Пиролизный котел своими руками: принцип работы, видео уроки

Принцип работы пиролизного котла

Применительно к отопительным котлам пиролиз – это сжигание топлива с недостаточным количеством кислорода. При этом топливо выделяет большое количество газов, почти все из которых легко воспламеняются.

Эти газы направляются в специальную камеру сгорания и камеру дожигания, куда подается вторичный воздух. Газовоздушная смесь воспламеняется с выделением большого количества тепла.

Выделяется гораздо больше тепла, чем можно получить при обычном сжигании дров или угля. Дело в том, что многие летучие вещества, образующиеся при сгорании топлива, имеют очень высокую температуру горения.

В результате пиролизные котлы получают больше тепла из того же количества топлива.

Из-за специфики процесса горения (выделение большого количества газов) такие установки еще называют газогенераторными котлами.

Особенностью конструкции пиролизных котлов является топка, состоящая из двух камер. В одну (чаще верхнюю часть топки) помещают топливо, в ней выделяют газы, поэтому эту часть называют газогенерирующей камерой.

Через узкую горловину газы попадают во вторую камеру — дожигающую. Здесь они смешиваются с вторичным воздухом, воспламеняются и сгорают почти без остатка.

Пиролизный котел с нижней камерой дожигания

В среднем КПД пиролизной установки превышает 85%. Есть модели, которые могут расходовать 92% или даже чуть больше. Но эти показатели возможны только при использовании сухого топлива. Его влажность должна быть 5-8%.

При влажности 40% горение может полностью погаснуть, а при 20% оно будет просто неэффективно. И это один из главных недостатков данной технологии: дрова и уголь необходимо предварительно просушить, например, сделав площадку возле дымохода.

Просто засохшие дрова не пойдут, как уголь, взятый из кучи на улице.

На видео показан котел с форсажной камерой сверху. Хотя котлы этого типа имеют более простую конструкцию (сами газы поднимаются вверх), любители самоделок предпочитают камеру с нижним расположением дожигателя (как на фото выше).

Готовим материал и инструменты

Приступая к изготовлению котла на дровах самостоятельно и стремясь выполнить все в кратчайшие сроки, следует позаботиться о наличии:

• схемы будущего котла;
• стальные трубы различной длины, диаметра (400, 500, 100 и 150мм);
• стальной лист толщиной не менее 4мм;
• прокат для изготовления ножек;
• двухсотлитровая бочка;
• жаростойкая смесь, используемая при обустройстве печей и каминов;
• сварка;
• электроды соответствующей марки и размера. Как правило, для сварки используют электроды диаметром 3-4мм;
• болгарка.

Конструкция самодельного агрегата и расчет материалов

Пиролизный котел своими руками в основном изготавливается с топкой верхней загрузки, под которой находится камера газификации. Проще в изготовлении, хорошие характеристики.

Если у вас есть некоторые инженерные навыки, вы можете внести изменения в готовый чертеж, но внутренние размеры останутся прежними или с небольшими корректировками.

Лучше, чтобы камины были одинаковыми по ширине и длине, отличия только в высоте.

Чтобы рассчитать, подходит ли устройство для электроснабжения, исходите из следующего принципа: на каждые 10м2 помещения необходим 1кВт энергии.

Значение умножается на коэффициент 1,2, но на практике увеличивается до 1,5, так как качественное топливо не всегда доступно. Если, например, исходить из того, что прибор выдает 20кВт, то он способен обогреть 200м2 площади, а с учетом резерва – 130м2.

Котел такой мощности доступен для самостоятельного изготовления, при большей мощности требуется применение специальной жаропрочной стали большой толщины. Готовить дома сложно.

Для камер рекомендуется использовать жаростойкую легированную сталь, но ее стоимость значительна, поэтому ее заменяют обычной углеродистой сталью толщиной 5мм.

Горящий газ создает высокую температуру в рабочей зоне камеры. Для защиты металла на дно загрузочной камеры устанавливается чугунная решетка, а днища обеих печей футерованы огнеупорным кирпичом.

Водяная рубашка работает под давлением, что требует качественных швов. Основным фактором, препятствующим этому, являются горячие и холодные трещины, возникающие в результате большой разности температур на относительно небольшой длине изделия.

Для уменьшения негативных последствий применяют несколько технологических приемов:

• металл режут, плавно подавая режущий инструмент для защиты кромок от перегрева;
• сварку ведут в мягком режиме, уменьшая необходимый ток на 20-25 %;
• шов проходит без боковых вибраций на высокой скорости;
• закрыть толстым металлом для быстрого охлаждения.

Многие пиролизные котлы не используют воду в качестве теплоносителя. Тогда теплообменник не герметичен, по его трубкам в помещение поступает теплый воздух, а из пола выходит холодный.

