Пиролизный котел своими руками. Чертежи пиролизных котлов. Самодельные газогенераторные установки


фото 1

Пиролиз — разложение материала при высокой температуре и ограниченном поступлении кислорода.

В случае с пиролизным котлом длительного горения происходит максимальное прогорание твёрдого топлива и выделяющегося из него газа.

Например, в обычной печи пиролиз не предусмотрен, поэтому там тепло выделяется в основном за счёт горения дров. А пиролизные котлы устроены так, что позволяют дополнительно сжигать газ, который выделяется при горении топлива.

В результате горение одной загрузки топлива длится дольше, а дров требуется меньше.

Принцип работы

фото 2

Главной чертой пиролизных котлов является наличие второй камеры для дожигания выделяющегося при горении газа. Это увеличивает работу одной закладки дров до 12 часов, а КПД до 90%.

Схемы таких котлов включают следующий набор элементов:

  • поддувало;
  • камеру для загрузки топлива и газификации;
  • теплообменник;
  • камеру сгорания;
  • камеру дожигания;
  • дымоход.

Поскольку задачей работы котла является обогрев не только прилегающей территории, но и других площадей строения, к нему подключается система отопления. Поэтому в конструкции предусмотрен вход и выход для водяного контура. Эксплуатация начинается с загрузки твёрдого топлива и его розжига.

Высвободившееся тепло идёт в камеру сгорания, а высвободившиеся в процессе горения газы дожигаются в соответствующей камере. Полученное тепло поступает на теплообменник, от которого передаётся системе отопления. Зачастую такие агрегаты нуждаются в принудительной тяге, поэтому для наддува устанавливается вентилятор.

Внимание! За прибором требуется уход, специалисты рекомендуют делать перерывы, если система работает дольше суток.

Пиролизный котёл на естественной тяге

Устройство на естественной тяге может функционировать за счёт трубы дымохода. При этом горячий воздух поднимается вверх, а холодный поступает снизу. Такой вариант при продуманной конструкции может справляться со своей задачей и в домах без электричества.


фото 3

Фото 1. Пиролизный котел Atmos, работающий на естественной тяге, с небольшим отсеком для дров.

Но специфика пиролиза, при котором выделение дополнительного тепла происходит за счёт дожигаемых газов, предусматривает использование конструкции со сложным воздушным трактом.

В результате у естественной тяги возникает на пути больше препятствий, чем, например, в случае с обычной печью. Поэтому она работает менее эффективно, чем вариант с принудительной тягой. К тому же пространство для дров в такой конструкции меньше, а загружать их приходится чаще.

Преимущества принудительной тяги

Принудительная тяга обеспечивает регулярный приток воздуха. Его интенсивное поступление позволяет преодолевать котельный тракт и дымоход в необходимом для поддержания процесса режиме.

фото 4

Фото 2. Пиролизный котел, который работает на принудительной тяге, обеспечивая постоянный приток воздуха.

Хотя для работы вентилятора требуется электричество, это окупается за счёт целого ряда плюсов:

  • время горения больше;
  • расход топлива меньше;
  • больше интервал между закладками;
  • меньше отходов и выбросов в атмосферу.

Справка! Наиболее эффективный вариант пиролизного котла длительного горения — это конструкция с принудительной тягой. Её КПД достигает до 90% благодаря максимально сжигаемому топливу.

Что нужно для изготовления устройства своими руками?

Для самостоятельного изготовления устройства необходимо выбрать подходящий под конкретные условия и принцип работы проект. Конечно, можно пойти и купить прибор в магазине, но сделать его самому своими руками дешевле и эффективнее.

фото 5

Перед тем как приступить к изготовлению, необходимо оценить требуемую мощность. Для этого нужно учесть площадь помещения, которое предстоит отапливать.

Затем необходимо определить, будет ли установлена на котле дополнительная автоматика или нет.

Автоматический блок позволяет отслеживать температуру помещения и в зависимости от этого регулировать работу котла, а также отключать его функции в случае опасности. Но без него тоже можно обойтись.


Оценив необходимый эффект от котла и выбрав проект, приступают к изготовлению агрегата. Наиболее распространённым проектом для самостоятельной сборки считается схема Беляева.

Чтобы её реализовать, нужны соответствующие материалы и инструменты. Большое значение для материалов играет их устойчивость к высоким температурам. Чтобы не ошибиться в выборе, можно обратиться к консультанту на металлобазе или в магазине.

Необходимые инструменты

фото 6

Обычно к необходимым для изготовления котла материалам относятся:

  • металлическая и профильная труба разного диаметра;
  • шамотный кирпич;
  • листы из металла;
  • насос для воздуха или вентилятор;
  • датчик температуры;
  • жаростойкая фурнитура.

