Пиролизные приставки к котлам своими руками

2021 admin

Пиролизные приставки к котлам своими руками

Основные правила которые требуется учесть:

Пиролизный котел своими руками — монтаж и первый запуск

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.

Десятый шаг. Подключаем к агрегату водяной контур.

Как работает пиролизный котел?

В основе работы котла лежит принцип пиролиза, суть которого заключается в термическом разложении твердого топлива при высокой температуре в условиях искусственно созданного дефицита кислорода. В результате топливо тлеет, разлагаясь на твердый остаток и пиролизный газ. Образующиеся газы также сгорают, что повышает теплоэффективность оборудования и делает расход топлива более рациональным.

Устройство котлаДополнительным преимуществом рассматриваемых отопительных котлов является экологическая безопасность. В процессе пиролизного сжигания топлива выделяющиеся вредные компоненты смешиваются с углекислым газом и утилизируются. В результате в атмосферу выводится дым, не содержащий канцерогенов и прочих вредных веществ. Эта особенность позволяет топить котлы даже резиной, обрезками древесно-стружечных плит и прочими подобными материалами.

Как движется воздух в котле

Важно! Объем примесей типа резины и полимеров не должен превышать 20% от суммарного количества топлива.

Работа пиролизных котлов состоит из 4 основных этапов.

На первом этапе топливо дополнительно сушится и разлагается на твердый остаток и газы.
На втором этапе пиролизные газы сжигаются.
На третьем этапе продувается пламя и тепло возвращается к топливу, что способствует выделению дополнительного количества тепла.
На четвертом этапе оставшиеся продукты сгорания выводятся через дымоход.

Пиролизный котелРазобравшись в особенностях работы котла, приступаем к его изготовлению. Начнем с подготовки необходимых материалов и инструментов.

Котел пиролизный Viessman Описание конструкции

Набор для работы

Листовой металл толщиной от 0,8 мм.
Огнестойкие кирпичи.
Температурные датчики.
Решетка колосника.
Трубы диаметром 32 мм, 57 мм и 160 мм.
Профилированные трубы в количестве 2 штук.
Дверца зольника.
Дверка для топливной камеры.
Вентилятор.
Гибкая пережженная проволока.
Болгарка.
Шлифовальные круги.
Сварочный аппарат.

Любая конструкция имеет свои недостатки, в данном случае к ним можно причислить:

Пиролизный котел своими руками

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

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:

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

Достоинства и недостатки пиролизного котла

Пиролизные котлы завоевали свою популярность благодаря ряду преимуществ:

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

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

А – контролер котлового контура;B – дверца загрузки;C – дверца зольника;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 сборку3d- 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:

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

Сборка пиролизного котла

Приведем основные этапы по изготовлению пиролизного котла:

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

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

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

Самым доступным и недорогим видом топлива для отопления частного дома были и остаются дрова. Но наличие преимуществ использования такого вида топлива не избавляет его от существенного недостатка – традиционным твердотопливным котлам необходимо постоянно скармливать новые и новые порции дров. Быть постоянно привязанным к топке – не очень приятное занятие! Выход был найден с разработкой пиролизных котлов длительного горения.

Котел представляет собой металлический корпус, в котором имеется две камеры – загрузочная и сгорания. Для защиты от воздействия высоких температур стенки этих камер облицовывают шамотным кирпичом или другим подходящим жаропрочным материалом, например, на основе бетона.

С помощью шамотного кирпича выкладывают дно камеры загрузки, оставляя небольшую щель – форсунку, через которую в камеру сгорания будет поступать пиролизный газ. В качестве теплообменника обычно используют трубчатые конструкции.

Q– потребная мощность котельной установки;
k – коэффициент передачи теплового потока, принимается 30 Вт/м2 ⁰С.

Пошаговая инструкция, как сделать пиролизный котел своими руками

Для работы потребуется внушительный список инструментов. Потребуется дрель, сварочный аппарат, болгарка, вентилятор, термодатчик. Также понадобятся электроды, металлические листы, набор различных труб и стальных полос.Толщина стали должна составлять 4 мм. Для экономии на корпус котла применяют более тонкий материал. Достаточно 3 мм толщины.

