Піролізний котел своїми руками - пристрій і принцип роботи

Піролізний котел належить до одного з найефективніших опалювальних приладів, коефіцієнт корисної дії якого становить 90%. Основна частина тепла виробляється за рахунок згоряння газу, що утворюється. Він не вимагає постійного догляду, достатньо однієї закладки палива на добу. Вартість наявних у продажу установок досить висока, тому у багатьох виникає бажання зробити її своїми руками.

Приступаючи до роботи, слід зрозуміти, що знаходиться всередині агрегату, як взаємопов'язано і впливає на тривале горіння і піроліз. Креслення допоможе в цьому розібратися, а покрокова інструкція проведе по всіх етапах монтажу. Важливо відповідально підійти до вибору матеріалу, щоб не витратити даремно свої гроші і час.

Виготовлення піролізного котла своїми руками

Частіше домашні майстри використовують популярну схему Бєляєва, доступну для реалізації. Її потужність 25 кВт. Слід підготувати сталеві аркуші, розклавши їх на столі. Беруть креслення і завдають розміри на метал, роблячи це дуже ретельно, щоб не було найменшого відхилення від параметрів. Потім болгаркою нарізають заготовки.

Роботу починають з топок. Їх основа - бічні стінки, однакові ліворуч і праворуч, які з'єднуються спереду листом металу. У ньому попередньо прорізають прямокутні отвори, в які будуть встановлені дверцята. Нижня призначена для обслуговування камери згоряння газу, а верхня - для завантаження палива. Розміри конструкції представлені на чертежі:

A - прилади контролю; B - завантажувальні дверцята; C - зольникова кришка; D - димос; E - муфта для приєднання температурного датчика - дюйма; F - патрубок аварійної лінії (встановлюється запобіжний клапан); G - подача теплоносія; H - підвод холодної води, R ­; K - підвід гарячої води; L - зворотна магістраль; M - розширювач.

З усіх боків камери закриваються аркушами, які відповідають зовнішнім габаритам топок. До закінчення монтажу внутрішніх частин їх не приварюють. Для керівництва подальшим процесом пропонується покрокова інструкція.

Двокамерну топку доповнюють повітроводами. Застосовують профільну трубу 60 ^ 30 або для зручності металевий швеллер. Всередині по всій площі висверлюють невеликі отвори.

Нижче в топковій камері на поперечній стінці приварюють патрубок для вторинної подачі кисню. Далі приступають до теплообмінника в такій послідовності:

• на листі металу робиться розмітка для двох заготовок;
• в них звіряться отвори 60 мм;
• нарізаються труби діаметром 57 мм необхідної довжини;
• їх кінці вставляють в дірки на одному аркуші і обварюють;
• аналогічно чинять з іншою стороною.

За верхнім рівнем теплообмінника поруч встановлюється заслінка димоходу. Вона оснащується рукояткою з можливістю фіксації в будь-якому положенні. У торець корпусу вварюються шматки листового металу для приєднання димової труби.

Внутрішній простір камер згоряння футерують шамотною цеглою. Його розрізають алмазним колом за розмірами, частину - під кутом, щільно підганяють по місцю. Внутрішні роботи закінчені, можна приварювати задню стінку, верхню і нижню.

Основний етап складання піролізного котла завершено. При бажанні встановлюють вентилятор. Конструкцію обробляють - прибирають окаліну від зварювання, підчищають шви, підправляють нерівності. З більш тонкого металу (3 або 4 міліметри) робиться зовнішній кожух. Для монтажу рекомендується застосовувати куточки. Вони з'єднуються зварюванням через отвори в аркушах, які попередньо зроблені по краях. Перед пуском перевіряють герметичність водяної сорочки. Її наповнюють водою і накачують повітря з надмірним тиском. Неякісні шви протечуть.

Котел на дровах - основні переваги

Серед інших достоїнств, якими володіють ці пристрої, слід назвати те, що в них необхідна температура зберігається помітно довше, ніж у звичайних моделях. Цей ефект пов'язаний з підвищеним ККД і збільшеною завантажувальною камерою. Зустрічаються і такі моделі, яким достатньо однієї закладки палива для підтримки нормальної роботи протягом доби.

