Изготовление пиролизных котлов своими руками

Стремясь сэкономить на отоплении, многие домашние «мастера-самоделкины» изготовляют различные приспособления. Котел своими руками, который часто можно увидеть в частном доме – одно из таких полезных устройств.

Принцип работы твердотопливных котлов и их устройство

Твердое органическое топливо является самым древним источником энергии для человечества. Отказаться от него полностью, даже в современном мире, невозможно. Тем более, что кроме дров и каменного угля сегодня появилось множество других видов горючих твердых веществ:

  • брикеты из торфа – высушенный и спрессованный торф выделяет много тепла при сгорании;
  • брикеты из отходов деревообрабатывающего производства – сжатые опилки, стружка и кора деревьев;
  • березовый уголь – такой же, как для мангала;
  • переработанный мусор со свалок;
  • топливные отопительные гранулы – мелкое топливо, полученное прессованием опилок. Могут подаваться автоматически;
  • обычные сухие опилки.

Из чего состоит пиролизный котёл

Принцип разложения топлива и дожиг получившихся газов используется в пиролизных котлах. Сгорание происходит при высокой температуре и полностью.

Конструкция таких котлов сложнее обычных колосниковых, они дороже, но гораздо эффективнее.

Пиролизный котёл состоит:

  1. Из первичной камеры. Она напоминает топку обычного котла, в которую загружается топливо. В зависимости от конструкции горение может происходить как внизу топливной камеры, так и сверху вниз.
  2. Вторичной камеры. В ней происходит смешивание пиролизных газов с вторичным нагретым воздухом и жаркое горение получившейся смеси. Благодаря высокой температуре происходит полное окисление углерода до углекислого газа.
  3. Системы поступления, разделения и подогрева воздуха. Бывают котлы на естественной тяге или с принудительной подачей воздуха.
  4. Системы теплообмена и дымоудаления.
  5. Автоматики управления.

Преимущества и виды котлов длительного горения

У твердотопливных котлов долгого горения есть несколько основных преимуществ:

Преимущества и виды котлов длительного горения

Данные котлы представляют собой альтернативу отоплению при помощи газа. Отопительный котел длительного горения или ТТ котел считается практичным и отличается простотой в использовании.

Если воздух в комнате у ребенка слишком сухой, стоит задуматься о покупке увлажнителя.

Собираем осушитель воздуха своими руками: схема и принцип работы.

Зачем нужен дренаж на участке? Как обустроить дренажную систему вокруг дома своими руками.

Преимущества и виды котлов длительного горения

Кроме того, для него характерен сравнительно длительный срок эксплуатации. К тому же это лучшие модели по таким показателям, как экологичность с экономичностью и количество потребляемого топлива.

На сегодняшний день на рынке производители представляют три разновидности:

Преимущества и виды котлов длительного горения
  • классический;
  • пиролизный;
  • шахтный.

Пиролизный

Преимущества и виды котлов длительного горения

Твердотопливные пиролизные котлы сверхдлительного горения работают по принципу сжигания древесного газа, что выделяется при тлении дров. Их отличительной характеристикой является пламя, напоминающее пламя либо паяльной лампы, либо газовой горелки. В процессе горения температура внутри нижней камеры составляет около 12000 С.

Благодаря тому, что сгорание происходит в направлении сверху вниз, а главный теплообменник устроен в нижней части, осуществляется наиболее эффективная теплопередача, а также нагрев самого теплоносителя.

Преимущества и виды котлов длительного горения

Основное преимущество заключается в том, что на одной загрузке аппарат работает до полного выгорания топлива. Прибор функционирует по принципу пиролизного сжигания, при котором недостаточное количество кислорода и высокая температура приводит к разложению дерева на летучее вещество, вызывающее горение.

К преимуществам пиролизного типа относятся:

Преимущества и виды котлов длительного горения
  1. Высокий КПД, составляющий около 85%
  2. Загрузочный люк больших размеров, что дает возможность легко чистить камеру сгорания
  3. Для изготовления теплообменника используется толстый лист высококачественной стали
  4. Мощный вентилятор
  5. Электронной системой управляют благодаря циркуляционному насосу
  6. Могут применяться для отопления промышленных помещений
Читайте также:  Особенности кладки печи с камином своими руками

Классический отопительный

Преимущества и виды котлов длительного горения

Модели классических твердотопливных котлов имеют топку с увеличенным объемом, поэтому продолжительность сгорания так же увеличена. Они работают на:

  • длиннопламенном или буром угле;
  • брикетах из древесины;
  • дровах.
Преимущества и виды котлов длительного горения

Такие котлы отличаются относительно малым КПД и достаточно коротким периодом работы на одной закладке топлива. Преимуществом аппаратов данного вида можно назвать достаточно низкую цену — от 30000 рублей.

