Пиролизный котел своими руками — монтаж и первый запуск

Надо сказать, что твердотопливное оборудование вообще очень востребовано на протяжении многих лет. Оно довольно эффективно, экологично, добыча топлива обычно не составляет большого труда, да и с эстетической точки зрения есть преимущество — ведь очень многие любят наблюдать за танцующими языками пламени. Конечно, это лучше делать, сидя у большой печи или камина. Но и маленькие печки пользуются не меньшей популярностью.

Устройство

Устройство пиролизной печи на дровах

Классический вариант пиролизной печи состоит из основного корпуса, в который встроена герметичная камера сгорания для топлива — топка.

Устройство дополнительно оборудовано горелкой, а также приточно-вытяжным вентилятором для обеспечения небольшого притока воздуха.

Устройство

Если печь самодельная, конструкция предусматривает две камеры сгорания:

  • первая камера – предназначена для топлива и плотно закрывается;
  • камера дожигания – в ней сгорает образовавшийся в процессе пиролиза газ.

Имея опыт сварочных работ, такую печь можно сделать своими руками из подручных материалов, используя специальные , Вас заинтересует статья об особенностях пиролизных котлов.

Выбираем форму и размер

При выборе формы и размера необходимо учитывать несколько параметров, основные из которых:

  • размер топливника;
  • способ сжигания топлива;
  • лимит массы;
  • лимит размера.

Размер топливника

Параметры топливника напрямую влияет на эффективность работы нагревательного прибора в различных условиях – чем он меньше, тем медленней будет нагреваться определенный объем воды.

Выбираем форму и размер

Иными словами, устройство с маленьким топливником пригодно для обслуживания одного человека. На нем можно вскипятить кружку чая или разогреть банку тушенки.

Попытка заложить в печь больше топлива, чем позволяет объем топливника, приведет к быстрому перегреву и повреждению отдельных деталей.

Для обслуживания компании, состоящей из пары-тройки человек, наиболее эффективным объемом топливника будет 1 дм3, то есть куб с размером стороны 10 см. Для компании в 3–5 человек оптимальным будет куб со стороной в 15 см.

Эти значения являются лишь рекомендованными, поэтому не обязательно строго следовать им. Кроме того, даже маленькая печь с размером топливника в 1 дм3 при правильном использовании сможет обеспечить едой 3–4 человека без деформации деталей, правда придется использовать продукты быстрого приготовления и тратить на нагрев воды больше времени.

Пиролизный и обычный способы сжигания топлива

Существуют 2 основных способа сжигания топлива:

  • обычный;
  • пиролизный.

Для обычного сжигания топлива достаточно сделать самую примитивную металлическую коробку, которая направит основную массу пиролизных газов и пламени вверх.

Выбираем форму и размер

Эффективность такого способа сжигания древесины невысока, а из-за большого содержания недогоревших частиц целлюлозы, которые превратились в сажу, поверхность емкости для воды покрывается копотью и чернеет. Поэтому единственное достоинство обычного способа топки лишь в простоте конструкции нагревательного прибора.

При пиролизном способе сжигания происходит термическое разложение древесины (пиролиз) с частичной нехваткой воздуха и малым количеством огня.

Затем в так называемом пиролизном блоке дым смешивается со вторичным воздухом, который поступает через отверстия в корпусе печки, и происходит дожиг. То есть, часть оксида углерода (угарный газ), который образуется при термическом разложении древесины, превращается в углекислый газ с выделением тепловой энергии.

При таком способе сжигания целлюлоза, из которой состоит древесина, сгорает более полно, выделяя больше тепла, поэтому для нагрева одного и того же количества воды требуется меньше топлива.

Кроме того, пиролизный способ лучше подходит для сырой древесины, а ведь основным видом горючего для таких печек является то, что можно поднять под ногами, то есть ветки, кора и шишки, которые в большинстве случаев отличаются довольно высокой влажностью.

Лимит массы и размеров

Те, кто ходил в многодневные походы на большое расстояние, знают, сколько вещей и продуктов нужно взять с собой, и понимают важность каждого лишнего грамма. Для таких туристов вес печки-щепочницы является определяющим фактором.