Переваги і недоліки піролізних котлів

• Котел протягом тривалого часу здатний підтримувати високу температуру
• Невеликі витрати на енергоносії. При однаковій кількості деревини, яка використовується для опалення, піролізний котел працює на 6-9 годин довше, ніж дров'яний котел
• У продуктах розпаду міститься мінімальна кількість шкідливих речовин
• Як паливо можна використовувати деревні плити і деякі види полімерних матеріалів

До недоліків можна віднести такі нюанси:

• Висока вартість обладнання на вітчизняних ринках
• Використовуване паливо має бути якісно просушене перед завантаженням. В іншому випадку ефективність піролізного котла помітно падає
• Залежність від електромережі. Для підтримки процесу горіння необхідно посилювати повітряний потім за допомогою вентилятора, який підключається до мережі

Класична модель піролізних котлів

Ще одна особливість піролізного котла - наявність примусової тяги. Підвищений аеродинамічний опір обумовлює необхідність встановлення спеціального димососу або вентилятора, який забезпечуватиме подачу кисню.

Необхідні інструменти та матеріали для збирання

• Електрозварювання. Рекомендується використовувати моделі, що працюють від постійного струму
• Дрель
• Велика шліфувальна машина для кутів (з можливістю встановлення кола з діаметром 230 мм). Також бажано мати коло з діаметром 125 мм, але можна обійтися і без такого

Після придбання всіх необхідних інструментів потрібно знайти відповідні матеріали, з яких буде збиратися піролізний котел:

• Якісне листове залізо. Металевий лист повинен бути товщиною від 4 до 6.5 мм, а його загальна площа - не менше 7 кв. м.

Піролізний котел рідше потребує чистки

Відпрацьовані гази завдають меншої шкоди навколишньому середовищу та здоров'ю людей через знижену концентрацію канцерогенних речовин. Під час роботи піролізного котла відбувається реакція за участю газу і активного вуглецю. З цієї причини виходять з апарату димові гази містять у своєму складі в основному лише водяний пар і вуглекислий газ.

Слід згадати про іншу важливу перевагу газогенераторних апаратів. У цих установках реалізована можливість вибору підходящої потужності в діапазоні 30-100%. Процес спалювання палива в котлах супроводжується одночасною утилізацією відходів, що виключає викид забруднень у навколишнє середовище. Ці апарати можуть переробляти такі відходи, як гума, пластмаса і полімери. Водночас на роботу котлів впливає якість палива, їм потрібне електроживлення, а самі вони відрізняються великими габаритами.

Чим топити піролізний котел?

Піролізний котел

Види палива

Для топки піролізного котла можна використовувати:

• дрова;
• торф у брикетах;
• антрацит;
• деревні гранули та брикети;
• буре вугілля;
• кокс.

Перераховані види палива розрізняються за калорійністю. Від цього показника безпосередньо залежить ефективність роботи агрегату. Застосування менш калорійного палива може зменшити ККД котла на 30% і більше.

Чим топити котел

Чим топити котел

Найчастіше для топки піролізних котлів використовують брикети і пелети. Брикети можуть виготовлятися з деревини, соломи і торфу. Ідеальний варіант - брикети, виготовлені за методом пресування. Ті ж брикети, які виготовляються з тирси, рекомендується використовувати тільки в комплексі з бурим вугіллям або дровами.

Для виготовлення пелетів теж може використовуватися деревина або солома. Матеріал пресується подібно до брикетів.

Нерідко для топки піролізних котлів використовуються дрова. Важливо! Для забезпечення максимальної ефективності роботи обладнання та зменшення витрати палива потрібно використовувати деревину вологістю не більше 20%.

В цілому ж при виборі палива слід враховувати особливості місцевості, в якій знаходиться ваш будинок. Якщо ви живете в оточенні лісів, найбільш доцільним варіантом буде використання дров. Жителям степових смуг, як правило, вигідніше топити вугіллям.

Якщо в місці вашого проживання доступне будь-яке паливо, вибирайте найкалорійніше. Цим ви забезпечите найбільш високий ККД обладнання при мінімальній витраті.

Котел піролізний

У чому ефективність піролізного котла?

Тривалість використання дров'яних котлів може бути різною. На цей параметр впливає велика кількість факторів:

• температура навколишнього середовища;
• температура, яка повинна бути створена в приміщенні;
• утеплення будинку;
• вологість;
• тип палива, що використовується;
• дотримання розмірів, визначених проектом опалювальної системи.

Можна не сумніватися, що за ефективністю роботи з ними не зрівняються традиційні установки.

