Пиролизный котел своими руками

Топливо (дрова, уголь, брикеты) должно быть загружено очень плотно, чтобы между слоями оставалось как можно меньше места. Если дрова разного размера и плотно загрузить их не получается, то можно заполнить промежутки между слоями древесными опилками или бумагой. Чем плотнее смесь твердого топлива, тем дольше горят дрова.

Как сделать пиролизный котел своими руками

Чем вы отапливаете свой дом в холодные зимние дни? Газопроводы есть не везде, а цены на "голубое топливо" постоянно растут. Дрова или уголь неудобны, электричество слишком дорого. Там, где в качестве топлива можно использовать древесину или специальные прессованные опоры, лучшим вариантом считается установка, использующая принципы пиролитического горения. КПД такой установки достаточно высок, но цены на промышленные модели заметно "кусаются". Очевидное решение – изготовить пиролизный котел самостоятельно. Многие умельцы успешно осуществляют этот сложный процесс. Давайте также рассмотрим этот вопрос.

Дрова не очень удобны для отопления, потому что при нормальных условиях они очень быстро сгорают и большая часть тепла не используется. Приходится постоянно загружать топливо в котел или плиту. Пиролиз предполагает создание условий, при которых топливо сгорает очень медленно, выделяя гораздо больше тепла. Этот эффект достигается, когда древесина горит с пониженным содержанием кислорода, то есть очень медленно. В результате образуются зола, кокс и горючий газ.

В пиролизной установке этот газ смешивается с воздухом и также сгорает при очень высокой температуре, выделяя значительное количество тепловой энергии. Таким образом, принцип работы пиролизного котла включает в себя две фазы горения:

• Сначала в условиях ограниченного доступа кислорода древесина горит, выделяя горючий газ;
• Затем сгорает смесь воздуха и газа.

Подобный двухступенчатый принцип сгорания используется в различных самодельных установках, таких как дровяные плиты медленного горения и даже твердотопливные генераторы, позволяющие использовать древесину в качестве топлива для автомобилей. Однако работа пиролизного котла должна быть правильно отрегулирована, чтобы избежать повреждения системы отопления дома.

Преимущества и недостатки использования пиролитического котла

Пиролитические котлы имеют следующие преимущества

• Отсутствие сажи и едкого дыма, минимальные выбросы продуктов сгорания; это один из самых экологически чистых типов плит;
• Для работы можно использовать любое сухое твердое топливо, например, отходы швейного производства;
• Высококачественное топливо обеспечивает 12 часов непрерывной работы котла на одной загрузке топлива, то есть вам нужно загружать дрова только два раза в день;
• Экономически эффективная технология; коммунальные платежи снижаются в среднем на 60% в год;
• Использование пиролизной технологии позволяет автоматически контролировать процесс горения, что повышает безопасность работы плиты.

Недостатки также необходимо принимать во внимание:

• Необходимо вложить значительные средства в котел и его установку, прежде чем оборудование окупится, но экономическая эффективность котла заметна с первых дней эксплуатации;
• Используемое топливо должно иметь влажность около 20%, иначе горение прекратится. Поэтому влажное топливо должно быть высушено;
• Котел может выйти из строя, если температура теплоносителя недостаточно высока. Эту проблему можно решить, установив обводную трубу. Эта модификация усложняет конструкцию и снижает эффективность.
• Если для нагнетания воздуха используется электрический насос, котел становится зависимым от электроэнергии.

Суть процесса пиролиза

Пиролизные котлы на твердом топливе используют такие виды органических веществ, которые при термическом разложении выделяют большое количество летучих горючих веществ. Такие котлы работают не только на дровах (и всех видах древесного топлива, таких как пеллеты или топливные брикеты), но и на угле, вплоть до коксующихся марок, температура сгорания которых достигает очень высоких значений!

Топливо в пиролизных котлах помещается на колосниковую решетку. Как только топливо сгорает, герметичная дверца закрывается и начинает работать вытяжка. В результате в камере сгорания образуется высокая температура до 800 градусов Цельсия, но без кислорода из воздуха для нормального, интенсивного горения. Вместо этого ископаемое топливо тлеет и обугливается, при этом выделяются летучие газы, в основном углеводороды.

В результате конвекции летучие продукты сгорания попадают в поддувальное пространство. Вместе с ними мигрирует азот из первичного воздуха в топке. Под колосниковой решеткой к газовой смеси добавляется кислород из вторичной циркуляции воздуха. Полученная смесь уже является горючей. Она горит и выполняет полезную функцию (например, нагревает воду в теплообменнике), а выделяемое тепло возвращается к органическому топливу и поддерживает процесс тления.