Вес зависит не только от конструкции и размеров нагревательного прибора, но и от толщины металла, из которого сделали печку. Поэтому приходится выбирать между толщиной металла и лимитом веса.

Выбираем форму и размер

В дальних походах очень важно использовать максимально компактные вещи, потому что объем рюкзака ограничен, а взять с собой нужно много.

В таких условиях предпочтительней разборные устройства, ведь в сложенном состоянии их размер не превышает габаритов не слишком большой книги или планшета.

Однако этот тип нагревательных приборов заметно сложней в изготовлении и немного менее эффективен. Если же жесткого ограничения на размер нет, то лучше выбрать неразборную или частично разборную конструкцию.

Классификация

Котлы имеют отличия по расположению камер для дожигания газов:

  • с верхним расположением;
  • с нижним расположением.

Котлы с верхней камерой более громоздкие, требуется больше материала для сборки дымоотвода. Зато чистить их придётся намного реже, ведь частицы от сгоревшего топлива не попадают в камеру для дожигания газов.

В котлах с нижним расположением секции топливо располагается в верхней части, а газы выводятся в нижнюю, и там догорают. Это удобно, но придётся часто удалять мелкие дровяные частицы из камеры утилизации газов.

Читайте также:  Русская печь с лежанкой в деревенском доме

По энергозависимости котлы бывают:

  • без применения электричества: котлы с естественной тягой;
  • с принудительной тягой.

Энергонезависимые котлы подразумевают включение в конструкцию высокого дымохода (не менее 5–6 метров) для увеличения тяги и обеспечения достаточного разрежения в отсеке сгорания.

Эффективность обогрева у таких котлов будет несколько ниже, чем у котлов с принудительной тягой.

Устройства с принудительным поддувом оснащаются одним или двумя вентиляторами, которые могут работать в режиме нагнетания воздуха или откачки сгоревших газов.

В некоторых моделях котлов применяется комбинированный способ с участием нагнетающих и отсасывающих газ устройств для увеличения мощности.

Справка! Механизмы, откачивающие отработанные газы, изготавливаются из особых жаропрочных (аустенитных) сплавов, их стоимость значительно выше, чем у нагнетающих вентиляторов.

По способу обогрева:

  • Водяного обогрева — к теплообменнику котла подключаются водяные трубопроводы, по которым нагретая рабочая жидкость разносится по различным помещениям.
  • Воздушного обогрева — вместо воды используется воздух, получающий тепло посредством того же теплообменника и распространяемый по воздухопроводам. Эффективность ниже, чем у водяного способа, применяется на производственных площадках, складах.

Чертеж: общий вид, рабочий процесс

Вариантов исполнения пиролизного котла много. Наипростейший вид по чертежу устроен таким образом.

В котел могут быть включены температурные датчики и приборы для контроля и поддержания нормальных режимов работы.

А также аппаратная часть котла для автоматизации функционирования всего отопительного комплекса.

Суть происходящего внутри пиролизного котла характеризуется следующими процессами:

  • Поток воздуха извне поступает в отсек газификации с находящимся там топливом.
  • Некоторая часть кислорода будет поддерживать процесс горения (тления). Газы, являющиеся продуктами горения, через сопло попадают в камеру сгорания котла и там окисляются в присутствии вторичного кислорода, который поступает вместе с воздухом снаружи.
  • Часть пиролизных газов восстанавливается при наличии углерода из топлива до угарного газа и окиси азота, потребляя при этом часть энергии. Смесь проходит в секцию дожигания газов и окисляется там с возвратом отнятой им энергии.
  • Участвующие в реакции пиролиза газовые смеси выводятся наружу через дымоход, минуя при этом теплообменник котла.

Внимание! Так как функционирование пиролизных котлов связано с большим количеством энергии, генерируемой внутри оборудования и возможном выделении разного рода вредных газов, осуществлять самостоятельную постройку котлов рекомендуется только при полном понимании всех физико-химических процессов, возникающих при его работе.

Температурные фазы:

  • сушка, пиролиз древесины — 450 °C;
  • сгорание древесного газа и вторичного воздуха — 560 °C;
  • продувание пламени и возврат тепла — 1200 °C;
  • отвод оставшихся продуктов горения — 160 °C.