В этом решении есть свои плюсы, особенно для дачников, изредка посещающих загородный дом. Тогда нет риска разморозки системы.

Значительно удешевить домашнюю установку можно, правильно подобрав металл, а также метизы. Требуемые материалы, их характеристики приведены в таблице:

Наименование	Габаритные размеры, мм	Потребление
Круглые трубы	57 × 3,5	8м
	159 × 4,5	1м
	32 × 3,2	1м
Профильные трубы	60 × 30 × 2	1,5м
	80 × 40 × 2	1м
	20 × 20 × 2
Стальные полосы	20×4	7,5м
	30×4	1,5м
	80 × 5	1м
Огнеупорный кирпич		15 штук
Лист металла	3 и 5мм	10м2

Из инструментов, кроме сварочного аппарата, потребуются болгарки с возможностью монтажа щитов диаметром 230 и 125мм. Колеса требуют 10 больших и 5 маленьких.

Использование УШМ для резки металла не обеспечивает точности, что потом сказывается на качестве швов. Лучше отдать производство на гильотину в мастерской. Пригодится электрическая дрель.

Не исключено, что во время работы вам придется докупить какой-то дополнительный материал, но это решаемо.

Чертежи и описание

Представленный на чертеже котел собственного производства, предлагаемый к сборке, выполнен своими руками по типу пиролизного котла верхнего горения с принудительной циркуляцией воздуха в камеру сгорания.

Принцип его работы следующий:

• разовая порция топлива помещается в топку через дверцу в верхней части корпуса и поджигается сверху;
• вытяжной вентилятор, установленный в верхней части кожуха, направляет выделяющийся при сгорании дым в камеру дожигания;
• происходит дожигание газов и содержащихся в них горючих включений;
• дым выводится через дымоход в задней части котла в дымовую трубу;
• зола, образующаяся при сгорании, через колосник поступает в зольник под топочной камерой;
• топка окружена водяной рубашкой, выполняющей роль теплообменника и теплоизоляции стенок котла;
• вода поступает в теплообменник через нижнюю арматуру, расположенную в задней части котла, и выводится в систему через верхнюю;
• на верхней поверхности котла находится регулятор, позволяющий регулировать режим, а внутри теплообменника находится датчик температуры.

На рисунке показаны размеры котла и обозначения его конструктивных элементов. Некоторые размеры маркируются буквенным кодом – они определяются в соответствии с таблицей и подбираются в соответствии с желаемой мощностью котла.

Эти размеры определяются на основе тепловых расчетов, от них зависит их правильная и бесперебойная работа.

Материалы и инструменты, необходимые для сборки

• Корпус котла изготовлен вручную из стального листа и металлических труб методом сварки. Поэтому перед его изготовлением необходимо подготовить:
• сварочный инвертор, электроды;
• болгарка с отрезными и шлифовальными дисками;
• дрель с набором сверл по металлу.

Материалы и их примерное количество:

• 3 стальных листа стандартного размера 1250х2500мм, толщиной 4-5 мм, лучше холодная прокатка – она меньше ведет при колебаниях температуры;
• 2 листа оцинкованной стали 1250х2500 мм, толщиной 1,5-2мм;
• металлическая труба Ø32мм, толщина стенки 3,2мм;
• металлические трубы Ø57мм, толщина стенки 3,5мм;
• металлическая труба Ø159мм, толщина стенки 4,5м, общая длина 0,5м;
• профильная труба двух видов: 60х30х2 и 80х40х2;
• дверная фурнитура — ручки, защелки;
• аппаратное обеспечение;
• шамотный кирпич для футеровки печи;
• асбестовый шнур для теплоизоляции двери.

Точное количество материала следует уточнять в соответствии с рабочими чертежами. Кроме того, необходимо подготовить дымосос – вентилятор необходимой мощности, датчик температуры, контроллер и источник бесперебойного питания на ~220В.

Мощность вентилятора определяется на основании расчетов.

Для уменьшения веса котла на наружные стенки теплообменника можно взять сталь толщиной 2мм. Они нагреваются менее чем до 100 градусов, поэтому не деформируются.

Как функционирует котёл на практике?

Практическое использование оборудования удобно рассматривать в пошаговом процессе:

1. Загрузка дров – укладка верхней части топки на колосник.
2. Подожгите топливо и запустите дымовой насос.
3. Древесное газообразование при 250-850°С.
4. Переход древесного газа в нижнюю часть топки.
5. Сжигание древесного газа с дополнительной подачей воздуха.

Кроме того, тепло, подобранное в нижней части топливной камеры, используется для нагрева охлаждающей жидкости. Теплоносителем может быть как вода, так и воздух.