Основные особенности пиролизных котлов

Основные особенности котлов, основанных на пиролизной технологии, заключаются в следующем.

1. Возможность изготовления из недорогих строительных материалов.
2. Большая продолжительность одного цикла пиролиза, достигающая примерно 30 часов,
3. Полная взрыво- и пожаробезопасность.
4. Простая конструкция, удобная для собственного производства.
5. Широкий спектр используемого древесного топлива (от классической древесины до пеллет).
6. Высокая экологичность котлов, низкое количество продуктов сгорания.

Как часто следует добавлять дрова?

В обычных плитах топливо необходимо доливать не реже чем каждые два часа. Причина этого заключается в высокой интенсивности горения данного типа плит. Большая часть тепла буквально вылетает в окно. КПД таких котлов минимален, к тому же остается много остатков, которые приходится регулярно утилизировать.

С другой стороны, если поток кислорода ограничен, время горения значительно увеличивается. Тепло выделяется не только в процессе тления-пиролиза, но и в результате сгорания выделяющихся газов. Следовательно, время работы на одной загрузке может увеличиться до суток и более.

Особенность конструкции

Каждый "котел длительного горения" оснащен внушительных размеров камерой, в которую загружается топливо. Чем больше камера, тем дольше время горения дров.

В настоящее время в котлах длительного горения TT используются две технологии, которые успешно конкурируют друг с другом. Это принцип Булериана и метод Стропува.

Из-за высокой цены "Струпува" и сложности конструкции этот метод не так популярен в России. Зато по методу Булерьяна народные умельцы с большой отдачей конструируют приборы для отопления дачных и загородных домов.

Котел по методу Булерьяна выглядит следующим образом: металлический корпус, внутри которого находятся две камеры. В нижней камере происходит сгорание топлива, а во второй сжигается газ, поступающий по трубе из первой камеры.

Дверца для загрузки топлива расположена в верхней части корпуса котла, так как вся нижняя часть рассчитана на большую загрузку.

В верхней части котла находится дымоотвод, который соединяется с дымоходом. В нижней части находится зольная камера, через которую происходит очистка котла.

Стоит упомянуть еще об одном моменте. В стандартных печах ящик для золы выполняет функцию зольника, через который продувается воздух, необходимый для горения. Однако здесь зольный отсек полностью герметичен, так как воздух поступает через верхнюю воздушную камеру, которая действует как рекуператор.

Подача кислорода в котел регулируется заслонкой в верхней воздушной камере. По мере сгорания дров топливо постепенно оседает, и распределитель опускается. Это обеспечивает бесперебойную подачу кислорода.

Чтобы загрузить новую порцию топлива, просто потяните рычаг вверх, возвращая распределитель в исходное положение. По положению рычага легко определить, сколько топлива осталось в котле и когда следует произвести следующую загрузку.

Преимущества и недостатки

Из-за больших размеров, сложности конструктивной схемы, такой агрегат целесообразно использовать для отопления большого дома. Однако для небольшого дачного домика такой вариант не подходит, поскольку не оправдывает экономическую эффективность.

Преимущества

• высокий КПД (около 95 %)
• автономность системы отопления
• экономичность;
• надежность и долговечность;
• высокий КПД
• доступность топлива;
• экологически чистый вариант отопления дома;
• универсальность топлива (уголь, дрова, опилки, пеллеты).

Недостатки

• громоздкая конструкция;
• для установки требуется специальное помещение для оборудования;
• сложность конструкции и монтажа;
• необходимость постоянной чистки.

Не стоит покупать сборный котел, так как его цена в несколько раз выше, чем у обычных плит. Такой проект можно сделать самостоятельно, если у вас есть хотя бы небольшой опыт в строительстве и ремонте.

Самодельная печь имеет самодельный внешний вид

Самодельная конструкция, по сравнению со своим заводским аналогом, имеет ряд преимуществ:

• низкая себестоимость;
• Возможность сделать котел универсальным для любого вида топлива;
• Возможность усовершенствования конструкции и увеличения мощности.

Единственная сложность – цилиндрическая форма котла. Без прокатного стана очень сложно придать металлу такую форму.

Однако есть хорошее решение. Вы можете использовать пустые пропановые баллоны или любые трубы подходящего диаметра. Выбирайте трубы с толщиной стенки не менее 5 мм.

