Пиролизный котел отопления своими руками. Пиролизный котел - понятие, принцип работы, схемы, стоит ли что-то делать самостоятельно

К сожалению, процесс «газификации всея Руси» пока еще далек от завершения. Установка же в частном доме теплогенератора, работающего от электрической сети – вариант не из дешевых, учитывая существующие тарифы на эл/энергию и их бесконечный рост. Наверное, в основном по этой причине не падает популярность котлов твердотопливных, одной из разновидностей которых являются пиролизные модели (другое название – газогенераторные).

Как и из чего своими руками собрать пиролизный котёл для бытового использования своими руками – тема предлагаемой статьи-инструкции.

Принцип работы пиролизных котлов

Высокая эффективность, следовательно, экономичный расход топлива в подобных установках достигается разделением камеры сгорания на 2 отсека. Конструктивных исполнений пиролизных печей несколько. Например, такое.

Верхняя камера. В нее производится загрузка топлива и его горение. Особенность в том, что необходимо обеспечить недостаток кислорода. При таком условии замедляется процесс разложения продукта, а по сути, происходит лишь его обугливание (экономичность расходования!) и инициируется повышенное газообразование. Собственно, это и есть то, что называется пиролизом.

Нижняя камера. В нее поступают летучие вещества из 1-го отсека, которые за счет дополнительной подачи воздуха сгорают, выделяя тепло. Лишь незначительная часть его тратится на поддержание процесса пиролиза, а все остальное идет на нагрев теплоносителя.

Как это реализуется практически в такой модели, если газы по определению устремляются вверх? В пиролизных котлах обязательным конструктивным элементом является нагнетатель воздуха (дутьевой вентилятор, дымосос – названия встречаются разные, но суть одна).

Рисунок хорошо иллюстрирует основные рабочие циклы пиролизного котла.

В некоторых моделях камеры располагаются на одном уровне.

Собственно, дело не в инженерном решении, а в сборке установки, в которой можно реализовать пиролизный процесс, то есть обеспечить длительное горение топлива. А выбор конкретной схемы – на усмотрение мастера.

Особенности изготовления пиролизного котла

Материалы

Корпус пиролизного котла лучше делать из листовой стали (от 2 мм, в зависимости от расчетной мощности). Модели котлов, которые собираются из толстостенной трубы, вряд ли подходят для . В основном такими установками обогреваются различные подсобки, гаражи или времянки.

Более габаритные пиролизные котлы монтируются по образцу большинства теплогенераторов – прямоугольной формы. В некоторых случаях, если модель мощная, ее стенки (изнутри) целесообразно выложить шамотным кирпичом.

Размеры пиролизных котлов

Один из самых интересных и «таинственных» вопросов по данной теме. Все расчеты делаются применительно к конкретному дому, его отопительной системе, со всеми ее нюансами, схемами и так далее. Автор не будет приводить математических выкладок и просит поверить на слово. Проектирование пиролизного котла лучше поручить специалисту. Разработка документации стоит денег, но в любом случае это обойдется дешевле приобретения установки промышленного изготовления.

А если учесть, что ошибки в расчетах повлекут дополнительные расходы (и весьма ощутимые), связанные с разного рода переделками и модернизациями, то целесообразность именно такого решения более чем очевидна.

Основные инженерные решения

Специфика эксплуатации пиролизных котлов

Без знания некоторых нюансов использования такого оборудования приниматься за изготовление подобной модели теплогенератора не имеет смысла.

Довольно «жесткие» критерии влажности сжигаемого топлива. Например, для дров максимальное значение – 33±2%. С чем это связано? Повышение температуры инициирует испарение влаги, содержащейся в продукте. Естественно, пар начнет смешиваться с пиролизными газами и негативно влиять на интенсивность процесса горения. Применение влажного топлива резко снижает КПД установки.

Не все разновидности твердого топлива подходят для сжигания в пиролизных котлах. С учетом специфики их работы, можно использовать лишь материалы, характеризующиеся высоким газообразованием при сгорании. Недостаток летучих веществ сказывается на эффективности эксплуатации пиролизных моделей. Проще говоря, дров расходуется много, а толк минимальный.

Для отопления дома таким котлом целесообразно использовать сухую древесину и ее отходы, пеллеты, брикеты, уголь (но только бурый). Внесение отдельных конструктивных доработок в схему пиролизного котла позволяет топить коксом и некоторыми марками угля каменного (например, «Орех1»).

В заключение можно указать, что самая дешевая модель (причем небольшой мощности) стоит в пределах 48 000 рублей. В заключение можно указать, что самая дешевая модель (причем небольшой мощности) стоит в пределах 48 000 рублей. И еще не факт, что такой пиролизная установка полностью устроит хозяина. Например, габаритами в соответствие с выбранным местом для монтажа. Если подумать, то изготовление пиролизного котла своими руками, по индивидуальным чертежам – неплохое решение проблемы отопления частного дома, особенно если невозможно его подключение к магистрали газоснабжения.

Отсутствие в доме топки для угля или электроэнергии всегда можно компенсировать при помощи натурального природного топлива - дров. Более того, этот ресурс будет ощутимо более дешевым по сравнению с дорогостоящим природным газом. Именно поэтому многие хозяева сегодня отказываются от современных способов отопления и ищут альтернативные тепловые источники. В этих случаях на помощь может прийти такая конструкция, как пиролизный котел. Своими руками изготовить подобное оборудование вполне реально, но для начала следует более подробно рассмотреть, что собой представляет это устройство и как оно работает.

