на 20–25 %;
  • шов проходят без боковых колебаний с высокой скоростью;
  • подкладывают толстый металл для быстрейшего остывания.

Конструкции многих пиролизных котлов не предусматривают использование воды как теплоносителя. Тогда обменник не герметизируют, по его трубам в помещение поступает горячий воздух, а приток холодного – от пола. Подобное решение имеет свои преимущества, особенно для дачников, которые изредка наведываются в загородный дом. Тогда нет риска размораживания системы.

Существенно понизить стоимость самодельной установки можно, правильно подобрав металл, а также оборудование. Необходимые материалы, их характеристики приведены в таблице:

НаименованиеРазмеры, ммРасход
Трубы круглого сечения57×3,58 м
159×4,51 м
32×3,21 м
Профильные трубы60×30×21,5 м
80×40×21 м
20×20×2
Стальные полосы20×47,5 м
30×41,5 м
80×51 м
Огнеупорный кирпич15 штук
Листовой металл3 и 5 мм10 м2

Из инструментов, кроме сварочного аппарата, понадобятся болгарки с возможностью установки дисков диаметром 230 и 125 мм. Кругов требуется 10 штук больших и 5 маленьких. Применение УШМ для резки металла не обеспечивает точности, что потом сказывается на качестве швов. Лучше заказать изготовление с использованием гильотины в мастерской. Пригодится электрическая дрель. Возможно, во время работы возникнет необходимость прикупить еще какой-то материал, но это решается.

Чаще домашние мастера используют популярную схему Беляева, доступную для реализации. Ее мощность 25 кВт. Следует подготовить стальные листы, разложив их на столе. Берут чертеж и наносят размеры на металл, делая это очень тщательно, чтобы не было малейшего отклонения от параметров. Затем болгаркой нарезают заготовки.

Работу начинают с топок. Их основа – боковые стенки, одинаковые слева и справа, которые соединяются спереди листом металла. В нем предварительно прорезают прямоугольные отверстия, в которые будут установлены дверцы. Нижняя предназначена для обслуживания камеры сгорания газа, а верхняя – для загрузки топлива. Размеры конструкции представлены на чертеже:

A – приборы контроля; B – загрузочная дверца; C – зольниковая крышка; D – дымосос; E – муфта для подсоединения температурного датчика ½ дюйма; F – патрубок аварийной линии (устанавливается предохранительный клапан); G – подача теплоносителя; H – подвод холодной воды, R ¾; K – подвод горячей воды; L – обратная магистраль; M – расширитель.

Со всех сторон камеры закрываются листами, которые соответствуют внешним габаритам топок. До окончания монтажа внутренних частей их не приваривают. Для руководства дальнейшим процессом предлагается пошаговая инструкция.

Двухкамерную топку дополняют воздуховодами. Применяют профильную трубу 60×30 или для удобства металлический швеллер. Внутри по всей площади высверливают небольшие отверстия.

Ниже в топочной камере на поперечной стенке приваривают патрубок для вторичной подачи кислорода. Дальше приступают к теплообменнику в такой последовательности:

  • на листе металла делается разметка для двух заготовок;
  • в них сверлятся отверстия 60 мм;
  • нарезаются трубы диаметром 57 мм необходимой длины;
  • их концы вставляют в дыры на одном листе и обваривают;
  • аналогично поступают с другой стороной.

По верхнему уровню теплообменника рядом устанавливается заслонка дымохода. Она оснащается рукояткой с возможностью фиксации в любом положении. В торец корпуса ввариваются куски листового металла для подсоединения дымовой трубы.

Внутреннее пространство камер сгорания футеруют шамотным кирпичом. Его разрезают алмазным кругом по размерам, часть – под углом, плотно подгоняют по месту. Внутренние работы закончены, можно приваривать заднюю стенку, верхнюю и нижнюю.