Советуем приобретать котел классической компоновки в качестве резервного, при использовании газового котла отопления.

Преимущества и виды котлов длительного горения

Шахтный

Котлы длительного горения шахтного типа предназначаются для сжигания разнообразных сыпучих материалов. Вентилятор, подающий поток воздуха в топку, управляется с помощью микропроцессора, который автоматизирует и оптимизирует процесс сжигания. Они отличаются огромными размерами и весьма сложной конструкцией.

Преимущества и виды котлов длительного горения

Есть несколько преимуществ:

  • Имеет уникальную конструкцию;
  • Есть загрузочная дверца с достаточно большим сечением и огромный бункер;
  • В качестве основного топлива может использоваться любой материал;
  • Температура выбросов не превышает норму.

Чем опасно отсутствие вентиляции в частном доме? Как сделать вентиляцию в частном доме своими руками схема.

Как быстро собрать надежный водопровод из металлопластика, подробности в нашей статье.

В заключение

Газогенераторные котлы являются довольно сложными конструкциями. Для того, чтобы изготовить их своими руками необходимо иметь некоторые навыки изготовления подобных агрегатов и, кроме того, подробные чертежи той или иной конструкции. Представленные здесь схемы пиролизных котлов отражают лишь общие принципы их устройства и могут быть использованы, как основа для составления таких чертежей своими руками, на основании расчетов их параметров, с учетом необходимой мощности, длительности горения и других критериев. Но сделать это не так просто. Лучше всего, найти и использовать уже готовые чертежи самодельных пиролизных котлов, работающих по той или иной, заинтересовавшей вас, схеме. Некоторые из них мы постараемся рассмотреть в следующих статьях этой рубрики.

Что потребуется?

Потребуется небольшой набор инструментов, материалов, схемы, эскизы конструкций отопительных котлов.

Инструменты

Вопрос инструментов не настолько важен, как уровень мастерства мастера. Простых навыков начинающего сварщика в гаражной мастерской будет совершенно недостаточно. Уровень требуется выше среднего. Причина требований — работа при высоких температурах, давлении горячей воды. Если сварные швы будут недостаточно качественными, вероятна течь, разрыв.

При сварке деталей рекомендуется использовать двойные швы. Увеличивает расход сварочных электродов, проволоки для полуавтомата, но гарантирует отсутствие течей или прогаров в ходе длительной топки зимой. Швы — уязвимое место самодельного котла.

Что потребуется?

Потребуются следующие инструменты:

  1. Сварочный инверторный аппарат
  2. Сварочный полуавтоматический аппарат
  3. Угловая шлифмашина
  4. Высокоскоростная дрель, набор сверл по металлу
  5. Приспособления для фиксации деталей при сварке — струбцины, ваймы
  6. Сварочный стол
  7. Маска сварщика
  8. Пневматический краскопульт

Материалы

Если не уделить должного внимания качеству материалов, изготовленная в результате многочасового труда конструкция не оправдает ожиданий, выйдет из строя после нескольких дней эксплуатации. Чаще появляются течи водяной рубашки, начинает пропускать дым сквозь сварные швы система дымовых оборотов.

Избежать проблем можно только применением качественных материалов:

  1. Листовая сталь термостойких марок
  2. Бесшовные трубы
  3. Строительная арматура
  4. Асбестовые листы, уплотнительные шнуры
  5. Газовые, водопроводные фитинги, манометры, биметаллические термометры
  6. ФОМ-лента
  7. Термостойкая краска

Проект

Представлен ряд схем работы, эскизов с размерами наиболее практичных, технологически простых отопительных конструкций.

Что потребуется?

Твердотопливный котел — схема, основные размеры

Прежде чем выбрать конструкцию, нужно подсчитать потребную мощность. Измеряют в кВт, рассчитывают 1 кВт на 10 кв. метров площади.