Общее понятие о пиролизе

Принцип пиролизного котла состоит в тепловом разложении веществ, имеющих сложный химический состав, при этом не вступающих в соединения с какими-либо иными реагентами. Это значит, что происходит расщепление молекул конкретного элемента на более легкие и элементарные части. Именно такое явление и именуется пиролизом.

Такая схема является широко применимой в тех частных домах, где нет стационарного отопления. Стоит отметить, что чистый пиролиз отличается тем, что распад топлива на элементы проходит без доступа кислорода в особом сосуде, а затем полученные газы поступают в накопитель и при необходимости используются.

Большим преимуществом таких установок является то, что добавлять материалы для горения можно прямо в процессе работы устройства. Кроме того, это оборудование способно функционировать на любом твердом топливе и поддерживать желаемую температуру на протяжении довольно долгого промежутка времени.

Конструкция котла пиролизного горения

В таких аппаратах топка состоит из двух частей. Первая представляет собой камеру загрузки - здесь при малом объеме кислорода топливо горит и пиролизуется, а все выделенные в процессе газы догорают уже во второй части устройства, именуемой камерой сгорания. Туда попадает уже вторичный воздух, а отвод тепла является очень незначительным.

Пиролизный котел отличается еще и тем, что разделение двух его частей выполнено при помощи колосника, покрытого брикетами. Попадающий внутрь воздух проходит сквозь дерево сверху вниз, и именно такое свойство отличает это оборудование от других бытовых нагревательных приборов.

Подобные котлы имеют высокое сопротивление аэродинамики, что делает необходимым наличие принудительной тяги, которая иногда осуществляется и с помощью специального дымососа, а не стандартного в таких случаях вентилятора.

Принцип работы пиролизного котла

Как известно, котлы пиролизного горения работают по принципу, согласно которому древесина разлагается под воздействием высокой температуры, превращаясь в итоге в уголь (твердый остаток) и летучую смесь.

Вследствие процесса, происходящего в загрузочной камере, происходит выделение генераторного газа, который, проходя через сопло котла, взаимодействует со вторичным воздухом и сгорает. Температура при этом равна 1200 °C. Полученная в результате выделения летучая смесь пересекает конвективную часть теплообменника, отдавая свою основную энергию, а после выводится через дымоход прибора.

Обе внутренние камеры этого оборудования покрыты специальной футеровкой, препятствующей проникновению огня. Это дает возможность увеличить температуру внутри аппарата и создать максимально благоприятные и эффективные условия горения древесины.

Достоинства котла на дровах

Изготавливая пиролизный важно помнить об основных достоинствах этого оборудования, выгодно отличающих его от схожих аппаратов, применяемых для отопления.

Большой объем загрузочной камеры и высокая эффективность делают возможным поддержку заданной температуры на протяжении довольно длительного периода времени по сравнению с традиционными приборами. Встречаются модели, которые вполне способны работать 24 часа всего лишь с одной закладкой топлива.

Пиролизные котлы практически не нуждаются в чистке, так как в процессе сгорания не образуется сажи, а объем получаемой золы является минимальным.

Продукты сгорания в этом оборудовании являются менее вредными для здоровья, если сравнивать этот показатель с иными приборами, поскольку количество веществ на канцерогенной основе в них существенно меньше. Смесь, получаемая на выходе, большей частью состоит из углекислого газа и водяного пара, что вряд ли может быть опасным для здоровья человека.

Еще одно неоспоримое преимущество, которым обладает пиролизный котел для дома, - это возможность регулировать мощность в весьма больших пределах (от 30 до 100%). Кроме того, такое устройство имеет функцию утилизации отходов без загрязнения воздуха, что положительно сказывается на экологической обстановке и микроклимате в помещении.

Топливо, применяемое для котлов пиролизного горения

Оптимальное топливо, используемое для такого оборудования, - это древесина, имеющая длину около 400-450 мм и диаметр от 100 до 250 мм. Вместе с цельными бревнами можно сжигать и опилки, но такими отходами не стоит занимать больше 30% объема камеры загрузки.

Правильнее всего будет применять тот материал, показатель влажности которого не превышает 40%. Это не только сделает работу аппарата более эффективной, но и продлит его эксплуатационный срок. Подобные защитные меры легко объяснить: 1 кг древесины, имеющей влажность 20%, выделяет энергию 4 кВт/час, а при влажности расходных материалов 50% этот же объем сможет обеспечить лишь 2 кВт/час.

Из этого следует, что теплота и эффективность сгорания топлива напрямую зависят от количества содержащейся в нем воды: чем ее больше, тем хуже будет результат. Поэтому непосредственно перед загрузкой древесины важно убедиться в том, что она хорошо просушена и не содержит в себе излишков влаги.

Схемы создания пиролизного котла

Чтобы понять, какое количество материала нужно использовать при монтаже, рекомендуется обратиться за помощью к специальным схемам по устройству такого оборудования. Различные чертежи пиролизного котла всегда можно найти у специалистов, занимающихся подобными работами.

Так, схема этого аппарата, как правило, отображает место расположения топки, теплообменника, а также тот участок, куда будет подаваться вода.

Очень важно правильно соединить все детали котла в соответствии с чертежом, чтобы вся конструкция работала исправно и надежно. Не стоит забывать, что теплоносителем выступает воздух, который сможет без лишних затрат прогреть помещение. Этот факт позволяет сэкономить значительную часть финансовых средств, расходуемых на отопление, особенно по сравнению с другими конструкциями подобного назначения.