Основной этап сборки пиролизного котла завершен. При желании устанавливают вентилятор. Конструкцию обрабатывают – убирают окалину от сварки, подчищают швы, подправляют неровности. Из более тонкого металла (3 или 4 миллиметра) делается внешний кожух. Для монтажа рекомендуется применять уголки. Они соединяются сваркой через отверстия в листах, которые предварительно сделаны по краям. Перед пуском проверяют герметичность водяной рубашки. Ее наполняют водой и накачивают воздух с избыточным давлением. Некачественные швы протекут.

Газовый баллон своей округлой формой и толщиной металла отлично подходит для изготовления пиролизного котла. Он имеет почти метровую высоту, диаметр 35 см. Этих размеров достаточно для создания отопительного прибора, способного обогреть помещение средней площади. В устройстве хорошо сжигаются самые бросовые виды топлива: щепки и опилки, сырые дрова.

Установка работает следующим образом:

  • через верх или боковую дверцу проводят загрузку и поджигают;
  • после возникновения устойчивого огня накрывают поршнем (по-народному блин) и плотной крышкой, в которой есть отверстие для трубы;
  • в топку через воздуховод поступает ограниченное количество кислорода, отчего начинается процесс пиролиза;
  • газы поднимаются вдоль стенок котла и сгорают в верхней части;
  • остальные продукты удаляются через дымоход.

Баллон обрезают по месту, где начинается округление. Сбоку – отверстие для дверцы, которая должна закрываться очень плотно. Поэтому ее используют обычно для чистки, а топливо загружают сверху. Отрезанную часть используют для крышки:

  • шлифуют разрез, чтобы добиться герметичности;
  • делают отверстие на 2–3 мм больше трубы воздуховода, соединенной с блином;
  • обваривают понизу стальной полосой.

Поршень имеет своеобразную конструкцию. Его лопасти предназначены для завихрения воздушных потоков над тлеющим топливом, а наваренный на них круглый кусок металла мешает возникнуть открытому огню.

Дымоход делают из труб разного диаметра: горизонтальный участок – 120 мм, вертикальный – 180 мм. Такая конструкция способствует созданию менее активной тяги, тормозит отвод газов. Прямой угол тоже играет свою роль в замедлении процесса горения. Это обеспечивает пиролиз и продолжительную работу котла в течение 8–10 часов.

Снизу делается отверстие для зольника с дверцей. Ее конструкция должна обеспечивать плотное прилегание. Можно использовать вырезанный кусок стенки баллона, на который по периметру приваривается полосовое железо. Немного выше устанавливается колосниковая решетка, сваренная из арматуры. Сквозь нее проваливаются остатки топлива, которые затем удаляются.

В вертикальной трубе дымохода конденсируется много влаги, которая собирается в нижней ее части. Для удаления воды устанавливают шаровый кран. Он удобен тем, что в случае засорения легко прочищается куском провода.

Любые пиролизные котлы оснащаются дополнительным оборудованием. Наличие приборов контроля обязательно: манометр, аварийный клапан. При желании устанавливают воздушный насос для принудительной подачи кислорода. В аппаратах с нижней камерой сгорания газа он необязателен – используется естественная тяга.

Применение дымососа ограничивается стоимостью. Электродвигатель работает в условиях высокой температуры, поэтому применяется особая защищенная конструкция. Обычный не подойдет, отсюда соответствующая цена. Теплообменник может быть как водяным, так и воздушным. Его объем рассчитывают исходя из площади обогреваемого помещения.

obustroen.ru

Пиролизный котёл своими руками

Технически наиболее совершенными считаются котлы, в которых происходит полное сжигание топлива с максимально возможным поглощением выделяемой теплоты. Поскольку схемы такого рода доступны широкому кругу людей — попробуем разобраться с самостоятельным изготовлением пиролизного котла для больших порций горючего.

За счёт чего возможна длительная работа

На открытом воздухе даже отчасти сырые дрова сгорают очень быстро — буквально за 1–1,5 часа. Причиной всему свободный доступ кислорода — в закрытой топке котла он отсутствует, с помощью заслонки поддува дозируется порция поступающего кислорода, и горение происходит менее интенсивно.