В список инструментов, необходимых для работы над агрегатом, входят:

  • инвертор и электроды;
  • болгарка с кругами;
  • дрель и свёрла по металлу;
  • электролобзик.

К этим инструментам в процессе сборки могут добавиться и другие. Главное, чтобы они позволили резать и соединять детали котла, добиться его прочности и герметичности, а также смонтировать на корпусе требуемые элементы.

Этапы постройки пиролизного котла длительного горения


фото 7

После того, как выбран подходящий чертёж, на его основе выполняется рабочий вариант.

Размеры отсеков, топочных камер и других элементов агрегата устанавливаются в соответствии с проведёнными расчётами.

Например, объем загрузочной камеры вычисляется по принципу 2 литра на один килограмм топлива, которое планируется использовать, плюс 30%.

Это связано с тем, что дрова могут иметь неровные края и не укладываются впритык друг к другу, увеличивая занимаемую площадь.

Габариты также стоит прикидывать в расчёте на мощность 20–25 кВт. На неё ещё можно найти материалы при ручной сборке. При большей мощности нужна более толстая сталь, сварку которой проводить дома крайне затруднительно по причине необходимости мощного оборудования.

В список действий для изготовления пиролизного котла, входят:

  • фото 8 Резка труб и листов болгаркой.

  • Сверление отверстий.
  • Сварка топочной камеры.
  • Установка перегородки для дымооборота.
  • Установка колосника между топочной камерой и секцией дожига.
  • Присоединение трубы с заслонкой вверху.
  • Выполнение отверстий из остатков металла для топочной и зольной камер.
  • Установка вертикальных стальных перемычек между внутренней и внешней сторонами теплообменника.
  • Монтаж соединений для подачи воды.
  • Монтаж дверей агрегата с асбестовой прослойкой для теплоизоляции.
  • Укладка шамотного кирпича в зоне дожига.
  • Монтаж регулируемых ножек для балансировки котла.
  • Шлифовка поверхности агрегата.
  • Покрытие жаропрочной краской.
  • Установка дымососа или насоса для воздуха.
  • Монтаж температурного датчика или автоматики.

Количество операций может уменьшаться или увеличиваться в зависимости от предъявляемых требований.

Подключение к системе отопления

Пиролизный котёл длительного горения может подсоединяться к естественной и принудительной системам отопления. В первом случае требуется тщательно выверять наклон труб. Во втором — определить мощность насоса для нагнетания водяного потока.

Важно! Наладьте подмес горячей воды с выхода на вход, так, чтобы при поступлении в теплообменник температура жидкости не опускалась ниже 60 °C. В противном случае возникает риск коррозии устройства.

Порядок подсоединения котла к системе отопления включает:


  1. фото 9 Заполнение системы теплоносителем.
  2. Подключение к сети насоса для воздуха.
  3. Загрузку топлива в камеру и розжиг.
  4. Регулирование подачи воздуха в секцию дожига.

В зависимости от объёма подаваемого воздуха меняется интенсивность сгорания газов и температура нагрева теплоносителя.

Поэтому необходимо отрегулировать работу котла так, чтобы топливо сгорало полностью.

Сложности

Герметичность — одна из главных сложностей, которая возникает при строительстве пиролизного котла своими руками. Поэтому её проверяют дважды.

Первый раз это происходит, когда все основные узлы котла сварены, но его внутренняя часть ещё открыта. Отверстия для теплоносителя блокируются заглушками наглухо и в котёл набирается вода. На месте, где зафиксирована протечка, делается метка. Затем эту часть переваривают заново.

Второй раз котёл проверяют, когда полностью собрана вся система. Для этого наряду с водой используют опрессовщик, который нагнетает давление в 3–4 бара, которое не должно резко падать. Если оно сохраняется на стабильном уровне, то агрегат герметичен.

Полезное видео


В видео можно ознакомиться с тем, как работает самодельный пиролизный котел после подключения.

Как сделать работу оборудования максимально эффективной?

Эффективность пиролизного котла длительного горения напрямую зависит от правил использования.

фото 10

Нарушения в функционировании агрегата можно определить по идущему из трубы дыму серого цвета с сильным запахом.

Это может быть признаком того, что топливо сгорает не полностью. Чтобы решить эту проблему, нужно отрегулировать подачу воздуха с помощью насоса (дутьевого вентилятора) или дымососа.

Для более детального мониторинга на приборе дополнительно устанавливается автоматическая группа. Она позволяет своевременно регулировать работу устройства и обеспечивает безопасность при его эксплуатации.

Для полной гарантии эффективной работы пиролизного котла длительного горения необходимо периодически проводить его техническое обслуживание, включая диагностику, чистку, а также замену узлов и элементов агрегата.