Инструменты для изготовления пиролизного котла

Для самостоятельного создания этого оборудования требуется иметь в наличии определенный набор вспомогательных материалов. Кроме того, необходимо собрать максимум информации о процессе работы, начиная с расходных элементов и заканчивая сборкой. После этого требуется грамотно рассчитать все параметры, чтобы определиться с тем, каким должен быть оптимальный тип горения, подходящий для конкретного помещения, так как их может быть два: либо со щелевой горелкой, либо на колосниках. Все необходимые для монтажа материалы всегда можно приобрести в специализированных строительных магазинах, поскольку на сегодняшний день проблем с выбором возникнуть не должно.

Так, изготовление пиролизного котла требует наличия следующих инструментов:

стальной лист толщиной 4 мм;
железная труба с таким же параметром;
набор электродов;
круглый прут диаметром 20 мм;
несколько труб профильного типа;
приборы, регулирующие температуру;
образца;
шнур из асбеста;
шамотный кирпич;
болты и гайки, выступающие в качестве крепежного материала.

Собственноручная сборка пиролизного котла

Алгоритм действий при самостоятельном изготовлении такого оборудования обязательно должен опираться на чертеж пиролизного Процесс сборки этого устройства проходит в несколько этапов:

В первую очередь необходимо разрезать стальные листы и трубы, создав из них заготовки для корпуса котла, его топки и охладителя. При этом важно не забыть обработать края материала с помощью и наметить участки для сварки.
После этого следует подготовить весь инструмент, требуемый для сборки прибора.
Затем можно начинать процедуру создания корпуса. Проходит она по следующему принципу: торцевая стенка укладывается на сварочный стол, после чего к ней посредством точечных швов прикрепляются удерживаемые распорками боковые грани, крышка и дно.
Далее должен идти процесс установки топки котла, которая внутри всей системы представлена в виде горизонтальных полок, накрытых Также к ней крепится горловой патрубок, выполняющий функцию отвода олефинов.
После этого необходимо начинать сборку колонн фильтрации и газового охлаждения, которые идут сквозь корпус печи и немного выступают за ее пределы. В их основе лежат трубы, установленные в заранее проделанных в корпусе отверстиях.
Затем следует произвести устройство второй камеры котла, которая должна быть связана с колонной охлаждения. На этом же этапе можно установить и вторую, параллельную корпусу стенку, чтобы наладить отопление. От первой она отделяется посредством перегородки.
Продолжается процесс сборки монтажом воздухообменника и дымоходного патрубка.
Последний шаг - это установка последней (лицевой) стенки корпуса, оснащенной дверцами и поддувалами.

Этот способ того, как изготовить пиролизный котел своими руками, является самым проверенным и надежным, он отличается быстротой и относительной простотой работы.

Можно ли изготовить печь из баллона?

Зачастую хозяева, не имея под рукой необходимых материалов для сборки, решаются на конструирование котла из подручных средств. Особенно пристальное внимание уделяется емкости для сжиженного газа, обладающей округлой формой и подходящей по размеру. Кроме того, толщина стенок такого сосуда соответствует нужным параметрам.

Тем не менее изготавливать пиролизный котел из газового баллона не рекомендуется. Связано это в первую очередь с тем, что корпус такого аппарата состоит из стандартной стали, плохо переносящей жар и иные химические воздействия даже при условиях комнатной температуры.

Однако не стоит полностью отказываться от баллона, поскольку он может сыграть роль накопителя горячей воды в небольшом частном доме, кроме того, благодаря своему небольшому размеру нагрев будет выполняться быстро, а его форма позволит надолго удержать тепло даже при использовании самой простой изоляции. Но если вы решите использовать такой баллон, чертежи пиролизного котла будут совершенно лишними - от его установки тогда лучше отказаться.

Необходимые условия эксплуатации

Работа пиролизного котла, как и любого другого устройства, функционирующего при воздействии огня, безусловно, связана с некоторым риском. Поэтому важно не только правильно оборудовать всю систему, но и позаботиться о правилах соблюдения техники безопасности.

Так, изготавливая пиролизный котел своими руками, нужно принимать во внимание следующие моменты:

установка должна выполняться исключительно в нежилом помещении;
желательно, чтобы основание под котлом было выполнено из бетона или кирпича во избежание чрезмерного нагрева покрытия;
аппарат следует располагать так, чтобы он находился не ближе 30 см от стен и предметов в помещении;
комнату с котлом важно обеспечить качественной вентиляцией, чтобы выделяемые в процессе работы испарения выходили наружу.

Кроме того, важно помнить еще об одном: по окончании установки оборудования крайне важно утеплить его дымоход при помощи минеральной ваты для того, чтобы изнутри трубы не скапливались смолы и конденсат.

Альтернатива пиролизному котлу

Несмотря на четко регламентированный способ изготовления такого устройства, некоторые хозяева нашли способы того, как сделать его при помощи иных материалов.

По мнению многих, конструировать котел, имеющий мощность менее 15 кВт, не имеет смысла. Но иногда такие массивные образцы создавать не хочется, особенно в том случае, если площадь помещения является небольшой. Именно для этих целей и существует вариант создания пиролизной печи, схожей по своим свойствам и внешним характеристикам с котлом. Беспокоиться по поводу функционирования такого оборудования не стоит, так как принцип горения топлива в нем является аналогичным.

Для изготовления этого образца понадобится следующий ряд материалов:

шамотный кирпич;
вентилятор;
лист стали толщиной приблизительно 4 мм;
кирпич из керамики;
дверцы, используемые для поддува и камеры сгорания;
колосники из чугуна;
терморегулятор рычажного типа.