Вам также будет интересно:Достигнет максимального КПД! Использование пиролизного котла на дровахДоступный и недорогой обогрев помещения: особенности пиролизного котла длительного горенияНадежный и высокопроизводительный прибор. Индукционный котел отопления своими руками: особенности, схема

Отличия устройства от обычных котлов

Включая древесину (дрова), специальные топливные брикеты (пеллеты) и отходы, получаемые на производстве. Одно из главных отличий котлов — применение различных видов твёрдого топлива, практически любого вещества, которое может гореть.

Длительность процесса сжигания топлива намного больше, чем у обычных котлов. От 8–10 часов и выше. Есть модели котлов с крупным отсеком для дров, продолжительность непрерывной работы — до 24 часов. Это значит, что пополнение камеры сгорания новыми порциями топлива осуществляется 1–2 раза в сутки.

Важно! За счёт того, что происходит почти полное разложение твёрдых материалов, пирокотлы менее вредны для окружающей среды.

Требования к топливу

Пиролизные печи для дома, работающие на брикетах, могут быть полностью автоматизированы и комфорт их обслуживания в этом случае сравним с газовыми. Топливо для них представляет собой спрессованные под высоким давлением отходы без химических связующих. Подобная технология позволяет производить относительно сухие брикеты с высокой теплотворной способностью. Их свойства, однако, могут быть различным.

Пиролизные печи и котлы работают на самом разнообразном топливе

Большинство из них не разрушаются в процессе сгорания в топке, другие же можно использовать только в смеси с кусковой древесиной или бурым углём. Мелкие брикеты подаются с помощью шнековых конвейеров, и поэтому они используются в автоматизированных системах, более крупные пригодны только для пиролизных печей длительного горения с ручным управлением. Древесные гранулы, предназначенные для автоматических установок, получают таким же способом, как и обычные брикеты. Единственное их существенное различие — размеры. Самыми качественными считаются белые пиллеты из мягкой древесины без коры.

Для пиролизных печей на дровах размеры и тип сырья могут значительно влиять на производительность — большая площадь поверхности древесины обуславливает большее количество высвобождающего газа за единицу времени. Твёрдые породы газифицируются медленнее.

Топливо для пиролизных теплогенераторов

Дрова являются основным и самым эффективным сырьём для пиролиза, причём лучшим вариантом считаются твёрдые лиственные породы древесины. Но пиролизные печи способны работать и на других видах твёрдого топлива органического происхождения. Это может быть:

  • торф,
  • уголь/кокс,
  • жмых, солома,
  • стружка и щепа древесины,
  • топливные брикеты,
  • пеллетные гранулы.

Обратите внимание! В газогенераторных печках можно утилизировать полимеры, резину, вторичную древесину и другие горючие отходы. Главное, чтобы в каждой такой загрузке было не менее 75 процентов нормального органического топлива.

Физические характеристики топлива (и особенно его качество) сказываются на эффективности пиролизных печей. Например, если на дровах имеется толстая и плотная кора, выход продуктов пиролиза будет в полтора-два раза меньше номинального. Такой же негативный эффект наблюдается при сжигании древесины, поражённой гнилью. Многое зависит от размера дров: считается, что крупные поленья обеспечивают большую длительность процесса, но снижают общую энергоэффективность теплогенератора, хотя в некоторых конструкциях можно использовать даже нерубленные чурки.

Обратите внимание! Для нормального функционирования пиролизной печи необходимо использовать хорошо высушенное топливо. Дело в том, что при термодеструкции влажной древесины выделяется большое количество водяных паров, которые смешиваются с пиролизными газами и препятствуют процессу горения.

Условия эффективного протекания процесса пиролиза для каждого вида сырья будут существенно отличаться, поэтому при изготовлении пиролизной печи своими руками чертежи необходимо корректировать, чтобы адаптировать конструкцию под конкретное топливо.

Как построить своими руками?

Материалы и инструменты

В процессе работы строителю понадобятся профильные трубы.