Исходные данные для вычислений


Существенное понижение цены самодельного агрегата достигается за счет правильного подбора и закупки материалов и комплектующих. Это можно осуществить как с помощью опытного мастера, так и самостоятельно, имея в своем распоряжении чертеж пиролизного котла. По нему определяется количество и номенклатура материалов с таким расчетом, чтобы не покупать их с большим запасом. Дополнительно сэкономить средства позволяет и самостоятельное выполнение работ, единственное условие – умение производить заготовительные и сварочные работы на высоком уровне. Водяная рубашка установки представляет собой сосуд, работающий под давлением, поэтому качество сварных швов должно быть высоким.

Перед тем как сделать пиролизный котел, нужно выяснить, какими должны быть его параметры. Главный из них – тепловая мощность, необходимая для отопления дома. Ее можно высчитать по общей площади всех этажей здания по принципу: на каждые 10 м2 потребно 1 кВт тепловой энергии. Полученное значение умножается на коэффициент запаса, согласно нормативной документации он составляет 1.2. В реальной жизни лучше принимать коэффициент не менее 1.5, поскольку дрова разных пород имеет различную теплоту сгорания.

Пиролизные установки работают по одному принципу: газы, выделяющиеся из древесины при горении в топке, дожигаются во вторичной камере. А вот компоновка камер и расположение прочих элементов конструкции может быть разным, примеры конструктивных схем можно увидеть на рисунке.

Схема пиролизного котла

Конструктивные особенности


Чаще всего конструкция пиролизного котла, сделанного своими руками, предполагает устройство верхней топки, под которой находится вторичная камера. Такая компоновка наиболее проста в изготовлении и хорошо зарекомендовала себя на практике. Топка и камера сжигания газов облицованы изнутри огнеупорным кирпичом. Воздух подается принудительно вентилятором – нагнетателем через специальные отверстия, между камерами выполнен щелевидный проем, называемый рабочей форсункой. Габаритные размеры проема определяются мощностью установки.

Пиролизный газогенератор

Факел пламени из форсунки нагревает днище камеры, под которым находится водяная рубашка. Нагретая вода поднимается и омывает дымогарные трубы теплообменника, по которым уходят продукты сгорания. Таким образом, схема пиролизного котла данной конструкции предусматривает двойной подогрев теплоносителя.

Для розжига дров в задней стенке топки устанавливается клапан прямой тяги, открываемый вручную с помощью рукоятки, вынесенной наружу корпуса. После того как топливо разгорелось, заслонку клапана закрывают, включают нагнетатель, и установка переходит в рабочий режим. Чтобы вся система работала устойчиво и эффективно, вначале потребуется сделать расчет пиролизного котла. Исходить надо из потребной тепловой мощности агрегата.

Пиролизный котел своими руками сделать не так просто, как кажется на первый взгляд. Если разобраться в том, что такое пиролизный котёл, становится понятно, почему. Мало спаять электронную схему управления (или купить от промышленного образца, например от vitoligno-100-s).

чертежи пиролизных котлов Viessmann на 25 - 40 кВт

Чертежи пиролизных котлов предполагают не только сварку жаропрочного железа или легированной стали (особой нержавейки) толщиной более 8 мм.

легенда чертежа схемы пиролизного котла viessmann

Качество самодельной газогенераторной установки может быть недостаточно для стабильного контролируемого процесса пиролиза (выделения газа).

Для пиролизного горения необходимо создать особые очень стабильные условия: температура подогрева дров с учётом их влажности (вода, испаряется из дров и уносит с собой огромное количество энергии), контролируемый доступ воздуха…  Все пиролизные котлы имеют приточный, а лучше вытяжной вентилятор и поэтому горение зависит от электроэнергии, работа без вентилятора невозможна, так как дым движется сверху вниз — естественной тяги быть не может, поэтому стоит заранее запастись источником бесперебойного питания UPS. Электроника обеспечивает компромисс между недостатком воздуха (кислорода) для выделения газа и повышенной температурой пиролизного горения, иначе исчезает пиролиз и котёл превратится в простой на дровах. Разработчики из Viessmann добились в своих  котлах  Vitolig 200 возможности регулирования мощности от 50 до 100%  что само по себе уже является большим достижением при помощи мощного вытяжного вентилятора с плавным (точным) регулированием частоты вращения. Возможности современных материалов теплоизоляции котла с такой высокой температурой не позволяют получить тепла от экономного варианта пиролизного котла меньше чем 13 кВт. А если столько не надо,  используются аккумуляторы тепла на воде, чтобы дрова не довели котёл до кипения. Самостоятельное изготовление котла возможно, но не факт, что он сможет работать на высоком КПД из котлов этого же класса промышленного образца. Определить качество любого пиролизного котла можно по дыму в дымоходе. Если дым не имеет запаха неприятного угарного газа на всём рабочем диапазоне мощностей, этот котёл с максимально возможным КПД для этого класса устройств. Завышенные требования экологической чистоты воздуха в Германии не позволяют производить пиролизные котлы с низким КПД или нестабильного горения.