Для деревни или небольшого дома можно сделать небольшую кирпичную печь и наслаждаться ее эффективностью. Для дома большой семьи это менее практично, так как требует большого запаса дров на зиму. Уход за простой плитой, по сравнению с котлом с длинным очагом, намного сложнее, а большая разница температур в помещениях, удаленных от плиты, не позволяет создать комфортный микроклимат в доме.

Меры предосторожности

Необходимо соблюдать следующие важные правила установки самостоятельно построенного котла:

• Для установки отопительного прибора должно быть предусмотрено отдельное котельное помещение;
• В котельной должна быть установлена эффективная система вентиляции. Минимальный размер вентиляционного отверстия должен составлять 100 см2 ;
• Расстояние между отопительным прибором и другими поверхностями и предметами должно быть более 20 см;
• Перед растопкой котла положите на пол стальной лист толщиной не менее 3 мм;
• Установите котел на предварительно сделанное основание из кирпича или бетона;
• Дымовая труба должна быть надлежащим образом теплоизолирована. Без теплоизоляции процессы конденсации, образования сажи и другие проблемы будут протекать более интенсивно. Это негативно скажется на эффективности работы прибора и сроке его службы.

Наконец, необходимо проверить эффективность работы котла. Для этого достаточно пробной загрузки топлива. Если в дыме нет запаха угарного газа, это означает, что эффективность котла в порядке, и вы можете без опасений использовать его для отопления дома.

Чем топить пиролизный котел?

Виды топлива

Для отопления пиролизного котла можно использовать следующие виды топлива

• древесина;
• торфяные брикеты
• антрацит
• древесные гранулы и брикеты;
• бурый уголь;
• кокс.

Перечисленные виды топлива различаются по теплотворной способности. КПД прибора напрямую зависит от теплотворной способности. Топливо с более низкой теплотворной способностью может снизить КПД котла на 30% и более.

Наиболее часто используемыми видами топлива для сжигания в пиролизных котлах являются брикеты и пеллеты. Брикеты могут быть изготовлены из древесины, соломы или торфа. Идеальными являются брикеты, изготовленные методом прессования. Брикеты, изготовленные из опилок, можно использовать только в сочетании с бурым углем или дровами.

Древесина или солома также могут быть использованы для изготовления пеллет. Материал прессуется аналогично брикетам.

Нередко для заправки пиролизных котлов используются дрова. Важно! Для обеспечения максимальной эффективности и снижения расхода топлива следует использовать дрова с содержанием влаги не более 20%.

В целом, выбор топлива должен основываться на местности, в которой расположен дом. Если вы живете в лесистой местности, хорошим выбором будут дрова. Те, кто живет в степях, предпочитают в качестве топлива для отопления уголь.

Конструкция котла

Основное отличие между стандартным котлом и пиролизным котлом заключается в том, что первый вариант имеет 1 камеру сгорания, а второй – 2. Между ними проходит колосниковая решетка, в нижней части которой горит само топливо и твердые остатки, а в верхней – пиролизные газы. Такое расположение камеры сгорания позволяет оптимизировать процесс, увеличить время горения топлива и максимизировать КПД.

Рисунок 2 Схема пиролизного котла

Процесс пиролиза возможен только при ограниченном количестве воздуха, когда топливо не горит, а тлеет, выделяя больше газа.

К особенностям пиролизного котла также относится повышенное аэродинамическое сопротивление в дымоходе из-за отсутствия воздуха и реакции углерода с пиролизным газом. Принудительную тягу обеспечивает электрический вентилятор, и, собственно, поэтому пиролизные котлы попадают в категорию энергонезависимых приборов.

Стоимость самодельной модели

Конечно, главная причина, по которой пиролизные котлы делают своими руками, разыскивая чертежи и принцип работы, – банальная экономичность. Средняя по региону стоимость готового котла составляет от 36 000 рублей (мощность 10 кВт, площадь 100 м2) до 140 000 рублей (мощность 38 кВт, площадь 300 м2). При самостоятельном изготовлении котла можно сэкономить от 500 до 1 500 рублей на материальных и трудовых затратах.

Видео 1 Пиролизный котел 15-25 кВт – изготовление и тестирование

В любом случае, такую работу нельзя назвать дешевой или легкой, поэтому прежде чем вы решите сделать пиролизный котел своими руками, оцените свои возможности, изучите все чертежи и тщательно подберите необходимые материалы.