Схема с размерами простейшего отопительного котла

Изготовление котла

Пиролизный котёл изготавливается в такой последовательности:

  1. Если для изготовления прибора будет использоваться газовый баллон, бывший в употреблении, то необходимо стравить остатки газа, открутить болты, которые удерживают горловину баллона, и слить газолин. После этого газовый баллон необходимо заполнить водой и выдержать несколько дней.
  2. Затем болгаркой баллон распиливается поперёк немного выше сварочного шва. Таким образом, получится идеально ровный металлический цилиндр длиной более 130 см. Внутри этого цилиндра будет происходить пиролизное горение древесины, но тепло выделяемое во время этого процесса должно быть передано теплоносителю. Теплоноситель будет находиться в рубашке, которая будет “одета” на цилиндрическую камеру сгорания.
  3. Для изготовления рубашки необходимо вырезать из листовой стали 6 пластин: 2 прямоугольные пластины размером 60 * 60 см, и 4 пластины 120 * 60 см. В пластинах размером 60 * 60 см следует вырезать круглые отверстия ровно посередине квадрата. Диаметр этих отверстий должен равняться внешнему диаметру цилиндра, изготовленного из газового баллона.
  4. Чтобы отверстия идеально подходили для размещения в них пропанового баллона, следует установить на пластину обрезанную крайнюю часть баллона ровно посередине и обвести её маркером. Затем, уже по намеченному рисунку, вырезать отверстие с помощью газового резака.
  5. Когда изготовление отверстий в нижней и верхней грани будет закончено, из всех приготовленных ранее пластин сваривается ёмкость высотой 120 см и шириной 60 см. Грани с прорезями будут располагаться соответственно в верхней и нижней части резервуара.
  6. Когда рубашка для баллона будет готова, его помещают внутрь прямоугольного резервуара таким образом, чтобы был отступ от плоскости рубашки сверху около 5 см.
  7. Затем цилиндр тщательно приваривается к плоскости рубашки. К водяной рубашке привариваются два патрубка.
  8. Один в нижней части резервуара, он будет использоваться для входа охлаждённого теплоносителя, другой в верхней части рубашки, через него будет осуществляться забор нагретой жидкости. Оба патрубка имеют диаметр трубы 28 мм.
  9. Когда водяная рубашка будет полностью изготовлена, из металлического “блина”, который образовался при вырезании отверстий для баллона, изготавливается разграничительная пластина. Эта пластина позволит оградить горящий пиролизный газ от топлива, расположенного внутри топочной цилиндрической камеры. С одной стороны к “блину” приваривается уголок 50*50 мм.
  10. Уголок необходимо установить крест накрест. Таким образом, будет поддерживаться постоянный зазор между заградительной перегородкой и тлеющим топливом.
  11. Из верхней части баллона, которая была отпилена, изготавливается крышка, для загрузки топлива внутрь пиролизного котла, а также для отвода продуктов горения древесины в специально смонтированный для такой печи дымоход.
  12. Для того чтобы крышка закрывала топочный цилиндр сверху достаточно плотно необходимо к отпиленной крышке по окружности приварить полосу металла толщиной 1 мм и шириной 50 мм. В верхней части крышки делается отверстие с помощью резака и приваривается отрезок трубы диаметром 112 мм и длиной 0,5 метров.
  13. В нижней части баллона делается отверстие под размер дверцы зольника, которая затем приваривается электросваркой. Дверца должна иметь в своей конструкции надёжное запорное устройство, исключающее самопроизвольное открытие во время работы отопительного прибора.
  14. Для регулировки интенсивности горения топлива рядом с дверцей зольника приваривается патрубок диаметром 28 мм, на котором нарезается резьба и устанавливается водопроводный кран с червячным запорным механизмом. Таким образом, можно будет полностью перекрыть поступление воздуха в камеру сгорания, что приведёт к уменьшению интенсивности горения дров, и этот процесс будет продолжаться не менее 8 часов.
Читайте также:  Варианты отопления частного дома своими руками

Твердотопливный котел длительного горения своими руками: видео инструкция и выводы

Для изготовления некоторых сложных конструкций понадобится предварительное оснащение собственной мастерской. Придется освоить работу со сварочным оборудованием, приобрести специализированные инструменты и приспособления. Если он не пригодятся в будущем, то соответствующие затраты придется учесть при подсчете общей себестоимости.

Создать правильно котёл длительного горения своими руками помогут материалы данной статьи, сведения из чертежей и видео. Но для правильной оценки необходимо проверить, сколько будет стоить выполнение соответствующего заказа с помощью профессионалов.

Твердотопливный котел длительного горения своими руками: видео инструкция и выводы

Фабричные изделия могут стоить дороже, но на них предоставляют официальные гарантии

Рекомендации по подготовке к работе

Нельзя сказать, что сделать пиролизный котел своими руками очень легко. Создание подобного агрегата требует более высоких финансовых вложений по сравнению с обычными котлами. Прежде чем вы решите делать пиролизный котел своими руками, внимательно изучите всю важную информацию по таким агрегатам и объективно оцените свои навыки и умения.