Робимо піролізний котел своїми руками

З кожним роком все більше з'являється бажаючих купити опалювальні котли з піролізним спалюванням. Адже ці апарати дозволяють не думати про необхідність купувати природний газ, ціна на який останнім часом підвищується. Зараз у продажу можна зустріти досить надійні газогенераторні установки, що володіють необхідними технічними параметрами. Однак через їх високу вартість не всі споживачі наважуються на їх покупку.

Якщо згадати про нещодавно проведену будівельну виставку, то на ній відвідувачі змогли познайомитися зі звичайним котлом вітчизняного виробництва вартістю від 1 тис. дол. З цієї причини у більшості споживачів і виникає бажання виготовити піролізні котли своїми руками.

Інструмент для роботи

Для виготовлення саморобного котла на дровах мало одного бажання. Потрібно також підготувати і необхідні інструменти. Природно, це займе якийсь час, однак, якщо постаратися, то цю задачу зможе вирішити кожен.

Перше, що необхідно зробити - дізнатися якомога більше про цю установку. Необхідно відразу визначитися, як саме буде проходити горіння - на колосниках або ж з лужною пальником. Вже після цього можна відправлятися в найближчий магазин за відсутніми деталями. Для створення саморобного піролізного котла необхідно підготувати наступні матеріали:

• труба зі сталі товщиною 4 міліметри;
• 4-міліметровий лист сталі;
• кілька профільних труб;
• електроди;
• 20-міліметровий круглий прут;
• відцентровий вентилятор;
• шамотна цегла;
• автоматика, що регулює температуру;
• гайки і болти;
• азбестовий шнур.

Принцип роботи

Оцінити переваги піролізних котлів неможливо без розуміння загальних принципів роботи. І спочатку, що таке піроліз?

По суті, це розкладання природних сполук при мінімальній кількості повітря. У стандартному котлі дрова згорають при температурі 900-1200 ° С при нормальному доступі повітря, на одну закладку дров йде близько 3-4 годин з виділенням порядку 4900 калорій тепла.

Таблиця 1 Теплотворна здатність дров різних порід деревини

У піролізному котлі тверде паливо згорає при меншій - 300-850 ° С температурі, при цьому відбувається розпад на наступні елементи - на твердий осад і газ. При відсутності кисню в окремій камері паливний (піролізний газ) вступає в реакцію з вуглецем і додатково переробляється, за рахунок чого збільшується теплопровідність.

Таким чином, при сухій перегонці (процес піролізу) крім твердого палива додатково згорає твердий осад і одночасно з ним піролізний газ. Все це в комплексі збільшує час прогорання однієї закладки дров до 12 годин (порівняйте зі звичайними 3-4 годинами) і коефіцієнт корисної дії котла до 85-90% при стандартних 65-70%.

Плюси і мінуси обладнання

Будь-який агрегат відрізняється як позитивними, так і негативними характеристиками. Для того, щоб зробити правильний вибір, їх необхідно адекватно оцінити.

Плюси:

• підтримання певної температури горіння в автоматичному режимі;
• збільшений час прогорання закладки на тлі підвищеного ККД котла;
• можливість використовувати різні види твердого палива, аж до продуктів переробки деревообробної та сільськогосподарської промисловості.

Не рекомендується використовувати більше третини загальної кількості палива полімери і гуму.

Мінуси:

• великі габарити котла за рахунок збільшеної камери згоряння;
• особливі вимоги до твердого палива - дрова повинні бути абсолютно сухими

При закладенні палива навіть 25% вологості сповільнюється процес виділення газів, що призводить до зниження температури теплоносія і падіння ефективності.

• енергозалежність - під час роботи котел споживає електрику для роботи вентилятора, що створює примусову тягу, та автоматики;
• ціна - це найголовніший недолік, який змушує відмовитися від покупки.

Саме тому ми пропонуємо зробити піролізний котел своїми руками, креслення і принцип роботи дивіться далі в статті.

Пристрій котла

Принципова різниця стандартного і піролізного котла полягає в тому, що в першому варіанті 1 камера згоряння, а в другому - 2, між якими пролягає колосникова решітка, в нижній згорають власне паливо і твердий залишок, а у верхній - піролізні гази. Саме така організація топкових камер дозволяє оптимізувати процес, збільшити час згоряння палива і максимально збільшити ефективність.

