Пиролизный котел чертежи

К сожалению, процесс «газификации всея Руси» пока еще далек от завершения. Установка же в частном доме теплогенератора, работающего от электрической сети – вариант не из дешевых, учитывая существующие тарифы на эл/энергию и их бесконечный рост. Наверное, в основном по этой причине не падает популярность котлов твердотопливных, одной из разновидностей которых являются пиролизные модели (другое название – газогенераторные).

Как и из чего своими руками собрать пиролизный котёл для бытового использования своими руками – тема предлагаемой статьи-инструкции.

Принцип работы пиролизных котлов

Высокая эффективность, следовательно, экономичный расход топлива в подобных установках достигается разделением камеры сгорания на 2 отсека. Конструктивных исполнений пиролизных печей несколько. Например, такое.

Верхняя камера. В нее производится загрузка топлива и его горение. Особенность в том, что необходимо обеспечить недостаток кислорода. При таком условии замедляется процесс разложения продукта, а по сути, происходит лишь его обугливание (экономичность расходования!) и инициируется повышенное газообразование. Собственно, это и есть то, что называется пиролизом.

Нижняя камера. В нее поступают летучие вещества из 1-го отсека, которые за счет дополнительной подачи воздуха сгорают, выделяя тепло. Лишь незначительная часть его тратится на поддержание процесса пиролиза, а все остальное идет на нагрев теплоносителя.

Как это реализуется практически в такой модели, если газы по определению устремляются вверх? В пиролизных котлах обязательным конструктивным элементом является нагнетатель воздуха (дутьевой вентилятор, дымосос – названия встречаются разные, но суть одна).

 

Рисунок хорошо иллюстрирует основные рабочие циклы пиролизного котла.

В некоторых моделях камеры располагаются на одном уровне.

Собственно, дело не в инженерном решении, а в сборке установки, в которой можно реализовать пиролизный процесс, то есть обеспечить длительное горение топлива. А выбор конкретной схемы – на усмотрение мастера.

Особенности изготовления пиролизного котла

Материалы

Корпус пиролизного котла лучше делать из листовой стали (от 2 мм, в зависимости от расчетной мощности). Модели котлов, которые собираются из толстостенной трубы, вряд ли подходят для организации отопления частного дома. В основном такими установками обогреваются различные подсобки, гаражи или времянки.

Более габаритные пиролизные котлы монтируются по образцу большинства теплогенераторов – прямоугольной формы. В некоторых случаях, если модель мощная, ее стенки (изнутри) целесообразно выложить шамотным кирпичом.

Размеры пиролизных котлов

Один из самых интересных и «таинственных» вопросов по данной теме. Все расчеты делаются применительно к конкретному дому, его отопительной системе, со всеми ее нюансами, схемами и так далее. Автор не будет приводить математических выкладок и просит поверить на слово. Проектирование пиролизного котла лучше поручить специалисту. Разработка документации стоит денег, но в любом случае это обойдется дешевле приобретения установки промышленного изготовления.

А если учесть, что ошибки в расчетах повлекут дополнительные расходы (и весьма ощутимые), связанные с разного рода переделками и модернизациями, то целесообразность именно такого решения более чем очевидна.

Основные инженерные решения

Специфика эксплуатации пиролизных котлов

Без знания некоторых нюансов использования такого оборудования приниматься за изготовление подобной модели теплогенератора не имеет смысла.

 

Довольно «жесткие» критерии влажности сжигаемого топлива. Например, для дров максимальное значение – 33±2%. С чем это связано? Повышение температуры инициирует испарение влаги, содержащейся в продукте. Естественно, пар начнет смешиваться с пиролизными газами и негативно влиять на интенсивность процесса горения. Применение влажного топлива резко снижает КПД установки.

Не все разновидности твердого топлива подходят для сжигания в пиролизных котлах. С учетом специфики их работы, можно использовать лишь материалы, характеризующиеся высоким газообразованием при сгорании. Недостаток летучих веществ сказывается на эффективности эксплуатации пиролизных моделей. Проще говоря, дров расходуется много, а толк минимальный.

Для отопления дома таким котлом целесообразно использовать сухую древесину и ее отходы, пеллеты, брикеты, уголь (но только бурый). Внесение отдельных конструктивных доработок в схему пиролизного котла позволяет топить коксом и некоторыми марками угля каменного (например, «Орех1»).

В заключение можно указать, что самая дешевая модель (причем небольшой мощности) стоит в пределах 48 000 рублей. В заключение можно указать, что самая дешевая модель (причем небольшой мощности) стоит в пределах 48 000 рублей. И еще не факт, что такой пиролизная установка полностью устроит хозяина. Например, габаритами в соответствие с выбранным местом для монтажа. Если подумать, то изготовление пиролизного котла своими руками,  по индивидуальным чертежам – неплохое решение проблемы отопления частного дома, особенно если невозможно его подключение к магистрали газоснабжения.

Источник: http://better-house.ru/heating/piroliznyj-kotyol-svoimi-rukami/

Видео: Как сделать пиролизный котёл своими руками

Источник: ProRemontVideo.ru

Принцип работы пиролизных котлов и их особенности

Создавая пиролизные котлы своими руками, люди стремятся сэкономить денежные средства в своем кошельке. Если газовое оборудование стоит довольно дешево, то твердотопливные агрегаты просто поражают своей ценой. Более-менее приличная модель мощностью 10 кВт обойдется в 50-60 тысяч рублей – дешевле провести газ, если рядом проходила бы газовая магистрально. Но если ее нет, то выходов два – приобретать заводское оборудование или делать его самостоятельно.