Одной из главных проблем такого способа сжигания органического горючего оказалась его способность «гореть» даже без доступа кислорода. При высоких температурах происходит пиролиз — термическое разложение твёрдого топлива на летучие газообразные соединения. Кислород для этого процесса не нужен, достаточно разогреть закладку до 400–500 °С. При этом происходят колоссальные потери теплотворности — наиболее энергетически ценная составляющая угля или дров попросту выносится остаточной тягой в дымоход, не успевая прогорать полностью.

Пиролизный котёл на дровах: 1 — поддувало; 2 — камера загрузки топлива и газификации; 3 — теплобменник; 4 — камера сгорания; 5 — камера дожигания; 6 — дымоход

В конструкции каждого современного котла на твёрдом топливе должна быть предусмотрена дополнительная подача воздуха для догорания выделившихся газов. При этом интенсивность и скорость сгорания закладки регулируется не объёмом поступающего кислорода, а температурой нагрева топлива. Действительно, если разогреть всю закладку сразу, то горючие газы выделятся очень быстро и о продолжительной работе котла придётся забыть. Однако если нагревать твёрдое топливо отдельными порциями, возможно постепенное его разложение в генераторной камере и эффективное полное сгорание во втором отделении топки. При этом поток газов инвертируется, они движутся сверху вниз под действием тяги, созданной эжекцией.

Конструкция пиролизного котла длительного горения: 1 — пиролиз твёрдого топлива; 2 — камера сгорания; 3 — нижняя дверца; 4 — подача вторичного воздуха; 5 — подача первичного воздуха; 6 — верхняя загрузочная дверца; 7 — камера газификации; 8 — дымосос

Материал изготовления

Пиролизные котлы характеризуются повышенной температурой рабочей зоны. В камере газификации горения не происходит, однако обратный поток тепла способен разогревать стенки до 500–600 °С. Наибольшему температурному воздействию подвергается низ газогенераторного отсека — именно эта часть контактирует с воспламеняющимися газами и испытывает серьёзную термическую нагрузку. Рекомендуется низ камеры закладки выполнять в виде чугунного колосника или специального огнеупорного изделия с тонкой прорезью либо рядом небольших отверстий.

Основная трудность в самостоятельном изготовлении котловой техники заключается в выборе подходящей марки стали, которая поддаётся обработке в домашних условиях без специального оборудования. Наиболее пригодными в этом плане считаются стали аустенитного и аустенито-ферритного класса с умеренным содержанием хрома и никеля. Примерами марок таких сталей можно назвать 12Х18Н9Т, 08Х22Н6Т или AISI 304.

Технология сварки таких металлов признаётся умеренно сложной, но воспроизводимой в кустарных условиях с применением дуговой сварки покрытыми электродами без защитной среды. Основным фактором, ухудшающим качество сварной конструкции, считается образование горячих и холодных трещин, обусловленное высокой разницей температур на относительно малом линейном участке металлического изделия.

Для устранения негативных факторов термического воздействия используют следующие технологические приёмы:

  1. Нарезка деталей с плавной подачей режущего инструмента, чем исключается перегрев кромок.
  2. Ограничение плотности сварочного тока на 20–25% по сравнению с конструкционной сталью, сварка в мягких режимах.
  3. Ограничение температуры сварочной ванны, выполнение многопроходного шва с высокой скоростью без боковых колебаний.
  4. Правильная разделка соединяемых кромок согласно ГОСТ 5264 и их зачистка металлической щёткой.
  5. Подкладка под изнанку шва металлического теплоотвода, поковка шва в процессе остывания.

И, конечно же, следует сделать правильный выбор содержания легирующих добавок в стержне электрода, чтобы обеспечить содержание феррита в структуре шва порядка 5–8%. К использованию рекомендованы электроды марок ЦТ-15 и ЦТ-16, а также специальные электроды 6816 MoLC или ROST 1913.

После сваривания конструкций рекомендуется их первичный отжиг при температуре не менее 700 °С в течение 2,5–3 часов. Достаточно загрузить внутренность сваренного корпуса каменным углём и разжечь горючее, обеспечив слабый принудительный поддув. Перед проведением отжига желательно протравить сварочные швы специальной пастой, соответствующей используемой марке стали.

