Пиролиз — это процесс замедленного горения твердого топлива с образованием газообразных продуктов. Несмотря на сложное звучание термина, построить пиролизный котел можно своими руками, и такие самоделки встречаются довольно часто.
Простота обслуживания, часто большая эффективность и экономия — объяснение популярности газогенераторных котлов на дровах по сравнению с подобным оборудованием.
Принцип действия пиролизных котлов
Котел системы отопления с твердым топливом включает не только традиционные модели, но и пиролизные конструкции. Их часто называют газогенераторными котлами.
Для постижения принципа работы домашнего пиролизного котла целесообразно детально изучить его устройство. Начнём с рассмотрения топки как ключевой части нагревательной конструкции. По своей сути, рабочее пространство топливной камеры пиролизных котлов разделено на две отделённые друг от друга камеры.
В одной из камер загружается твердое топливо: дрова, пеллеты, брикеты и так далее. В этой части начинается первичный процесс горения топлива с ограниченным поступлением воздуха. При таких условиях топливо не горит, но тлеет. Газы, выделяющиеся при медленном горении, поступают в другую область камеры — активную, где уже при увеличенном поступлении воздуха интенсивно прогорают.
Подобный процесс сжигания реализуется простым способом. Общая камера разделяется колосниковой решёткой и форсункой. Верхняя часть камеры – пассивная топка, нижняя часть – активная топка. Необходимо учитывать конструктивную особенность – верхнюю подачу воздуха в топливную камеру (верхнее дутье).
Разница конструкции газогенераторного котла от обычного однокамерного, использующего нижнюю подачу, заключается именно в этом.
Для работы пиролизных котлов важно устройство принудительной тяги. Двухступенчатая топка из-за большого сопротивления воздуха не может функционировать без установки воздушного насоса.
Как функционирует котёл на практике?
Практичность оборудования можно продемонстрировать последовательным описанием процесса применения.
- Закладывать дрова значит размещать их на колоснике, который находится в верхней части камеры.
- Инициирование горения топлива и включение дымового насоса.
- Образование древесного газа при температуре 250-850 °С.
- Перемещение древесного газа в нижнюю часть печи.
- เผาไหม้ก๊าซจากไม้เมื่อมีการเติมอากาศเข้าไปเพิ่มเติม.
В нижней части камеры сгорания тепло поступает в систему для нагревания теплоносителя. Теплоносителем может быть вода или воздух.
Внимательно изучив доступные конструкции твердотопливных котлов, главная альтернатива пиролизному котлу – традиционный тип.
Этот вариант котла, работающий на дровах, имеет одну общую топку и использует принцип нижнего притока воздуха в камеру сгорания. Такая система считается менее эффективной и экономичной из-за быстрого выгорания топлива.
При полной загрузке пиролизный котел обеспечивает коэффициент полезного действия 85-95%. При нагрузке ниже 50% КПД падает существенно, поэтому производители советуют эксплуатировать оборудование при максимальной нагрузке.
Подобный подход применим и к самостоятельным устройствам при соблюдении ими классической пиролизной схемы и правил эксплуатации.
Для пиролиза предъявляются строгие требования к условиям эксплуатации.
- обязательное оснащение воздушным насосом;
- допустимая влажность топлива не выше 25-35%;
- нагрузка на оборудование не ниже 50%;
- температура обратного теплоносителя не ниже 60 °С;
- Запуск возможен исключительно с использованием большого резервуара топлива.
Также следует отметить дороговизну пиролизных систем Из-за сложности промышленного производства большой спрос на изделия ручной работы.
Самодельный пиролизный котёл
При создании такой отопительной техники многие используют схему Беляева. Это не самое легкое решение для самостоятельного изготовления нагревателя, но вполне осуществимое.
Для изготовления оборудования по данной схеме мастеру понадобятся:
- труба металлическая (d = 32; 57; 159 мм);
- труба профильная (s = 60х30; 80х40; 20х20 мм);
- стальная полоса (20х4; 30х4; 80х5 мм);
- кирпич шамотный;
- металлический лист;
- воздушный насос;
- температурный датчик.
Для выполнения всех задач требуется комплект слесарных инструментов и сварочный аппарат. навыки сварщикаИзготовить пиролизный котел самостоятельно одному затруднительно.
Для начала нужно изготовить листовые элементы конструкции по выбранной схеме. Рекомендуем подготовить листовые панели, отрезав их размером с помощью специализированного точного оборудования.