1 — активная камера; 2 — вход воды; 3 — вторичный воздух; 4 — дымоход; 5 — выпускной патрубок; 6 — дроссельная заслонка; 7 — водоотвод; 8, 9 — датчики; 10 — термостат; 11 — дверь пассивной камеры; 12 — первичный воздух; 13 — пассивная камера; 14 — воздушный насос; 15 — контур теплообменника; 16 — сопло; 17 — дверь активной камеры

Если обратить внимание на все существующие конструкции бытовых твердотопливных котлов, то основной альтернативой пиролизному котлу является традиционная конструкция.

Это аналогичный вариант дровяного котла, где работает одна неделимая топочная камера и действует принцип нижней подачи воздуха в камеру сгорания. Но такая система считается менее эффективной и неэкономичной из-за быстрого сгорания топлива.

Пиролизный котел способен обеспечить КПД 85-95% в условиях 100% нагрузки. Однако производительность резко падает, если нагрузка меньше 50%.

Поэтому производители пиролизного оборудования рекомендуют пользователям эксплуатировать оборудование на максимальной нагрузке.

Аналогичный подход применим и к отечественным конструкциям при условии, что они полностью соответствуют классической схеме пиролиза и эксплуатационным требованиям.

Следует отметить, что для «пиролиза» эксплуатационные требования достаточно жесткие:

• обязательное оснащение воздушным насосом;
• допустимая влажность топлива не превышает 25-35%;
• загрузка оборудования не менее 50%;
• температура возврата теплоносителя не ниже 60°С;
• загрузка только с большим топливным комплектом.

Следует также обратить внимание на высокую стоимость промышленных систем пиролиза. Наверное, поэтому так популярен вариант «сделай сам».

Как сделать пиролизный котёл своими руками

Технологический процесс изготовления пиролизного котла по принципу работы включает в себя устройство сантехнических и сварочных установок.

Необходимые материалы и инструмент

Для изготовления качественного агрегата необходим опыт работы со следующими инструментами:

• электросварка;
• электрическая дрель;
• угловая шлифовальная машина;
• набор слесарных инструментов — угольник, уровень.

Необходимые материалы и аксессуары:

металл:

• лист толщиной 4мм, 7,5м²;
• труба – 8м (диаметр 57мм, толщина стенки 3,5мм);
• полоса стальная (толщина 4мм, ширина 2 мм) – 7,5м;
• полоса стальная (толщина 4мм, ширина 30мм) – 1,5 м п.;
• полоса стальная (толщина 5мм, ширина 80мм) – 1 м п.;
• шамотный (огнеупорный) кирпич – 15 шт.;
• гофрированная труба 60×30 (толщина стенки 2мм) – 1,5м п.;
• гофрированная труба 80×40 (толщина стенки 2мм) – 1м п.;
• диск отрезной d 230 – 10 шт.;
• круг шлифовальный d 125 – 5 шт.;
• электроды — 5 упаковок;
• датчик температуры.

Они автоматически манипулируют заслонкой: открываются (для повышения температуры горения) и закрываются (когда температура достигает максимального значения)

Датчик температуры представляет собой механическое устройство, контролирующее количество воздуха, поступающего в камеру сгорания.

КПД котла зависит от функционирования дымохода. Для обеспечения хорошей тяги дымоход должен отвечать следующим требованиям качества:

• высота не менее 5 метров;
• хорошая изоляция;
• нет резких поворотов;
• слив конденсата;
• легкий доступ для чистки.

Чертежи и схемы устройства

Пиролизный котел без принудительной вентиляции имеет самую простую схему. Энергонезависимость проекта снижает эксплуатационные расходы устройства.

Схема пиролизного котла с естественным дымоходом выглядит следующим образом:

Для повышения эффективности некоторые конструкции имеют двойные стенки

Котел состоит из трех основных камер:

• загрузка для слива топлива;
• камера дожигания, в которую подается вторичный воздух;
• теплообменник входит в трубу.

При сгорании сырья поток газа направляется сверху вниз. При подаче воздуха под колосник к ряду шамотных кирпичей происходит сжигание горючих газов. Продукты разложения проходят через теплообменник в дымоход.

Тяга регулируется датчиком температуры на выходе из котла с цепочкой, соединенной с дросселем подачи вторичного воздуха.