Определение размеров и мощности

Прежде чем приступить к изготовлению пиролизного котла, следует провести расчёт размеров камер топки и дополнительных отсеков. В качестве исходных данных принимается требуемая теплотворная мощность, определяемая с учётом КПД самодельного котла порядка 75–80%. В домашних условиях можно изготовить твердотопливные котлы мощностью до 20–25 кВт, более производительные агрегаты требуют использования жаропрочных сталей значительной толщины, которые плохо поддаются свариванию в домашних условиях.

Мощность котла и продолжительность его работы определяются объёмом камеры газификации. Без учёта КПД теплотворность большинства распространённых пород древесины составляет около 4–5 тыс. ккал/кг, что примерно соответствует 4–4,5 кВт·ч тепловой мощности. Эти значения применимы только для древесины с влажностью не более 25%. Суть расчёта проста — определить требуемую мгновенную мощность и умножить её на количество часов работы. Стоит помнить, что пиролизные котлы даже совершенных конструкций имеют предельную продолжительность работы не более суток, а самостоятельно произведённые агрегаты следует рассчитывать максимум на 12–15 часов непрерывного горения.

Объём камеры закладки определяется из расчёта 2 литра на каждый килограмм дров. К полученному значению нужно добавить около 30%, ведь в пиролизном котле используют неколотые чурки, которые невозможно уложить вплотную. Размер камеры сгорания газов должен составлять не менее 30–40% от объёма камеры газификации. Наиболее выгодной считается структура котла, в которой две камеры расположены одна над другой, имеют одинаковую форму, но отличаются по высоте.

Сборка двухкамерной топки

Материалом для изготовления стенки камер лучше выбрать горячекатаный лист толщиной не менее 8 мм, в идеале — 10–12 мм. Чем толще металл, тем сложнее процесс сваривания, однако конструкцию из слишком тонкой стали гарантированно поведёт и выкрутит в непредсказуемых направлениях. Именно поэтому среди деталей, из которых собирается котёл, не должно быть мелких элементов с соотношением сторон более 2:1.

Основа двухкамерной топки — наружные боковые стенки. Они общие для обеих камер, соединяются посредством передней стенки, в которой проделаны два прямоугольных отверстия для дверец. Нижнее отверстие предназначено для обслуживания камеры сгорания, его высота должна быть порядка 120–150 мм, ширина — не менее 300 мм, располагается отверстие с отступом в 150 мм от нижнего края. Верхнее отверстие предназначено для загрузки камеры газификации, чем оно будет больше — тем лучше, располагаться отверстие должно не ближе 100 мм к верху камеры. Снизу и сзади топка замыкается цельными листами, которые вырезают по внешним габаритам топочной камеры, но не приваривают до окончания сборки внутренних деталей. Сверху котёл накрывается листом номинального сечения.

Пример размеров пиролизного котла

Разделять камеры газификации и сгорания будет цельная плита, ширина которой соответствует внутреннему расстоянию между стенками, а длина — на 400 мм меньше. В задней части плиты вертикально приваривается цельная перегородка, которая отделяет камеру загрузки по всей высоте, по центру вдоль горизонтальной части вырезается отверстие шириной 50 и длиной в 400–600 мм. Собранную Г-образную перегородку не приваривают до завершения сборки теплообменника.

Теплообменник для пиролизного котла

Наилучшей конфигурацией теплообменника самодельного пиролизного котла будет водяная рубашка нижней камеры и дымоходного канала. Это не самый эффективный тип, однако производство собственного сотового теплообменника вызовет неизбежные трудности либо с поиском труб соответствующей марки стали, либо со свариванием разнородных деталей.