Схема подсоединения пиролизного котла к системе отопления с бойлером.

В последнее время многие предпочитают самостоятельно собирать котлы длительного горения. Существует и большое количество специализированных компаний, которые занимаются изготовлением таких устройств. Какой именно вариант выбрать — ваше решение. Но учитывайте, что, даже обратившись к профессионалам и оплатив разработку проекта и сборку котла, вы все равно потратите гораздо меньшую сумму, чем при покупке уже готового агрегата промышленного производства.

Перед началом работы подготовьте инструменты и материалы, с помощью которых вы сможете собрать котел своими руками. Вам понадобится следующее:

  • электродрель;
  • сварочный аппарат (лучше всего постоянного тока);
  • большая болгарка;
  • листовой металл. Специалисты рекомендуют использовать для сборки этого оборудования металл толщиной 4 мм, но для дополнительной экономии вы можете изготовить корпус из листа толщиной 3 мм, а для создания внутренних деталей использовать материал толщиной 4 мм;
  • разные трубы: диаметром 15,9 см с толщиной стенки 0,45 см; диаметром 5,7 см с толщиной стенки 0,35 см; диаметром 3,2 см с толщиной стенки 0,32 см;
  • профтрубы размерами: 60х30 с толщиной стенки в 2 мм; 80х40 с толщиной стенки 2 мм;
  • стальные полосы: шириной 2 см и толщиной 4 мм; шириной 8 см и толщиной 5 мм; шириной 3 см и толщиной 4 мм;
  • электроды;
  • шлифовальные и отрезные круги диаметром 125 мм и 230 мм соответственно;
  • дутьевой вентилятор;
  • датчик температуры.
Читайте также:  Коды ошибок и неисправности газовых котлов Baxi: самые распространенные проблемы и способы устранения -

По желанию вы можете создать пиролизный котел других размеров, но лучше, чтобы размер внутренней камеры практически не изменялся.

Процесс пиролиза древесины.

Насколько технология пиролиза эффективнее прямого сжигания

В котлах прямого горения КПД редко выше 75-80%, и это в идеальных условиях сгорания качественного топлива. К примеру, 1 кг древесины с влажностью 20% может выдать 3,9*0,75 = 2,925 кВт тепловой энергии (удельная теплотворность древесины – 3,9 кВт/кг). Каменный уголь с влажностью 10% выдает 7,5*0,75 = 5,625 кВт (удельная теплотворность каменного угля – 7,5 кВт/кг).

При пиролизной технологии горения КПД сегодня часто достигает 92% и из того же топлива агрегат выдаст:

  • 1 кг древесины – 3,9*0,92 = 3,588 кВт (+22,7%);
  • 1 кг каменного угля – 7,5*0,92 = 6,9 кВт (+22,7%).

Существенная разница показывает, сколько тепла недополучено при выбросе, а не сжигании сопутствующих газов (соответственно, при различной разнице в КПД результаты будут другими).

Использование эффективного управления горением при пиролизе позволяет значительно увеличить время работы котла в режиме поддержания температуры теплоносителя, что еще более усиливает аккумулирование тепловой энергии. Температура горения пиролизных газов выше, чем при классическом способе, поэтому выход на заданный режим происходит гораздо быстрее.

Как и каким углем лучше топить бытовой твердотопливный котел

Конструкция и составные части

Перевозимые агрегаты строят из жаропрочной нержавейки. Устройство состоит из сушильного реактора, пиролизного реактора, камеры охлаждения твёрдых пиролизных продуктов и реактора, в котором охлаждается и конденсируется парогазовая смесь углеводородов.

Модули мобильного агрегата установлены на единую раму. В процессе утилизации отходы непрерывно двигаются сквозь реакторы по шнековым транспортёрам. Система подачи отходов работает от мотор-редуктора, движение передаётся зубчатой или цепной передачей. Сама установка перемещается на автоприцепе или грузовом шасси.

Компоненты простейших стационарных установок немного другие, но принцип работы тот же:

  • реторта — ёмкость для отходов, устойчивая к нагреву;
  • топочная камера — отсек, в котором проходит нагрев ТБО и сам пиролиз;
  • теплообменник — устройство для охлаждения и конденсации газа до состояния жидкости.

Продвинутое оборудование оснащено сушильными камерами, измельчителями, датчиками температуры, концентрации веществ в выбросах и т.п.