Такая печь является альтернативой стандартному котлу пиролизного горения и полностью подходит для монтажа в любом помещении. При желании сэкономить финансовые средства подобный аппарат станет незаменимым и даст возможность качественно и долго отапливать всю постройку.

Пиролизный котел своими руками изготовленный из подручных материалов — является отличной альтернативой газового, электрического либо угольного отопления. Ведь в отличии от постоянно дорожающих тарифах на энергию, дрова всегда были и будут сравнительно недорогим и безопасным видом топлива. Как изготовить и установить, либо перевести свой частный дом на пиролизное отопление читайте далее в нашей статье.

Описание и принцип работы пиролизного котла

Пиролизный котел — это один из видов источников отопления жилого дома. В качестве топлива для него можно использовать:

Обычные дровf (различных пород древесины);
Прессованный брикет;
Отходы пиломатериалов;
Древесные опилки (прессованные и рассыпные).

Их использование довольно популярно во многих Российских регионах, ими все чаще заменяют обычный дровяные котлы.

Несмотря на схожесть с привычным твердотопливным котлом, принцип действия пиролизного немного отличается. Чем же они так популярны и хороши, а так же можно ли изготовить пиролизный котел своими руками, давайте попробуем разобраться.

Конструкция котла довольна проста, делится она на две камеры:

Камера загрузки и горения дров, где происходит их пиролизация;
Камера сжигание пиролизационных газов.

Обе камеры разделены колосником, на котором сверху располагаются дрова. Движение воздуха в камере происходит сверху вниз. Такой способ двухкомпонентного разложения дров является более эффективным, хотя встречаются пиролизные котлы с располагающейся камерой сжигания газов сверху.

Пиролизный котел длительного горения — принцип работы сжигания топлива

Работает такой котел по принципу пиролизного сжигания топлива. По другому процесс можно назвать сухой перегонкой. При температуре в камере парой достигающей 800°-900°С , испытывая недостаток кислорода, происходит термическое разложение дров на: уголь и пиролизный газ.

Из первой камеры образовавшийся газ поступает в другую, где он воспламеняется смешавшись с кислородом доводя температуру к 1100°-1200°С .
Сгораемые газы нагревают теплообменник, откуда горячая вода дальше поступает в отопительную систему, а продукты горения газа выходят через дымоход.

Таким образом можно сказать, что основная энергия для теплоносителя получается не при горении дров, а при сжигании их газов.

Пиролизный котел: преимущества и недостатки

Очевидные плюсы:

Увеличенная камера загрузки для топлива;
Высокий КПД , позволяющий дольше поддерживать заданный температурный режим;
На одной загрузке топлива способны работать до 24 часов;
Возможность регулировки мощности от 40 до 100% ;
При сжигании не образуется сажа, только зола да и то в минимальном количестве.

Недостатки:

Классический недостаток — высокая стоимость котла. Изготовить пиролизный котел своими руками решает эту проблему;
Требуется принудительная тяга, вследствие чего возникает необходимость в постоянном подключении к электроэнергии;
Внушительные габариты конструкции;
Обязательное использование сухой древесины. Добиться эффективного процесса пиролиза с топливом с повышенной влажностью невозможно. Содержание влаги, существенно снижает КПД .

Высокая стоимость на энергоносители, а так же на сам котел (самая простая модель от отечественного производителя не менее 1000$ ), не мешает ему набирать все большую и большую популярность у населения.

В интернете полно чертежей по которым не сложно изготовить данную конструкцию самостоятельно.

Итак, что нужно для того чтобы изготовить пиролизный котел своими руками?

Перед тем, как приступить к работам важно правильно все рассчитать, от толщины стенок котла до вида колосниковых решеток. Собрать всю необходимую информацию о чертежах, важных узлах конструкции, приобрести хотя бы минимальный опыт в сварке металлических изделий.

Необходимый инструмент

Сварочный аппарат, предпочтительно с постоянным током.
Электрическая дрель;
Болгарка с насадками для резки и шлифовки металла.

Необходимые материалы

Для внутренних стенок котла листы металла толщиной 5 мм., для корпуса 3 мм. Общая площадь листов 8 м².;
Труба Ø 57 мм., толщина 3 мм. длина 5-7 м.;
Труба Ø 159 мм., толщина 4,5 мм., длина 50 см.;
Шамотный кирпич, 10-12 шт. Труба Ø 32 мм., толщина 3 мм., длина 1 м.;
Профильная труба 60х80 толщина 2 мм., длина 2 м.;
Стольные полосы, ширина 20 мм., толщина 6 мм., длина 7 м.;
Вентилятор для создания тяги;
Датчик измерения температуры

Чертежи пиролизного котла

При желании конструкцию предложенных чертеже можно незначительно изменить, но делать это можно при наличии необходимых инженерных навыков.

После того, как вы закончили сбор пиролизный котла по схеме, предстоит его установить и приступить к испытанию. Если все сделано верно, температура должна быстро выходить на заданный режим.

Требование противопожарной безопасности

Несоблюдение правил пожарной безопасности при установке котла может привести к пожару, к тому же это ставит под угрозу здоровье и жизнь вашей семьи.

Основные правила которые требуется учесть:

Устанавливаться котел, должен в специально отведенном для этого месте (котельная);
Под основанием котла должна быть вымощена площадка из кирпича либо залита бетоном;
Расстояние между котлом и стенами не должно быть меньше 30 см. Окружающие котел стены должны быть обшиты листами металла;
Обязательное наличие вентиляционного отверстия в котельной, для постоянного притока свежего воздуха.