Подробные сведения с размерами и допусками можно найти на стандартном чертеже:

А — регулятор котлового контура; Б — загрузочная дверь; С — крышка зольника; Д — дымоход; Е — разъем датчика температуры предохранителя; F — патрубок предохранительного клапана; Г — линия питания цепи; H — подача холодной воды к теплообменнику; L — обратка котлового контура; М — расширительный бачок

Пошаговая инструкция изготовления агрегата

Изготовление пиролизного котла своими руками делится на этапы:

1. По чертежу выполняется разметка и раскрой корпусных деталей. После того, как элементы «склеены», выполняется контрольный замер, а затем выполняются сварочные швы.

Задняя стенка и боковины, установленные на свои места, свариваются с двух сторон, зачищаются, обрабатываются сварочным герметиком.

2. Устанавливаются трубы теплообменника.

3. После сварки наружной стены и обшивки двери устанавливается механический регулятор управления теплоносителем.

4. Дымоход устанавливается, закрывая трубу, следующая часть должна быть вставлена ​​внутрь предыдущей, чтобы конденсат не просачивался наружу. Готовая конструкция окрашивается огнеупорной краской.

На что обратить внимание при изготовлении

Собираясь сделать пиролизный котел своими руками, нужно четко понимать не только механизм и принцип его работы, но и учитывать все неприятные моменты, которые есть у этих агрегатов. В первую очередь необходимо сказать, что почти все пиролизные газы токсичны.

Это значит, что устройство должно быть полностью герметичным, сварные швы должны быть максимально качественными.

Кроме того, для обеспечения безопасности нужна система контроля процесса горения (датчики температуры, дыма, тяги) и автоматика, которая в зависимости от показаний датчиков регулирует процессы горения.

Если вы собираетесь делать самодельный пиролизный котел на естественной тяге, автоматика может быть самой простой – энергонезависимой.

При наличии дутьевого вентилятора для подачи воздуха к электричеству нужны более серьезные (и дорогие) устройства, питающиеся от сети 220В.

Эксплуатация котла такого типа без автоматики опасна, так как для подачи необходимо бесперебойное питание что обеспечит работу вентилятора и автоматики на 10 -12 часов — это время наработки закладки.

Примерная схема пиролизного котла

Второй момент. В некоторых моделях пиролизеров температура в активной фазе достигает 1000°С и более. Обыкновенная конструкционная сталь в таких условиях быстро выгорит.

Чтобы котел просуществовал долго, необходима жаропрочная сталь и внутренняя облицовка наиболее термонапряженных частей. Если пиролизный котел делается своими руками, то облицовку чаще всего делают из шамотного кирпича.

В рабочей фазе шамот нагревается до алого свечения и становится очень ломким. Если вам вдруг понадобится в это время эксплуатировать печь, будьте осторожны – ковер в это время легко повредить, а ремонтировать долго и сложно.

Сколько будут стоить материалы и запчасти

Сколько будет стоить пиролизный котел своими руками зависит именно от требуемой мощности и выбранной конструкции. Однако если купить жаростойкую сталь, решетки, сделать футеровку, установить автоматику (пусть и недорого), сумма достигает 850-1200 долларов.

Это стоимость материалов и комплектующих, но с учетом самостоятельной сварки. На них говорят те, кто уже сварил и использует пиролиз. Если приходится платить за сварку, затраты должны быть удвоены.

Как видите, экономия при наличии сварочного аппарата есть, но далеко не самая большая. Можно найти готовые варианты твердотопливных пиролизных котлов за 1500 долларов. Хотя, как известно, дешевый товар имеет низкую цену не просто так. На чем-то сэкономил.

И можно даже догадаться, что: на подкладке. Именно секреты защиты стенок печи от прогара больше всего ценятся производителями и тратят большие средства на исследования в этой области. Поэтому качественное оборудование стоит больших денег.

Читайте также: Абажур для люстры своими руками — 15 ярких идей как сделать, инструкции и мастер-классы (фото)

Собираем котел своими руками

Как собрать пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы, необходимое оборудование и инструменты – всю эту информацию вы найдете в нашем обзоре. О принципе работы мы рассказали более подробно, чем в самом простом учебнике физики.

Осталось составить руководство по его сборке — об этом позже.

Сборка котла: пошаговая инструкция

Чтобы сделать надежный и эффективный пиролизный котел своими руками, следуйте инструкции и соблюдайте последовательность.

Как правило, для изготовления такого оборудования используется схема, согласно которой устройство загрузочного порта несколько выше, чем у обычного твердотопливного отопительного котла.

Сверху установлен ограничитель, необходимый для контроля количества поступающего воздуха. Этот ограничитель также можно использовать для определения времени загрузки очередной партии дров или брикетов.

Схема пиролизного котла длительного горения.

Для самостоятельного изготовления пиролизного котла отопления могут использоваться различные способы, но наибольшее распространение, благодаря простоте, удобству и экономичности, получил тот, по которому толстостенная труба из качественной стали высотой около 900мм должно быть использовано для изготовления устройства диаметром 350мм.