Сборку деталей теплообменника проводят на том этапе, когда у котла сварены дно, передняя панель и две боковые стенки. Доступ для сварочных работ обеспечивается с задней стороны котла. Первым делом устанавливается верхняя перегородка рубашки. Это прямоугольная плита по внутренней ширине топки и на 200 мм меньше глубины камеры сгорания. По бокам плиты нужно удалить два прямоугольных фрагмента шириной по 100 мм таким образом, чтобы в передней части плиты осталось два выступа длиной по 200 мм. Полученная деталь приваривается к стенкам и передней панели заподлицо с нижним краем проёма дверцы камеры сгорания. При этом вырезы в перегородке образуют каналы для циркуляции между нижней зоной и боковыми стенками теплообменника.

Внутренние стенки рубашки выполняются по краю проточных каналов, имеют высоту камеры сгорания и примыкают вплотную к передней панели. Сверху их накрывают двумя полосами шириной по 100 мм.

По длине теплообменник не достаёт до задней стенки котла порядка 200 мм и примерно на такое же расстояние боковые каналы выступают за Г-образную перегородку между камерами. Когда она будет установлена, останется только сформировать двойные стенки дымоходного канала, вырезать его выходное отверстие, закрепить заднюю стенку котла и врезать резьбовые штуцеры для подключения к отопительному трубопроводу. Врезка обратки выполняется в одном из передних нижних углов рубашки, подачу врезают в любой наивысшей точке рубашки дымохода.

Обратите внимание, что камера сгорания ограничена со всех сторон водяной рубашкой, кроме перегородки с камерой газификации. Это необходимо для передачи тепла, обеспечивающего термическое разложение топлива. При этом прогреваться будет не вся закладка сразу, а только её слои, примыкающие к разогретым стенкам.

Дополнительное оборудование

К сожалению, пиролизные котлы не являются энергонезависимыми. Из-за реверсного потока газов требуется принудительный наддув. Для моделей мощностью до 15 кВт он реализуется дутьевым вентилятором, который монтируется на нижней дверце. При этом пополнение загрузки в процессе горения невозможно.

Более мощные котлы комплектуются вентилятором-дымососом, который устанавливается на верхней стенке корпуса на выходе дымоходного канала. При этом исключается появление обратной тяги и дверцу камеры газификации можно без последствий открывать даже в процессе горения.

Особое внимание нужно уделить температуре теплоносителя внутри рубашки. После выхода котла на режим она не должна быть меньше 60 °С для исключения образования конденсата. Эта задача решается путём установки узла автоматической рециркуляции, подмешивающей воду из подачи в обратку. Также требуется установка группы безопасности для закрытых отопительных систем и основного циркуляционного насоса. опубликовано econet.ru 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

econet.ru

Как сделать пиролизный котел своими руками – чертежи и схемы

Прежде всего, чтобы сконструировать пиролизный котел своими руками, подбирается подходящая схема и чертеж.

Рассмотрим три основных способа изготовления из различных материалов:

  • Из бочки или стального листа в виде цилиндра.
  • Из прочной стали в кубической форме, используя схему Беляева,
  • Из кирпича в виде печи. Прежде чем выбрать тот вид котла, который вы будете создавать, рассмотрите все чертежи и схемы, а также инструкции по сборке.

Каждый тип самодельного оборудования длительного горения обладает своими преимуществами и недостатками. Из бочки получится компактная конструкция для гаража, а кирпичная печь сможет обогреть весь дом, значительно экономя топливо.

Пиролизный котел из бочки

Нам потребуется 200 литровая металлическая бочка. Можно взять готовую, а можно изогнуть и сварить лист стали толщиной 3-4 мм. Срезаем у нее верхний торец и делаем из него крышку, приварив по окружности полоску металла. По центру высверливаем отверстие под воздуховодную трубу. Сбоку в верхней части бочки сверлим отверстие под дымоход и ввариваем в него дымоходный патрубок.

Следующим делаем поршень. Он представляет собой круг, по диаметру несколько меньший крышки бочки, чтобы он мог в нее поместиться. По центру сверлиться отверстие и к нему приваривается воздуховодная труба, по которой кислород будет поступать в топку.