Использование угловой шлифовальной машины для резки нуждается в определенных умениях . соблюдения техники безопасности Работа возможна, но не гарантирует точности реза, что влияет на качество сварки. Это необходимо учитывать.
Решение для резки металлических листов – обращение в механическую мастерскую.
Сборка внутренних частей оборудования
Для изготовления топливной камеры из металлических листов требуется соединение и сварка материала соответствующего схеме. В результате должно получиться двухуровневое устройство, которое затем необходимо укомплектовать воздуховодами.
Для изготовления элементов топливной камеры используют металлический швеллер или профильную трубу. Вся площадь фронтальной стороны воздуховода перфорируется.
Ниже уровня активной топочной камеры, на стенке, расположенной поперек воздуховодов, вмонтирована металлическая труба (вторичный подвод воздуха). Затем приступают к работе с трубами, так как настала очередь сборки трубчатого теплообменника.
Для этой части пиролизной системы используют металлические трубы диаметром 57 миллиметров.
- Два металлических листа по размерам чертежа маркируют.
- Подготовленный лист пробивают отверстиями диаметром 60 мм для размещения труб.
- Нарезаются трубы d=57 мм по размеру длины.
- Трубы прикрепляют к листу, соединяя концы в отверстиях и сваривая их.
- Повторяют операцию с другим листом.
В результате получаем готовую установку для теплообмена, которую крепят к корпусу котла по указанной схеме.
Неподалёку от теплообменника, по верхнему уровню, монтируется дроссельная заслонка. Её снабжают рукояткой и приваривают к конструкции. Заглушка торцевой части корпуса дросселя выполнена из листа с патрубком для дымохода.
Осталось лишь собрать переднюю панель топливного бака с окошками для дверей каждой секции и установить модуль воздушного насоса.
Перед установкой лицевой панели внутренние части камер сгорания нужно укрепить шамотным кирпичом.
Рабочие секции топливной камеры котла облицовывают шамотным кирпичом. Места вокруг заслонок воздухоотводящих (подводящих) труб обкладываются с особой аккуратностью. После выкладки кирпича устанавливается фронтальная панель.
На данной стадии основную сборку пиролизного котла можно считать законченной. Собранную конструкцию требуется обработать: удалить окалину от сварки, зачистить сварные швы и выровнять возможные незначительные неровности.
На следующем шаге собирают конструкцию в герметичный корпус из металлических листов, но предварительно проводят опрессовку.
Тестирование и окончательная сборка конструкции
Конструкцию нужно протестировать. Необходимо проверить герметичность области котла, где будет циркулировать теплоноситель.
Теплообменник наполняют водой. Рекомендуется применять горячую воду из системы отопления или горячего водоснабжения для проверки сварных швов при термическом расширении металла.
В отсутствие утечек по швам теплообменника воду сливают и начинают обшивать конструкцию пиролизного котла наружными металлическими панелями. На этом же этапе изготовляют и устанавливают двери оконных секций камеры сгорания.
Двери пиролизной установки проектируют и изготавливают, учитывая воздействие высоких температур. В связи с этим обычно используют чугун с добавочным температурным усилением из шамотного кирпича.
Установка пиролизного котла завершающим этапом проводится по месту эксплуатации на фундаменте или бетонной плите. Высота фундамента (плиты) относительно земли должна быть не менее 100 мм.
После установки и балансировки по уровням нижнюю часть котла крепят к фундаменту. Остаётся присоединить дымовую трубу, установить воздушный насос и подключить магистрали подачи и выхода теплоносителя.
Самостоятельное изготовление пиролизной конструкции котла – трудоёмкое занятие, которое потребует немалых затрат времени и финансов.
Может быть, расходы на материалы и услуги окажутся ниже стоимости заводского оборудования. Вероятно, разница незначительна. Главное — не в деньгах.
Выводы и полезное видео по теме
О создании собственного котла пиролизного типа.
Производство пиролизных котлов без соответствующей базы технически крайне сложное. Для него нужны профессиональные навыки работы с металлом, четкое понимание схем и технологических особенностей изготовления котельного оборудования. Без этого лучше не начинать работу.
Обладаете знаниями о сборке пиролизных котлов? Поделитесь советами и секретами с другими на сайте. Воспользуйтесь блоком под статьёй для вопросов.