Такая конструкция обязательно оснащается ограничителем. Благодаря этому ограничителю в топливо будет поступать именно то количество кислорода, которое необходимо для запуска процесса пиролиза.

Благодаря этому горения не будет, только тлеть будет топливо, что позволяет существенно сэкономить. Ограничитель монтируется внутри конструкции. Для его изготовления используется труба чуть длиннее высоты самого котла. Диаметр трубы — до 70мм.

Стальной диск следует приварить к концу трубы снизу трубы. Выбирайте диск такого диаметра, чтобы он был примерно на 40-50мм меньше диаметра отопительного котла.

Крышка устанавливается сверху твердотопливного котла. Именно через нее и будет вытягиваться ограничитель. Вал этого ограничителя должен быть немного меньше диаметра самой трубы. Это позволяет ограничить количество кислорода, поступающего в камеру сгорания.

Установка пиролизного котла.

При сборке котла следует учитывать еще один очень важный момент, связанный с особенностями монтажа дополнительной трубы. Он должен быть установлен так, чтобы он мог свободно перемещаться в резервуаре.

Только в этом случае обеспечивается равномерная подача воздуха к каждому слою загружаемого топлива. Не менее важным моментом является глубина, на которую трубка входит в ствол. Если труба расположена слишком низко, топливо очень быстро сгорит.

Максимальная эффективность достигается, когда топливо горит только сверху, а все его оставшиеся слои снизу только тлеют.

Вы можете оснастить свой пиролизный котел загрузкой – рабочим колесом с лопастями. Это обеспечит постепенное осаждение топлива при горении, что значительно удлинит время горения одной загруженной порции — до 50-60 часов.

В котле необходимо сделать отверстие чуть выше половины его высоты. Лучше, чтобы он был прямоугольным, так удобнее. Именно в это отверстие вы будете заливать топливо. Сделать стальную дверь с накладкой.

Также нужно сделать прямоугольное отверстие для удаления остатков (золы, золы). Он должен быть немного меньше. Сделайте это под основным отверстием.

Принцип работы пиролизного котла.

Трубопровод подсоединяется к агрегату. Он должен быть выполнен в форме, помещенной внутрь петли. По этому трубопроводу будет проходить теплоноситель. Там он нагреется и попадет в систему отопления, обеспечивающую обогрев помещений.

Для регулирования подачи теплоносителя (воды) возле котла необходимо установить кран.

При установке котла длительного горения необходимо оборудовать дымоход, через который будет удаляться дым и горячий воздух.

Чтобы самодельный пиролизный котел работал достаточно долго и с максимальным КПД, в процессе его эксплуатации следует следить за его техническим состоянием и поддерживать на должном уровне.

Время от времени проверяйте сварные швы и обязательно очищайте внутреннюю часть устройства от пепла и копоти.

После того, как котел будет готов, необходимо его первый раз запустить и определить его производительность, сделать это можно без каких-либо дополнительных приспособлений и оборудования, просто оценив состояние дыма, выходящего из дымохода.

Если дым не имеет характерного неприятного запаха угарного газа, можно сделать вывод, что техника, сделанная своими руками, имеет достаточно высокий КПД.

Преимущества пиролизного отопительного оборудования

На эффективность отопительных приборов влияет ряд факторов:

• температура в доме и на улице;
• степень утепления здания;
• проектное решение по созданию системы отопления и насколько удачно оно было реализовано;
• тип и состояние топлива.

По сравнению с традиционными способами отопления, пиролиз своими руками более эффективен

Ии нет необходимости использовать значительное количество воздуха в процессе горения дров и сжигания выделяющихся при этом газов.

В результате увеличивается время горения и одновременно повышается температура.

Отличительные особенности пиролизных котлов своими руками показаны на фото:

• длительное тление древесного топлива, приводящее к равномерному распределению тепла;
• минимальная пожароопасность;
• максимальный период, в течение которого в доме обеспечивается комфортная температура;
• котел на одной дровяной карте работает 18-28 часов;
• для отопления можно использовать любые древесные отходы (опилки, щепу и т.п.), а также пластик и резину;
• нет копоти;
• стоимость создания небольших юнитов.

Котел по схеме Беляева

Нам понадобятся следующие материалы:

• Около 10 квадратных метров листа толщиной 4-5мм.
• 8 метров стальной трубы диаметром 57мм и толщиной стенки 3,5мм.
• Один метр трубы диаметром 159мм и 32мм.
• 15 штук шамотного кирпича.
• Вентиляторы.
  
  Вентилятор на пиролизном котле
• Стальные полосы шириной 20, 30 и 80мм.