Используя пошаговую инструкцию, можно самостоятельно смастерить пиролизный котелПосле изучения всех планов и чертежей можно изготовить гидролизный котел. Все детали системы вырезаются с помощью болгарки. Для их скрепления используется сварочный аппарат. Но выполнить работу правильно поможет пошаговая инструкция с учетом всех нюансов.Рекомендации по оборудованию пиролизника:

Загрузочный бункер необходимо разместить выше, чем у обычных топливных конструкциях;
Горелка предусматривает наличие специального ограничителя для контроля подачи воздуха;
Ограничитель делается из трубы сечением 70 мм, длина должна быть больше корпуса прибора;
К нижнему отсеку ограничителя приваривают диск из стали, который создают со стенками трубы зазор в 4 см;
Монтаж ограничителя предусматривает отверстие в крышке котла;
Загрузочный бункер должен иметь прямоугольную форму;
В качестве дверцы используется стальная накладка;
Нижняя приставка имеет отверстие для удаления продуктов горения;
Для улучшения теплоотдачи трубы внутри котла, ее выполняют с небольшим изгибом;
Контроль количества теплоносителя проходит с помощью вентиля.

Правильность монтажа определяется после первого запуска котла. В продуктах горения не должен находиться угарный газ. Эксплуатация котла предусматривает регулярную проверку герметичности сварных швов. Также потребуется очищать печь на дровах или угле от золы и копоти.Часто пиролизные котлы используются в комплексе с водяным отоплением. Но можно попробовать параллельное функционирование с системой обогрева воздуха. Воздух передвигается по трубам, а возвращается по полу.

Внешний вид самодельной конструкции

Преимущества и недостатки

Из-за крупных габаритов, сложности схемы конструкции, такой агрегат рационально использовать для обогрева большого коттеджа. А вот для небольшой дачи этот вариант не подойдет, так как не оправдает экономичности.

Плюсы

высокий КПД (около 95%);
автономность отопительной системы;
экономичность;
надежность и долговечность;
высокая эффективность;
доступность топлива;
экологически чистый вариант отопления дома;
универсальность топлива (угли, дрова, опилки, пиллеты).

Читайте наш материал о том, какие котлы длительного горения лучше.

Минусы

громоздкость конструкции;
под устройство необходимо оборудовать специальное помещение;
сложность конструкции и монтажа;
необходимость в постоянной чистке.

Котел длительного горения не обязательно покупать в готовом виде, ведь его цена в разы выше обычных печей. Такую конструкцию можно сделать самостоятельно, если иметь хоть небольшой опыт в строительстве и ремонте.

Внешний вид самодельной конструкцииУ самодельной конструкции, по сравнению с заводским аналогом, есть ряд преимуществ:

низкая себестоимость;
возможность сделать котел универсальным для любого вида топлива;
возможность усовершенствования конструкции и добавления мощности.

Единственной сложностью является придание цилиндрической формы котлу. Без вальцовочного станка такую форму металлу придать очень сложно.Но есть неплохое решение. Можно использовать пустые баллоны для пропана или любую трубу подходящего диаметра. Следует выбирать трубы, толщина стенок которых не менее 5 мм.Для деревни и маленькой дачи можно сложить небольшую кирпичную печь и радоваться ее эффективности. А вот для большого коттеджа такой вариант будет менее практичен, так как потребует большого запаса дров на зиму. Уход за обычной печью, по сравнению с котлом длительного горения гораздо сложнее, а большие перепады температуры в комнатах, отдаленных от печи и вовсе не позволяют организовать комфортный микроклимат в доме.В случае, если у вас недостаточно денег на создание полноценной отопительной системы для дома, или само строительство такой системы является нецелесообразным — гораздо разумнее в этой ситуации будет сделать твердотопливный котел длительного горения своими руками и не переживать по поводу его сохранности и эстетичности внешнего вида.

В целом же при выборе топлива следует учитывать особенности местности, в которой находится ваш дом. Если вы живете в окружении лесов, наиболее целесообразным вариантом будет использование дров. Жителям же степных полос, как правило, выгоднее топить углем.

Видео: пример изготовления простой пиролизной печи

Настоящий пиролизный теплогенератор даже для опытного «самоделкина» — весьма и весьма крепкий орешек. Потребуются не только дорогие высококачественные материалы, но и устройства, изготовить которые в домашней мастерской просто невозможно. Тем не менее совсем отказываться от этой идеи не стоит: народными умельцами было придумано немало печей с простой и доступной для самостоятельного изготовления конструкцией, которые не выбрасывают пиролизный газ в трубу, а сжигают его с пользой для дела. Целью данной статьи было познакомить читателя поближе с одной такой моделью и научить изготавливать её своими силами. Надеемся, что эта задача нами была выполнена.