Фото 2 Схема пристрою піролізного котла

Процес піролізу можливий тільки при обмеженому доступі повітря, коли паливо не горить, а фактично тліє, виділяючи більшу кількість газу.

До числа особливостей піролізного котла відноситься і підвищений аеродинамічний опір у димоході за рахунок відсутності повітря і реакції вуглецю з піролізним газом. Примусову тягу забезпечує електровентилятор, власне, саме з цієї причини піролізні котли і відносяться до категорії енергозалежного обладнання.

Вартість саморобної моделі

Безумовно, основна причина, чому приймаються за виготовлення піролізного котла своїми руками, шукають креслення і принцип роботи - банальна економія. В середньому по регіонах вартість готового котла варіюється від 36 000 руб. (потужність 10 кВт, площа 100 кв. м.) до 140 000 руб. (потужність 38 кВт, площа 300 кв. м.). При самостійному виготовленні котла виходить заощадити від 500 до 1500 у.о. за рахунок вартості матеріалів та особистої праці.

Відео 1 Піролізний котел 15-25 кВт - виготовлення та випробування

У будь-якому випадку, цей вид робіт не можна назвати недорогим або легким, тому перш ніж зважиться зробити піролізний котел своїми руками, оцініть свої можливості вивчіть всі креслення і підберіть саме ті матеріали які необхідно.

Як зробити піролізний котел?

Інструменти:

• електродугова зварювання та 3-4 пакети електродів;
• дриль;
• мала болгарка (коло 230).

Фото 3 Процес зварювання металу

Матеріали:

Найменування	Розміри	Кількість
Труба	^ 57 мм, товщина стінки 3,5 мм	8 м
^ 159 мм, товщина стінки 4,5 мм	1 м
^ 32 мм, товщина стінки 3.2 мм	1 м
—	—	—
Профільна труба	60 30 мм, товщина стінки 2 мм	1,5 м
80 40 мм, товщина стінки 2 мм	1 м
20х20, товщина стінки 2 мм
—	—	—
Смуга сталева	20х4 мм	7,5 м
30х4 мм	1,5 м
80х5 мм	1 м
—	—	—
Шамотна цегла	15 шт
Лист металевий	4-5 мм	7-10 кв.м.
—	—	—
Кола для болгарки	^ 230 мм	10 шт
Ø 125	5 шт
—	—	—
Датчик температури	1 шт
Дутьєвий вентилятор	1 шт

Фото 4 Дутьєвої вентилятор

Цей перелік не передбачає асортименту слюсарного інструменту та деяких допоміжних деталей. Цілком можливо, що деякі з них доведеться докуповувати - але в цілому, навіть на цьому етапі можна розрахувати собівартість котла.

Креслення піролізного котла (за схемою Бєляєва) 25-40 кВт

Фото 5 Детальний креслення піролізного котла

Якщо є можливість, зробіть 3D схему внутрішньої будови котла, щоб зрозуміти основу його будови і приступити до виготовлення.

Фото 6 3D схема внутрішньої будови котла з розмірами

Процес виготовлення своїми руками

Різка болгаркою ніколи не дасть ідеально рівного зрізу - так може рубати метал тільки гільйотина. Не варто економити на рубці металу, це може дорого обійтися.

1. Купуючи металеві листи і труби на металобазі, заздалегідь домовтеся про те, щоб розрізати їх на необхідні фрагменти. Надалі це значно скоротить час і дасть можливість отримати рівні шви.

Фото 7 Рубка металу

1. З двох частин починайте збирати камери котла - згоряння і газову
2. Коли зроблені обидві камери, до їх задньої частини приварюєте повітровідводи і стінку. На фото для зручності канал зроблений з швелера, але також можна його зробити і з профтруби 60х30, для чого попередньо наріжте невеликі вентиляційні отвори.
3. У топковій камері робите отвір для повітряної труби і приварюєте до неї патрубок. Зверніть увагу, ця труба повинна бути з'єднана з котлом профтрубою 20х20.
4. Виготовлення трубчастого теплообмінника - на заготівлі вирізаєте кілька отворів під трубу D57 мм.
5. Труба D57 мм нарізається на шматки рівної величини, які після виставляються на пластину і приварюються по периметру.
6. Далі теплообмінник приварюється дуговим зварюванням до котла і робиться дросельна заслінка
7. На камери приварюється передня стінка, де попередньо нарізаються 2 отвори - для труби вхідного і вихідного повітря