Из основных инструментов вам понадобятся болгарка, дрель и сварочный аппарат.

Пошаговая инструкция сборки пиролиза:

1. Есть две камеры сгорания. Топка, в которой сжигаются дрова и газ, в которой сгорают выделяющиеся газы.
2. К ним приваривают заднюю стенку и вентиляционные отверстия из швеллера или профтрубы с просверленными отверстиями.
3. В топке делается отверстие и вставляется труба, через которую будет поступать кислород.
4. Следующее — теплообменник. Для этого берем две металлические пластины и сверлим в них симметричные отверстия под трубу сечением 57мм.Труба разрезается на куски одинаковой длины и сваривается в заготовки. Затем его приваривают к котлу.
5. Перед изготовлением передней стенки и ее привариванием к камерам сгорания в ней делают два отверстия. Они будут предназначены для впускных и выпускных воздуховодов.
   
   Схема пиролизного котла
6. Перед тарелкой приварены шип и крышка. Важно зачистить болгаркой все сварочные швы.
7. Сверху скройте всю конструкцию металлическим листом шириной 4мм с уголками. Верхняя часть дополнительно утеплена. Затем проверяем герметичность коробки. Вы можете сделать это с водой. При отсутствии герметичности КПД котла будет значительно снижен.
8. Двери в камеры сгорания выполнены из чугунных пластин. Петли сварены и собраны. Защелки расположены сверху.
9. Обустраиваем нижнюю камеру кирпичами, предварительно обрезав их до необходимого размера. Поскольку их не будет видно, покупать новые нет необходимости. Его можно бесплатно найти рядом с каждым разрушенным зданием.
10. На выходе из воздуховода установлен дутьевой вентилятор.

Также такую ​​конструкцию можно сделать из КСТ котла, используя его как корпус.

Сборка двухкамерной топки

Материал для изготовления стенок камер лучше выбрать горячекатаный лист толщиной не менее 8мм, лучше 10-12мм.

Чем толще металл, тем сложнее процесс сварки, но конструкция из слишком тонкой стали гарантирует направление и отвинчивание в непредсказуемых направлениях.

Поэтому среди деталей, из которых собирается котел, не должно быть мелких элементов с удлинением более 2:1.

Основой двухкамерного очага являются наружные боковые стенки. Они общие для обеих камер, их соединяет передняя стенка, в которой есть два прямоугольных проема для двери.

Нижнее отверстие предназначено для обслуживания камеры сгорания, его высота должна быть около 120-150мм, ширина — не менее 300мм, отверстие расположено с отступом 150мм от нижнего края.

Верхнее отверстие предназначено для загрузки камеры газификации, чем оно больше, тем лучше, отверстие должно быть не ближе 100мм от верха камеры.

Снизу и сзади топка закрывается сплошными листами, которые вырезаются по наружным размерам топочной камеры, но не свариваются до завершения сборки внутренних деталей. Сверху котел закрыт листом номинального сечения.

Примерные размеры пиролизного котла

Камеры газификации и сжигания будут разделены единой плитой, ширина которой соответствует внутреннему расстоянию между стенками, а длина меньше на 400мм.

В задней части плиты приварена вертикальная сплошная перегородка, разделяющая грузовую кабину по всей ее высоте, вдоль горизонтальной части посередине прорезано отверстие шириной 50мм и длиной 400-600мм.

Собранная Г-образная перегородка не приваривается до тех пор, пока не будет завершена сборка теплообменника.

Чем топить пиролизный котел?

Для топки пиролизного котла можно использовать:

• дрова;
• торф в брикетах;
• антрацит;
• древесные пеллеты и брикеты;
• бурый уголь;
• кокс.

Указанные виды топлива различаются по теплотворной способности. От этого показателя напрямую зависит производительность агрегата. Использование менее калорийного топлива может снизить КПД котла на 30% и более.

Как топить котел

Чаще всего для топки пиролизных котлов используют брикеты и пеллеты. Брикеты могут быть изготовлены из дерева, соломы и торфа. Идеальный вариант – брикеты, изготовленные методом прессования.

Рекомендуется использовать те же брикеты, что и из опилок, только в сочетании с бурым углем или дровами.

Древесина или солома также могут быть использованы для изготовления пеллет. Материал прессуется как брикеты.

Часто для топки пиролизных котлов используют дрова. Важно! Для обеспечения максимальной эффективности оборудования и снижения расхода топлива следует использовать древесину влажностью не более 20%.

В целом при выборе топлива следует учитывать особенности местности, где находится ваш дом. Если вы живете в лесистой местности, лучшим вариантом будет использование дров. Как правило, жителям степных поясов выгоднее отапливать углем.