Важно! Утепленный дымоход предотвратит образование на его стенках конденсата, что увеличит эксплуатационный срок службы трубы.

Принцип работы пиролизного котла:

Пиролизный котел своими руками сложная, но вполне выполнимая задача, которая позволит сэкономить существенную сумму. Котел изготовленный из качественного металла будет радовать вас своим теплом долгие годы.

Из всех видов отопительных установок, работающих на твердом топливе, наиболее эффективными считаются агрегаты, в которых при сжигании дров или угля происходит пиролиз. Это процесс дожигания газов, выделяющихся из дров или угля при их тлении, что позволяет передавать теплоносителю почти всю энергию сгорания топлива. Данный принцип использует схема пиролизного котла, в которой реализовано выделение горючего газа из топлива и его последующее сжигание.

Конструкция и компоновка элементов установки

В отличие от классических твердотопливных установок устройство пиролизных котлов длительного горения предусматривает две камеры сгорания вместо традиционной топки. В первой камере осуществляется медленное горение за счет недостаточного количества воздуха. При этом топливо начинает выделять так называемый пиролизный газ, перетекающий во вторичную камеру вместе с продуктами сгорания. Туда же подается достаточное количество воздуха, вследствие чего газ воспламеняется и сгорает, нагревая водяную рубашку агрегата.

Расположение двух камер может быть различным, поскольку отопительные котлы пиролизного типа могут работать как на естественной тяге дымохода, так и с помощью принудительной подачи воздуха вентилятором. В установках, использующих естественную тягу, вторичная камера расположена над первичной и воздух проходит через топливо снизу вверх. При искусственно создаваемой тяге главная топка, наоборот, находится над камерой дожига и поток воздуха направлен сверху вниз. Это отражают представленные ниже схемы устройства пиролизных котлов с различной компоновкой камер.

Способы подачи воздуха для горения

К высоте и диаметру дымохода предъявляются повышенные требования, когда схема подачи воздуха в пиролизном котле предполагает использование обычной тяги. Ее должно хватать на преодоление сопротивления газовоздушного тракта установки и дымоходной трубы, а также на создание разрежения в топке величиной 16-20 Па. Подобрать диаметр можно по выходному патрубку, а высота должна быть не менее 5-6 м.

Принудительная подача воздуха в обе камеры может осуществляться тремя способами:

Обычно схема пиролизного котла, предусматривает установку вентилятора в режиме нагнетания. Это объясняется тем, что обычный нагнетатель по стоимости доступнее чем дымосос, так как последний должен вытягивать отходящие газы с высокой температурой. По этой причине его конструктивные элементы стоят дороже.

Ведущие производители пиролизных котлов устанавливают на свои изделия дымососы на выходе продуктов горения. Причина – обеспечение безопасности для человека, открывшего дверцу топки в рабочем режиме. Дымосос создает разрежение, поэтому пламя не полыхнет через открытый проем человеку в лицо.

При большой мощности установки производителями применяются вентиляторы для котлов обоих типов, на входе и выходе газовоздушного тракта.

Для того, чтобы понять, как работает пиролизный котел, рекомендуем посмотреть следующее видео.

Изготовление пиролизного котла

Эффективность этого вида установок на дровах стала причиной их популярности у мастеров, которые могут изготавливать твердотопливные котлы пиролизного типа собственными силами из имеющихся материалов. Процесс этот достаточно трудоемкий и требующий навыков выполнения слесарных и сварочных работ, некоторого минимума инструментов и оборудования:

аппарат для электросварки;
угловая шлифовальная машина;
дрель электрическая;
набор слесарных инструментов.

Если имеются навыки, инструменты и большое желание, то можно изготовить агрегат, используя следующий чертеж пиролизного котла на естественной тяге:

1 – воздушный канал; 2 – дверца для загрузки топлива; 3 – дверца вторичной камеры; 4 – заслонка прямой тяги; 5 – первичная камера; 6 – верхняя крышка; 7 – входной канал для подачи воздуха; 8 – воздушная заслонка; 9 – патрубок для группы безопасности; 10 – вторичная камера дожигания; 11 – патрубок присоединения дымохода; 12 – форсунка; 13 – жаротрубный теплообменник.

Материалом для изготовления камер может служить жаропрочная легированная сталь, но это дорогой материал, поэтому мастера берут простую углеродистую сталь толщиной 5 мм. Для защиты ее от высокой температуры в нижней части топки выполняется футеровка пиролизного котла огнеупорным кирпичом. Им же нужно защитить днище вторичной камеры, куда направлен факел пламени. Для обшивки водяной рубашки применяется листовой металл толщиной 3 мм, его приваривают к ребрам жесткости из полосовой стали. Из такого же металла изготавливают дверцы, крышку и обрамление проемов.

Передачу тепла от дымовых газов устройство котла предусматривает через жаротрубный теплообменник, находящийся внутри водяной рубашки. Для его изготовления подойдут бесшовные стальные трубы из углеродистой стали наружным диаметров 48 или 57 мм. Количество труб следует подобрать по необходимой площади поверхности теплообмена, для чего выполняется расчет пиролизного котла.