размеры указанные в чертеже пиролизного котла viessmann

Конструкция (устройство) котла имеет ряд материалов, сделанных по технологиям из разных областей техники. Каналы первичного воздуха должны быть сделаны из жаропрочной стали или из огнеупорной глины (лучше из глины — шамота). Форсунка камеры сгорания керамическая , а лучше из карбида кремния без примесей. Асбестовый канат для уплотнения щелей дверц.

Это продиктовано условиями процесса пиролиза при температуре более высокой, чем обычное сгорание дров. Мало того, влажные дрова могут не довести котёл до режима эффективной работы — генерации газа.

Пиролиз при определённых условиях возникает и в моём закрытом камине. Выглядит это так: при высокой температуре в топке из торца полена начинает интенсивно выдуваться струя пламени голубого оттенка (как у газовой конфорки), а полено не горит, нет – оно тает, на глазах уменьшаясь в размере!

Описание конструкции пиролизного котла:

A  – Теплообменник с трубчатым щитком
B   – Загрузочная камера для дров
C   – Отверстия для первичного воздуха (воздух тления дров)
D   – Контроллер vitotronic 100
E   – Заслонка для вторичного воздуха (воздух горения газа)
F   – Заслонка для первичного воздуха
G   —  Отверстие для удаления золы и чистки
H   —  Канал сгорания из шамота (исключительное качество горения)
K   —  Подача вторичного воздуха
L   —  Камера сгорания из карбида кремния (долговечность и надёжность)принципиальная схема конструкции пиролизного котла устройство

Схема пиролизного котла для отопления столярных цехов, столярных мастерских,столярок, помещений для обработки дерева, для систем сушки древесины, сушильных камер:

чертежи мощных пиролизных котлов для отопления столярок, столярных цеховРуководство по установке пиролизного газогенераторного котла Vitoligno-s.

Кроме котла также важно помещение, отведенное под котельную, поэтому разумно ознакомиться с требованиями к котельным на котлах на твёрдом топливе.

Как уже упоминалось, найти подробную схему котла можно в интернете, правда, если вы инженер-теплотехник, то вполне реально разработать ее самостоятельно. Мы же сейчас рассмотрим основные элементы. Такое отопительное оборудование состоит из корпуса, в котором располагаются дверца загрузки и крышка зольника. Еще не забудьте про контроллер контура и патрубок для аварийной линии. В защитный теплообменник необходимо обеспечить подвод холодной и горячей воды. Также следует собрать патрубок опорожнения с расширительным бачком и обеспечить обратную магистраль контура.

Собрать самодельный пиролизный котел из второго комплекта расходных материалов (с участием бочки) намного проще, правда, значительно уступать будут и его параметры. Все зависит от поставленных целей, например, для утилизации древесных отходов он станет незаменим. В верхней части бочки делается отверстие и вваривается труба-дымоход. Второй же полый элемент приваривается к центру поршня, при этом в крышке следует вырезать отверстие, чтобы обеспечить выход краю воздуховодной трубы.

Фото сборки самодельного пиролизного котла, otoplenie-gid.ru

В верхней части воздуховода устанавливается заслонка, с ее помощью можно регулировать количество поступаемого воздуха, а следовательно, и процесс горения. На поршне не помешают и дополнительные ребра, так получится лучше утрамбовать горючую смесь. Эксплуатация подобного оборудования очень проста, нужно всего-то засыпать топливный материал на дно бочки, поджечь его и закрыть емкость крышкой с поршнем, который будет плавно двигаться вниз под собственным весом.

Очень важно определить КПД оборудования, причем делать это следует еще на этапе пробного запуска при максимальной мощности. Достаточно обратить внимание на дым. Он не должен иметь неприятного запаха.


Использованные источники

  1. ogon.guru/otoplenie/kotli/piroliznie/dlitelnogo-goreniya.html
  2. cotlix.com/piroliznye-kotly-svoimi-rukami-konstruktivnye-osobennosti
  3. profik.com.ua/oborudovanie-viessmann-2/piroliznyj-kotel-svoimi-rukami-chertezhi-piroliznyx-kotlov-samodelnye-gazogeneratornye-ustanovki/
  4. remoskop.ru/piroliznyj-kotel-svoimi-rukami-princip-raboty.html
  5. forumhouse.ru/threads/293487/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.