Если в вашем месте жительства имеется какое-либо топливо, выбирайте наиболее калорийное топливо. Таким образом, вы обеспечите максимальную производительность вашего оборудования при минимальном износе.

Конструктивные особенности

Чаще всего конструкция пиролизного котла своими руками предполагает сооружение верхней топки со вторичной камерой под ней. Такая компоновка наиболее проста в изготовлении и хорошо зарекомендовала себя на практике.

Топка и газовая камера сгорания изнутри футерованы огнеупорным кирпичом. Воздух нагнетается вентилятором — наддувом через специальные отверстия, между камерами образуется щелевое отверстие, называемое рабочим соплом.

Габаритные размеры проема определяются мощностью установки.

Генератор пиролизного газа

Факел пламени из сопла нагревает дно камеры, под которым находится водяная рубашка. Нагретая вода поднимается вверх и омывает дымовые трубы теплообменника, по которым выходят продукты сгорания.

Итак, схема пиролизного котла данной конструкции предусматривает двойной нагрев теплоносителя.

Для розжига дров в задней стенке топки установлен клапан прямой тяги, который открывается вручную рукояткой, расположенной снаружи корпуса.

После воспламенения топлива заслонка клапана закрывается, включается подзарядка и устройство переходит в рабочий режим. Чтобы вся система работала стабильно и эффективно, пиролизный котел необходимо предварительно рассчитать.

Необходимо переключиться с требуемой тепловой мощности прибора.

Определение размеров и мощности

Прежде чем приступить к изготовлению пиролизного котла, необходимо рассчитать размеры топочных камер и дополнительных отсеков.

В качестве выходных данных принимается необходимая тепловая мощность, определяемая с учетом КПД бытового котла в пределах 75–80 %.

В домашних условиях можно изготовить твердотопливные котлы мощностью до 20-25кВт, более эффективные агрегаты требуют применения жаропрочных сталей значительной толщины, сварить которые в домашних условиях сложно.

Мощность котла и время его работы определяют объем камеры газификации. Без КПД теплотворная способность большинства распространенных видов древесины составляет около 4000–5000ккал/кг, что примерно эквивалентно 4–4,5кВтч тепловой энергии.

Эти значения относятся только к древесине с влажностью 25% и менее. Суть расчетов проста – определить требуемую мгновенную мощность и умножить ее на количество часов работы.

Стоит помнить, что пиролизные котлы даже совершенной конструкции имеют максимальное время работы не более одних суток, а произведенные ими агрегаты должны рассчитываться максимум на 12-15 часов непрерывного горения.

Объем камеры перекрытия составляет 2 литра на килограмм дров. К полученному значению следует добавить около 30%, так как в пиролизном котле используются неразрезные шайбы, которые нельзя ставить вплотную друг к другу.

Размер газовой камеры сгорания должен составлять не менее 30-40% объема газификационной камеры. Наиболее выгодной является конструкция котла, в которой две камеры расположены одна над другой, имеют одинаковую форму, но различаются по высоте.

Процесс изготовления котла длительного горения

Процесс сборки начинается с вырезания из готового стального листа четырех стенок будущего устройства. При этом с помощью болгарки в лицевой поверхности следует прорезать два отверстия, одно из которых предназначено для зольника, а другое – для топки.

Заднюю часть котла можно оставить нетронутой, а остальные три необходимо прочно сварить между собой. Образовавшиеся в результате работы грубые швы следует тщательно зашлифовать болгаркой.

Самодельные твердотопливные котлы имеют в своей конструкции теплообменник, все элементы которого также необходимо наглухо сварить, а образовавшиеся наросты зачистить. После этого можно приступать к сборке этого устройства прямо в печи.

Топку лучше ставить, в отличие от заводских моделей, сверху, а не снизу. Используйте решетку, чтобы отделить его от отсека газификации выше. Топочную камеру необходимо обложить огнеупорным кирпичом, укладывая его со всех сторон.

После этого можно устанавливать двери, важно, чтобы они максимально плотно прилегали к стенам конструкции.

После изготовления дымохода требуется ремонт датчика определения температуры, основной функцией которого является контроль процесса горения и отображение мощности котла.

Затем вырежьте отверстия для всех труб, прикрепите заднюю стенку с помощью сварочного аппарата и обработайте неровные углы. Процесс сборки заканчивается проверкой работы готового устройства.

Отсутствие выбросов угарного газа означает, что ваше оборудование полностью работоспособно.

По этой схеме должны монтироваться простейшие бытовые котлы, принцип работы которых основан на пиролизе.

Сложности

Герметичность – одна из основных сложностей, возникающих при строительстве пиролизного котла своими руками. Поэтому проверяется дважды.