Учитывая, что топливо в пиролизных агрегатах горит долго (до 12 часов) и продуктивно, некоторые владельцы классических установок прямого горения задумываются о том, можно ли их модернизировать. Такая переделка твердотопливного котла в пиролизный возможна, но при условии, что топка агрегата сделана из металла, а не чугуна. Колосниковая решетка убирается и с помощью электросварки на ее месте закрепляется перегородка, разделяющая главную топку и зольник, который будет выполнять роль вторичной камеры. Между ними устанавливается форсунка. Кроме этого, понадобится организовать подачу воздуха в обе камеры, надо изготовить воздушные каналы и установить их, как показано на чертеже.

Как правило, переделка котла в пиролизный происходит не на заводских агрегатах, а на самодельных, это расширяет возможности для усовершенствования конструкции. Можно менять проходное сечение форсунки, размеры обеих камер или площади поверхностного теплообмена, добиваясь наилучших показателей длительности горения и повышения КПД установки.

Расчет пиролизного котла

Расчет начинается с определения величины температурного напора, ºС:

Ƭ= (∆Т — ∆t) / ln (∆Т / ∆t)

В этой формуле:

∆Т – перепад температур продуктов сгорания перед теплообменником и после него;
∆t – разница между температурами в трубопроводах подачи и возврата теплоносителя.

Полученное значение Ƭ подставляют в формулу:

S = Q / k / Ƭ , где:

Q – расчетная мощность отопительной установки, Вт;
k – коэффициент теплопередачи, равен 30 Вт / м 2 ºС.

Укрупненный расчет мощности пиролизного котла (Q, кВт) выполняется исходя из площади здания. Ее значение нужно принимать по наружному обмеру дома, результат разделить на 10. Смысл этого действия в том, что на обогрев каждых 100 м 2 здания требуется ориентировочно 10 кВт тепловой энергии. Полученный результат – это расчетная мощность системы отопления, а источник тепла принимается с коэффициентом запаса. Он зависит от региона проживания и колеблется от 1,1 до 1,5.

Пусконаладочные работы

После того как сборка пиролизного котла завершена, нужно обязательно проверить герметичность сварных соединений. Водяная рубашка наполняется водой, затем в нее накачивается воздух, создавая избыточное давление. Некачественно сваренные швы дадут о себе знать протечками. Теперь можно производить испытания, лучше это делать на улице, подавая проточную воду из шланга. Если на агрегате установлена группа безопасности, то можно наполнить резервуар котла водой и проверить его работу при критическом давлении 2-2,5 Бар. Порядок испытаний следующий:

Присоединить временный дымоход, загрузить в камеру топливо и открыть заслонку прямой тяги.
Прекратить подачу проточной воды, предусмотрев для этого временный кран.
Произвести розжиг и запуск пиролизного котла. Как только дрова разгорятся, заслонку прямой тяги нужно прикрывать, чтобы начался процесс пиролиза.
Открыв дверцу вторичной камеры, убедиться в наличии факела пламени. Здесь требуется регулировка пиролизного котла, нужно добиться ровного и устойчивого факела, открывая или закрывая воздушную заслонку.
Закрыть дверцу и наблюдать за показаниями термометра и манометра. В закрытой водяной рубашке процесс парообразования может начаться при достижении давления 1,5 Бар, в это время надо внимательно отслеживать температуру.
Качественно сваренные пиролизные котлы отопления могут выдерживать давление до 3 Бар, но не стоит ставить рекорды. Достаточно, если предохранительный клапан, настроенный на давление 2 или 2,5 Бар начнет сбрасывать пар, тогда можно открывать кран и возобновлять циркуляцию воды. Заслонку подачи воздуха надо закрыть, чтобы топливо начало затухать.

Будьте осторожны, проводя такие испытания, есть опасность обвариться кипятком по неосторожности или при разрыве водяной рубашки.

Подключение котла к системе отопления

Последний этап – подключение пиролизного котла и выполнение его обвязки. Как и во всех твердотопливных установках, надо исключить образование конденсата на внутренних стенках топки во время разогрева. Это явление сокращает срок службы корпуса топки, поскольку конденсат содержит включения серы и будет вызывать интенсивную коррозию металла. По этой причине обвязка котла отопления должна быть выполнена по схеме, не допускающей попадание в рубашку холодной воды при разогреве.

Ниже приведена классическая схема подключения пиролизного котла к системе отопления с балансировочным вентилем между подающим и обратным трубопроводами.

Перемычка образует малый контур, в котором теплоноситель приводится в движение циркуляционным насосом. Приведенная на схеме обвязка пиролизного котла отопления позволяет воде циркулировать по малому контуру, прогреваясь вместе с агрегатом. Термостатический трехходовой клапан начнет подмешивать холодную воду из системы в тот момент, когда в малом контуре температура воды достигнет заданного значения, обычно это 45-50 ºС.

Рабочая температура в системе отопления лежит в пределах 60-80 ºС, поднимать ее выше приходится редко. Если при работе в этом диапазоне температур в вашем доме прохладно, то надо искать причину в самой системе. Увеличивать температуру не имеет смысла, это только увеличит расход дров в пиролизном котле.

Заключение

Пиролизные установки, сделанные своими руками, приобретают все большую востребованность. Причина – высокая стоимость котлов заводского изготовления, самодельные агрегаты часто оказываются единственной альтернативой. Единственный недостаток - топливо для пиролизных котлов должно иметь влажность не выше 25%, иначе процесс пиролиза будет слабым, что влияет на производительность установки.