Соорудить самостоятельно пиролизную печь из кирпича довольно сложно. Для создания конструкции мастера используют:

  • Необходимые материалы:
    • кирпич силикатный и огнеупорный;
    • песок, щебень, глина;
    • металлический лист 4 мм;
    • трубы (профильные и круглые);
    • металлический уголок;
    • колосники;
    • дверца;
    • задвижки;
    • расходный материал, в том числе круги (отрезные, шлифовочные), электроды, саморезы и пр.;
    • емкости для раствора и воды.
  • Инструменты:
    • сварочный аппарат;
    • слесарный инструмент (молоток, пассатижи, зубило, электродрель, болгарка);
    • измерительные приспособления (рулетка, отвес, уровень);
    • строительный инструмент (кельма, кирка и т. д.);
    • сварочный аппарат;
    • вентилятор;
    • электронный блок управления;
    • терморегулятор;
    • датчик температуры.

Сооружение пиролизной печи из кирпича

По технике безопасности пиролизные печи устанавливают только в нежилых помещениях

Чтобы построить пиролизный котел из кирпича своими руками нужно:

Для выполнения некоторых видов работ нужны навыки обращения со сварочным аппаратом.

  • уметь пользоваться сварочным аппаратом;
  • иметь навыки слесарных и строительных работ;
  • разбираться в чертежах;
  • иметь опыт подключения и настройки электронной аппаратуры.

Сначала приступают к изготовлению водяного котла. Стенки корпуса вырезают по размерам из листов металлопроката. Дальше готовят детали теплообменника. Когда необходимые элементы конструкции будут готовы при помощи резьбовых соединений и сварки, происходит сборка котла. Выполняют зачистку сварных швов и приступают к проверке корпуса котла на герметичность. Для этого его заполняют водой. Если протечка не обнаружена, котел считается пригодным для эксплуатации.

Затем приступают к сооружению печи. Очередность работ ничем не отличается от постройки обычной кирпичной конструкции. На подготовленный фундамент укладывают первый ряд кирпича. Последовательность кладки подскажет порядовка. Раствор готовят исходя из пропорций: 8 частей песка перемешивают с 1 частью воды и добавляют 4 части глины. Такой раствор считается огнеупорным, который выдерживает температуру до 1 тыс. градусов.

Из огнеупорного кирпича выкладывают стенки обеих камер сгорания. Места под колосники делают с зазорами, которые при нагревании будут компенсироваться. Производят монтаж печного литья. Чтобы не было смещения при укладке кирпича, дверцы фиксируются стальной проволокой. Монтируют приточно-вытяжной вентилятор. Через 7 дней, после полного высыхания раствора, печь будет готова к эксплуатации.

Пиролизный котел своими руками

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.
Пиролизный котел своими руками

Необходимые материалы

  • Для внутренних стенок котла листы металла толщиной 5 мм., для корпуса 3 мм.  Общая площадь листов 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.

Принцип работы и преимущества

Термохимическая энергоустановка (ТЭУ) предназначается для отопительных целей, в качестве теплоносителя может быть использован воздух или вода. Тепло выделяется при и дожига выделяемых газов.

Котел относится к длительного горения. Во время горения твердого топлива при недостаче кислорода происходит процесс тления, что замедляет разложение и позволяет на одной закладке выработать максимум тепловой энергии. Такой процесс удобен и тем, что котел не нужно постоянно проверять и докладывать топливо. При разложении твердого топлива образуется газ , который поднимается в камеру дожига и нагревает теплообменники.

Устройство топки и камер дожига позволяет максимально очистить выделяемый дым от смол и копоти (так как они сгорают), поэтому обслуживание печи становится проще. Дымоход меньше загрязняется, его легче чистить. В зольник попадают полностью прогоревшие отходы – зола.

Твердотопливные пиролизные котлы длительного горения

Сегодня пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром вытеснили обычные твердотопливные нагреватели.

Коротко, что такое пиролиз

Чтобы понять принцип работы пиролизного котла, нужно разобраться с тем, что такое пиролиз.

Это такой процесс, в результате которого из древесины выделяется горючий газ. Таким образом, из энергоносителя (дров) можно извлечь максимум пользы в виде дополнительных килоджоулей тепловой энергии.

  • температура в топке от 400 до 800 градусов;
  • отсутствие пламени.

Чтобы дрова в топке твердотопливного пиролизного котла не горели, а тлели, нужно уменьшить количество подаваемого кислорода до критического минимума. Иными словами, создать условия дефицита кислорода. В результате топливо будет тлеть дольше и выделится пиролизный газ.