Первый раз это происходит, когда все основные элементы котла сварены, но его внутренность еще открыта. Отверстия теплоносителя плотно закрывают пробками, и вода забирается в котел. На месте устранения течи делается отметка. Затем эта часть снова травится.

Второй раз котел проверяют, когда вся система полностью собрана. Для этого вместе с водой используется манометр, который создает давление в 3-4 бара, которое не должно резко падать. Если он остается стабильным, блок запечатан.

Выполнение вычислений

Первым шагом является выбор размера отверстия сопла. Проще всего купить готовый продукт, рассчитанный на конкретную мощность, который имеется в продаже для установок разных производителей, например ATMOS.

Другой способ немного сложнее, но значительно дешевле: проделывание отверстия в необходимом сечении в шамотном кирпиче, который будет уложен на дно печи.

Габаритные размеры шлицевого отверстия для разных значений мощности приведены в таблице 1.

Таблица 1

Требуемая мощность, кВт	25	32	50	80	100
Длина отверстия, мм	120	140	150	200	200
Ширина раскрытия, мм	30	30	30	30	40

Самодельный пиролизный котел длительного горения можно сделать любых размеров топки, которые рассчитываются по следующей схеме:

• Теплота сгорания древесины 2,8кВт/кг, плотность 400кг/м3. Для обеспечения мощности 10кВт необходимо за 1 час сжечь 10/2,8=3,6кг дров.
• Учитывая, что между поленьями в топке имеется пустое пространство, следует принять коэффициент заполнения 0,5. Тогда полезный объем камеры за 1 час работы составит: 3,6/400/0,5=0,018м3.
• Приняв длину бревна 0,6м, а высоту первичной камеры — 0,5м, рассчитываем ее полезную ширину на 1 час работы: 0,018/0,6/0,5=0,06м.
• Для загрузки топлива раз в 10 часов полезный объем должен быть: 0,018 х 10 = 0,18м3. Тогда при прежних значениях глубины и высоты полезная ширина составит: 0,18/0,6/0,5=0,6м. Итоговые размеры 0,6м х 0,6м х 0,5м.

Самодельный пиролизный котел

Следующим шагом является подбор вентилятора нагнетателя, который устанавливается на бытовые пиролизные котлы и обеспечивает подачу воздуха в обе камеры.

Устройства выбираются по мощности, которая зависит от мощности установки, эти данные можно взять из таблицы 2.

Таблица 2

Мощность установки, кВт	25	32	50	80	90	100
Производительность воздуходувки, м3/ч	98,5	195,9	242,2	253,2	284,8	316,5
Полезный объем печи, м3	0,22	0,24	0,35	0,42	0,47	0,52

Выхлопной газ, выходящий из вторичной камеры, имеет достаточно высокую температуру. Чтобы не выбрасывать это тепло на улицу бесплатно, для изготовления пиролизного котла используется пламенная схема.

В соответствии с ней дымовые газы, проходя через дымовые трубы теплообменника, охлаждаются до температуры 150–200 ⁰С, отдавая тепло водяной рубашке. Для расчета полезной площади теплоотдачи необходимо определить следующие исходные данные:

• температура теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах t1 и t2;
• температура отработавших газов на входе и выходе из теплообменников Т1 и Т2.

Затем определяют разность температур ∆t = t1 — t2 и ∆Т = Т1 — Т2. Затем можно рассчитать значение разности температур τ, ⁰С:

τ = (∆Т — ∆t) / ln (∆Т / ∆t)

Площадь теплообмена S (м2) находится по формуле:

S = Q / k / τ

В этой формуле:

• Q – необходимая мощность котельной;
• k – коэффициент теплопередачи, принимаемый равным 30 Вт/м2 ⁰С.

Результат можно проверить по таблице 3, в которой приведены укрупненные значения площади теплообмена в зависимости от мощности устройства.

Таблица 3

Мощность котла, кВт	25	32	50	80	100
Sмин, м2	4,5	6.3	8,5	14,5	16,5
Smax, м2	5.2	7,8	10.2	15.2	16,7

Изготавливая пиролизные котлы с длительным временем горения своими руками, умельцы часто устанавливают дымоходную трубу «на глазок», при этом от правильной работы дымохода зависит эффективность самого устройства.

Поэтому площадь поперечного сечения трубы, а затем ее диаметр лучше всего определить по формуле:

F = L / 3600ϑ

В этой формуле:

• ϑ — принятая скорость истечения 0,5м/с;
• L — расход газа, соответствует производительности вентилятора, м3/ч;
• F — площадь поперечного сечения трубы дымохода, м2.

Используя формулу поверхности окружности, найдите значение диаметра трубы.