Пиролизный котёл, как и любая конструкция, собираемая своими руками, требует детального изучения и тщательного планирования. Это довольно трудоёмкая работа, которая потребует скрупулезного внимания в течение небольшого времени. Если вы решили соорудить пиролизный котёл собственноручно, то затраты не будут высокими, а изготовление и эксплуатация сэкономит ваши деньги.

Пиролиз – принцип работы

Что такое пиролиз

Пиролиз – это процесс, при котором древесное топливо распадается под воздействием высокой температуры в вакуумном пространстве (без кислорода). В результате процедуры получается огарок твёрдого углеродного типа и пиролизный газ. Процедуру пиролиза называют современным и безотходным. Всё потому, что сокращенно число загрязняющих веществ в окружающую среду.

Процесс пиролиза – создаёт обстановку при которой монотопливо (мусор, дрова) горит медленно, а объём теплоотдачи – значительно больше в сравнении с другими теплогенераторами. Газовые вещества, смешиваясь с кислородом, горят при повышенной температуре. При этом выделяется большими объёмами тепловая энергия.

Принципы работы

горючее топливо, в ограниченной от воздуха среде, выделяет водород (угарный газ);
сгорает и сам водород, передавая тепло.

Методика пиролиза значительно снижает засорение атмосферы, но всё же зависит от сжигаемого сырья . Процедура методики проходит по разным температурным уровням. Их два.

Верхняя топа пиролизного котла

Температурные уровни пиролиза

Низкотемпературная степень.

Это пиролиз, температура которого составляет 450 – 900 градусов по Цельсию. В этом процессе дымовой газ выделяется минимально, а остатки сырья, смолы – максимальны. Количество утиля (отходов) наибольшее. Считается экологичным.

Высокотемпературная степень.

Это пиролиз, температура которого составляет более 900 градусов по Цельсию. При этом процессе дымовой газ выделяется максимально, а смола – минимально. Количество утиля – наименьшее.

В результате пиролиза, из отходов можно получить энергию (тепловую и электрическую), мазут, топливо (солярку, автобензин). Но при условии детальной отсортировки мусора.

Что такое пиролизный котёл?

Пиролизный котёл – это экологически чистый аппарат, который служит для отопления помещений.

Вы будете довольны выбором пиролизного котла, если ваши требования при изготовки простого отопительного прибора:

демократичность ценовой категории;
неприхотливость в использовании (не нужно засыпать сырьё каждые 3 часа);
незамысловатая изготовка;
лёгкость в управлении;

Пиролизный котёл (заводского изготовления) являет высокотехнологичная конструкция, которая состоит из:

вентилятора;
насосы;
отсеки для воды;
отверстий и заслонок для твердого топлива;
автоматизированного электрического пульта управления;
отсека для дров;
проёма для сбора шлака и т. д.

Пиролизный котел от производителя

Конечно, эти котлы разработаны из чугуна, покрыты термоплиткой и автоматика управления на высшем уровне, но и стоимость согласитесь высокая. Плюс при поломке вы будете думать за что хвататься (хотя гарантия производителя на них большая), но на всё есть исключения.

Другое дело, котёл, сделанный своими руками. Это всего – то стальной короб с дымоотводом и вентилятором. В нём находятся камеры для топлива и воздуха.

В пиролизном котле применяется вода и электрика. Но электрика всего лишь для подключения вентилятора, а воды не надо много и менять часто её не требуется. Жидкость то испаряется. Вы можете засыпать в него что попало: мусор, хворост, дрова, железные банки и т. п.

И хотя, вентилятор делает устройство энергозависимым – он является важным фактором для обеспечения максимального эффекта горения. Устройство регулирует подачу воздуха в отсеки котла.

Пиролизный котел, изготовленный своими руками

Составляющие самодельного пиролизного котла:

короб с отсеками из стали;
дымоотводная труба;
температурные датчики;
вентилятор;
трубы для воды;
шлаковый отсек и т. д.

Подробные элементы оборудования и как соорудить пиролизный котёл самому – описаны ниже.

Особенности оборудования

Плюсы самодельного пиролизного котла:

прост в изготовлении;
минимальные финансовые затраты;
максимальный коэффициент полезного использования;
возможность лёгкого управления;
изменение режимов работы котла;
расход топливных материалов минимален;
экологичность оборудования;
повышенный эффект теплоотдачи;
время автономного управления больше, чем у других аппаратов такого же типа;
максимальный коэффициент полезного действия;

Минусы самодельного пиролизного котла:

создание стабильных условий (дрова не должны быть сильно влажными, прохождение воздуха должно быть под контролем);
вентилятор, создаёт зависимость от электричества;

Совет по проверки степени КПД для самодельного котла:

Чтобы проверить максимально ли КПД, нужно всего лишь прсмотреться к дыму(его цвету и запаху). Но котёл нужно «включить» на всю мощность. Если дым пахнет резко и неприятно, цвет преимущественно тёмных тонов, то коэффициент полезного действия – низкий.

Рассчитываем бюджет для сборки. Материалы. Оборудование.

Инструменты, для изготовления самодельного пиролизного котла:

по желанию, углошлифовальная машинка (для отделки корпуса);
инверторная сварка (сварочный аппарат) электрического типа (рекомендуется – постоянного тока);
электрическая дрель;
на выбор: электролобзик или плазморез (лучше и эффективней).

Материалы для самодельного изготовления пиролизного котла:

Термоизолирующие материалы для стен и пола.
Листы из стали – 3 штуки. Размеры: 1м 25см Х 2м 50см; толщина 4 мм – 7,5 м2.
листы из оцинкованной стали – 2 штуки (или простой листовой стали).