Чтобы газ воспламенился, его нужно обогатить кислородом, так как огонь без воздуха не горит. Сделать это в основной топке невозможно, так как там должен быть дефицит кислорода. Чтобы решить эту задачу, в конструкцию котла были внесены радикальные изменения, по сравнению с обычными твердотопливными нагревателями.

Особенности конструкции пиролизного котла

Итак, особенность пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром заключается в том, что у них две камеры сгорания. В первой (основной) горят или тлеют дрова, а во второй сжигается пиролизный газ. В основную топку подается первичный воздух, количество которого можно регулировать. Вы можете использовать котел в режиме пиролиза, а можете в обычном режиме (когда есть пламя).

В камеру дожига пиролизных газов подается вторичный воздух. Он поступает туда через специальные сопла. Количество вторичного воздуха пользователь регулировать не может. Когда горячий газ перемешивается с кислородом, то его собственной температуры хватает для того, чтобы воспламениться.

Виды твердотопливных котлов пиролизного действия

Сделаем вывод о том, что представляет собой пиролизный котел. Это твердотопливный нагреватель с двумя камерами горения, предназначенный для автономных систем отопления. В нем созданы все условия для отделения от дров пиролизного газа и дальнейшего его сжигания.

Какие бывают отличия среди пиролизных котлов:

  • расположение камер первичного и вторичного горения;
  • естественная или принудительная тяга.

Кроме этого, может отличаться диаметр патрубка для дымохода, объем топки, габариты, метод загрузки топлива (вертикальный или горизонтальный). Но это все не слишком важно, главных конструктивных отличия всего два (см. выше).

Есть котлы, у которых камера дожига пиролизных газов находится над топкой. В этом случае дым быстрее уходит на улицу, чем в агрегатах, где камера дожига находится под топкой.

Меньшее время пребывания дыма в котле имеет как положительные, так и отрицательные стороны. К плюсам можно отнести то, что канал для дымоудаления не так сильно загрязняется.

Разница между котлами с естественной и принудительной тягой заключается в том, что в последних есть электрический вентилятор и блок управления. Соответственно, агрегаты с принудительной тягой все энергозависимые.

Преимущества и недостатки пиролизных котлов

  • большой вес – возможно, потребуется усиления конструкции пола, если он деревянный и уложенный на лаги;
  • стоит дороже обычных котлов – в любом случае придется покупать заводскую модель, так как сделать пиролизный котел своими руками, даже имея чертежи, задача практически невыполнимая;
  • требователен к качеству топлива – этот пункт особенно важен.

Если вас заинтересовал вопрос насчет самодельных пиролизных котлов, то лучше посмотрите в сторону печей с таким же принципом работы. В одной из предыдущих статей мы рассказывали, как сделать пиролизную печь из бочки. Для жилого дома она не подойдет, а вот теплицу, гараж или дачу отопить ею можно.

Этап подготовки

На подготовительном этапе важно правильно рассчитать необходимую мощность прибора , а также выбрать модель, которая будет использоваться для отопления дома.

По правилам эксплуатации данных приборов для установки пиролизного котла следует оборудовать отдельную комнату с высокими потолками, со свободным доступом воздуха, но находиться в такой комнате продолжительное время, а тем более оставаться на ночлег, не рекомендуется.

Для изготовления пиролизного котла своими руками понадобятся следующие инструменты и материалы:

  1. Сварочный аппарат. Лучше всего использовать устройство инверторного типа.
  2. Болгарка.
  3. Электродрель.
  4. Молоток.
  5. Отвёртки и гаечные ключи
  6. Газовый баллон от грузового автомобиля объёмом 175 литров.
  7. Сталь листовая высокоуглеродистая толщиной 5 мм.
  8. Труба стальная диаметром 28 мм.
  9. Труба стальная диаметром 112 мм.
  10. Маркер.
  11. Уголок металлический 50 * 50 мм.
  12. Металлическая дверца для зольника.

Кроме этого необходимо подготовить расходные материалы: электроды для сварки, наждачные круги и свёрла.

Dartshouse - точечный ремонт вашего дома