Пиролизный котел из бочки

В верхней части делаем заслонку, которая будет регулировать количество поступающего внутрь воздуха. Для этого сверлим сквозное отверстие, вставляем в него плотный штырь и привариваем внутри к нему небольшую пластину. Вращая его, мы меняем площадь отверстия.

Снизу стальной лист необходимо утяжелить, чтобы при сгорании поршень под своей тяжестью опускался и измельчал сгоревшее топливо. Важно, чтобы все сварочные швы были герметичны. Если этого не будет, котел не сможет работать достаточно эффективно.

Пользоваться таким самодельным котлом просто. На дно засыпается топливо и поджигается. Когда оно достаточно разгорится, сверху устанавливается поршень и закрывается крышка. По мере горения, поршень постепенно будет опускаться.

Под ним будет происходить процесс тления, а сверху него будут сгорать выделяемые газы. Такая конструкция еще называется пиролизной головкой и может работать на дровах или смежных видах топлива из древесных отходов.

Котел по схеме Беляева

Нам понадобятся следующие материалы:

  • Около 10 квадратных метров металлического листа толщиной 4-5 мм.
  • 8 метров стальной трубы, диаметром 57 мм с толщиной стенки 3,5 мм.
  • По одному метру трубы диаметром 159 мм и 32 мм.
  • 15 штук шамотного кирпича.
  • Вентилятор дутьевой. Дутьевой вентилятор на пиролизном котле
  • Стальные полосы, шириной 20, 30 и 80 мм.

Из основных инструментов нужны будут болгарка, дрель и сварочный аппарат.

Пошаговая инструкция сборки пиролизника:

  1. Собирается две камеры сгорания. Топка, в которой будет сгорать древесина и газовая, где горят выделяемые газы.
  2. К ним приваривается задняя стенка и воздухоотводы из швеллера или профтрубы с просверленными отверстиями.
  3. В топке делается отверстие и вваривается патрубок, через который будет поступать внутрь кислород.
  4. Следующим изготовляется теплообменник. Для этого берем две пластины металла и просверливаем в них симметричные отверстия под трубу сечением 57 мм.

    Труба режется на куски одинаковой длины, и они ввариваются в заготовки. Далее он приваривается к котлу.

  5. Перед тем, как сделать и приварить лицевую стенку на камеры сгорания, в ней производятся два отверстия. Они будут предназначены для труб входящего и выходящего воздуха. Схема пиролизного котла
  6. Приваривается боров и крышка перед заслонкой. Все сварочные швы важно зачистить болгаркой.
  7. Сверху всю конструкцию обшиваем листом шириной 4 мм с уголками. Верхнюю часть дополнительно утепляем. После этого проверяем короб на герметичность. Сделать это можно с помощью воды. Если герметичности не будет, КПД котла значительно уменьшится.
  8. Из чугунных пластин делаются дверцы для камер сгорания. Привариваются петли и они устанавливаются. Сверху ставятся защелки.
  9. Нижнюю камеру выкладываем кирпичами, предварительно порезав их по необходимым размерам. Так как их не будет видно, не обязательно покупать новые. Можно найти бесплатно возле любого разрушенного здания.
  10. Устанавливается нагнетающий вентилятор на выход воздуховодной трубы.

Также такую конструкцию можно сделать из КСТ котла, применив его в качестве корпуса.

Кирпичный пиролизный котел

В своем доме можно построить печь, которая будет работать по принципу пиролиза. Она монтируются в одну из стен. Дымоход выводится на крышу, продукты сгорания выводятся на естественной тяге. Камеры сгорания делаются стальными, колосник чугунный, корпус из кирпичной кладки. Во всем остальном устройство принципиально ничем не отличается.

Схема пиролизного котла из кирпича

По периметру конструкция выкладывается керамическим кирпичом, внутренние перестенки делаются из шамотного кирпича. Важно кладку производить очень качественно, так кА от этого будет зависеть производительность печи.

В заключение предлагаем посмотреть видео о том, как сделать пиролизный котел своими руками из газового баллона:

boilervdom.ru


Смотрите также