Если вы хотите больше сэкономить, то отделку внутренних деталей устройства можно сделать из более толстого листа (например, 5 мм), чем внешние элементы корпуса (4 мм).

Размеры:

1м 25см Х 2м50см; толщина 2 мм; 3 трубы:
первая 57 мм в диаметре; толщина – 3,5 мм; длина – 8м;
вторая 159 мм в диаметре; толщина – 4,5 мм; длина – 0 ,5м;
третья 32 мм в диаметре; толщина – 3,2 мм; длина – 1м.
10 штук огнеупорного кирпича (шамота);
профильная квадратная труба размером 60 Х 30; толщина – 2мм; длина – 1,5м;
профильная квадратная труба размером 80 Х 40; толщина – 2мм; длина – 1м;
5 упаковок электродов (или 10кг);
10 отрезанных кругов в диаметре 230мм;
вентилятор дутьевого типа;
температурный датчик;
стальные болты;
термокерамический шнур;
две ручки, для открытия/закрытия металлических «дверок»;
электрический бесперебойник.

Детали указанные выше, в общих чертах дают понять сколько материала вам понадобится. Всё зависит от размера котла, который вы делаете сами. Перед началом всех работ настоятельно рекомендуется сделать чертёж конструкции, а потом производить закупку материалов!

Чертежи котла

Чертёж пиролизного котла (25-40кВт), сделанный своими руками:

схема пиролизного котла своими руками

Таблица соотношений параметров для того чтобы сделать котёл собственноручно:

Пошаговая инструкция по изготовления пиролизного котла своими руками

Этапы сборки пиролизного котла своими руками

Выберите место для установки пиролизного котла. Пол и стены желательно обшить термоизолирующим материалом. Доступ к агрегату должен быть беспрепятственным. Расстояние между стенами и агрегатом – не менее 20см.
Подготовьте чертежи для котла.
Приобретите материалы для непосредственной изготовки.
По чертежам вырежьте элементы устройства.
Отверстия для труб теплообменника можно вырезать при помощи лобзика ВД 40 и банки. Просто очертите на листе металла банку диаметром 230 мм и вырежьте.
Первым делом сварите листы металла между собой для камеры дожига.
Приварите дно камеры асификации и отверстие под горелку.
Установите трубы в предварительно вырезанные отверстия.
Приварите трубы к конструкции с помощью сварки.
Наметьте места для распорок (их приваривают, чтобы исключить деформацию от давления).
Постепенно, обшевая полученную конструкцию внешним кожухом из металла, приваривайте распорки и, естественно, металлический кожух.
С помощью сварки зафиксируйте металлические выступы для «дверок» (в топочную и зольную камеры).
Изготовьте загрузочную дверь. Продумайте механизм крепления.
Прикрепите к двери уплотнительный шнур и ручки.
Расположите шамот в котле, согласно чертежам (в камере газофикации).
С помощью сварки прикрепите трубы к внешнему корпусу. Одна для подачи воздуха, вторая для дымоотхода.
При желании пройдитесь по листам шлифовальной машинкой.
Установите центробежный вентилятор.
Покройте корпус грунтовкой. Также можно нанести слой термоизоляционной краски.
Подключите электрический беспребойник.
Прикрепите термодатчик к конструкции.

Делая пиролизный котел своими руками, вы можете быть уверены в качестве прибора, а также не ограничены строгими рамками характеристик готовой продукции

Тонкости при изготовке агрегата

проём для горючего сырья следует вырезать немного выше, чем у котлов с твёрдоотпительной системой;
обязателен для установки ограничитель в топливной камере, для контроля воздуха. Его (ограничитель) можно сделать из трубы (диаметр – 70мм); внизу ограничителя приварите стальной диск. Расстояние между стенок – 40мм;
отсек для топлива сделайте прямоугольным;
если в вашем чертеже котел будет с внутренними трубами – то, их нужно немного изогнуть.

Пиролизный котел своими руками изготовление и правила безопасности

Правила безопасности во время изготовления пиролизного котла

во время работ используйте перчатки;
при сварке наденьте защитный шлем;
при использовании электро-инструментов соблюдайте расстояние не менее 50см;
детали конструкции храните в защищенном месте — подальше от детей и животных;
не смотрите на сварку не вооружённым глазом;
помещение для котла должно быть изолированным от окружающих факторов. В нём неоходимо установить вентиляционную систему;
стенки и фундамент для котла должны состоят из жаропоглашающих материалов.

Правила безопасности при эксплуатации самодельного пиролизного котла

не прислоняйтесь телом к котлу;
при эксплуатации устройства пользуйтесь перчатками;
не забывайте подливать воду;
не оставляйте открытыми камеры для закладки дров и шлака;
не устанавливайте возле агрегата никаких конструкций, особенно из дерева;
при удалении шлаков пользуйтесь лопаткой;
не засовывайте не зашищенные руки в камеры котла.

Пиролизный котел в системе отопления

Итог

Пиролизный котёл собственноручно делать довольно легко, если учесть все нюансы по изготовлению. Он удобен в эксплуатации и не требует высоких финансовых затрат. Он не потребляет много электроэнергии или газа, которые нынче высоки. Топливо, как в других отопительных системах, не требует пополнения каждые три часа. Плюс агрегат не загрязняет атмосферу. Если вы решили изготовить котёл своими руками, то непременно останетесь довольны результатом и дальнейшей эксплуатацией.

Видео о том, как сделать пиролизный котел своими руками и проверить его:

Пиролизный котел своими руками видео-инструкция