Изготовить пиролизный котел длительного горения своими руками можно, но сложно. Давайте для начала разберемся, для чего вообще нужен пиролиз. В обычных котлах и печах дрова сгорают традиционным способом – при высокой температуре, с выбросом продуктов сгорания в атмосферу. Температура в камере сгорания составляет порядка +800-1100 градусов, а в дымоходе – до +150-200 градусов. Таким образом, солидная часть тепла просто улетает наружу.

Прямое сгорание дров применяется во многих отопительных агрегатах:

• Твердотопливные котлы;
• Печи-камины;
• Камины с водяными контурами.

Главным преимуществом данной методики является то, что она отличается простотой – достаточно создать камеру сгорания и организовать отвод продуктов сгорания за пределы оборудования. Единственным регулятором здесь становится дверка поддувала – регулируя просвет, мы можем отрегулировать интенсивность горения, тем самым воздействуя на температуру.

В пиролизном котле, собранном своими руками или купленном в магазине, процесс сгорания топлива идет несколько по-другому. Дрова здесь сгорают при низкой температуре. Можно сказать, что это даже не горение, а медленное тление. Древесина при этом превращается в подобие кокса, одновременно выделяя горючие пиролизные газы. Эти газы отправляются в камеру дожигания, где сгорают с выделением большого количества тепла.

Если вам кажется, что данная реакция не даст особого эффекта, то вы глубоко заблуждаетесь – если заглянуть в камеру дожигания, то здесь будет видно ревущее пламя ярко-желтого, почти белого, цвета. Температура сгорания – чуть выше +1000 градусов, а тепла в этом процессе выделяется больше, чем при стандартном горении древесины.

Реакция пиролиза знакома нам еще со школьного курса физики. В учебнике (а может и в лабораторном кабинете) многие из нас видели интересную реакцию – древесина помещалась в стеклянную запечатанную колбу с трубкой, после чего колба нагревалась над горелкой. Через несколько минут древесина начинала темнеть, а из трубки начинали выходить продукты пиролиза – это горючие газы, которые можно было поджечь и понаблюдать за желто-оранжевым пламенем.

Аналогичным образом работает и пиролизный котел, собранный своими руками:

• В топке разжигаются дрова до появления устойчивого пламени;
• После этого доступ кислорода перекрывается, пламя гаснет почти полностью;
• Запускается дутьевой вентилятор – в камере дожигания появляется высокотемпературное пламя.

Устройство пиролизного котла довольно простое. Основными элементами здесь являются: камера сгорания, в которой складированы дрова, и камера дожигания, в которой сгорают продукты пиролиза. Передача тепла в отопительную систему осуществляется через теплообменник. В схеме пиролизного котла ему уделяется особое внимание.

Все дело в том, что теплообменники в пиролизных котлах, собранных своими руками, устроены не так, как в газовом оборудовании. Продукты сгорания с воздухом проходят здесь через множество металлических труб, омываемых водой. Для увеличения эффективности котловая вода омывает не только сам теплообменник, но и все другие узлы – здесь создается своего рода водяная рубашка, которая отбирает излишки тепла от раскаленных элементов котельного агрегата.

Достоинства и преимущества самоделки

Прежде чем мы рассмотрим, как сделать пиролизный котел своими руками, следует рассмотреть плюсы и минусы конструкции. Нельзя сказать, что самоделки чем-то плохи, но и до идеалов им далековато. Но в целом они имеют полное право на существование. Для начала рассмотрим их положительные черты:

• Низкая себестоимость – нужно приобрести железо и трубы, а инструмент у работящего человека есть всегда. При наличии халявного железа можно собрать пиролизный котел своими руками почти бесплатно, потратившись на сварочные электроды и отрезные круги для болгарки;
• Экономия на топливе – если агрегат будет собран правильно, он будет давать солидное количество тепла, эффективно разлагая древесину на кокс, уголь, золу и горючие газы;
• Возможность регулировки интенсивности горения и температуры в отопительном контуре – для этого придется приобрести управляющую электронику;
• Эффективный обогрев домов большой площади – ничто не мешает изготовить своими руками пиролизный котел довольно высокой мощности, до 25-35 кВт. Такая мощность позволит обогреть площадь до 200-300 кв. м.

Есть и недостатки:

• Трудно добиться того КПД, что присущ пиролизным котлам заводского производства. Но если тщательно следовать схеме изготовления и не допускать вольностей, получится отличный эффективный агрегат;
• Сложность расчетов – многие люди изготавливают самодельные пиролизные котлы на дровах длительного горения по собственным схемам. Но для этого нужны определенные знания, которые есть не у всех;
• Внушительные размеры оборудования – агрегат мощностью 25-30 кВт получается весьма солидным и тяжелым;
• Для установки оборудования необходимо отдельное помещение – учитывая громоздкость, можно смонтировать его в подвале дома.

Недостатки не самые страшные, поэтому с ними можно мириться.

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 действия мы рассказали подробнее, чем в самом простом учебнике по физике. Осталось разработать руководство по его сборке – об этом будет рассказано далее.

Чертежные работы

Мы рекомендуем использовать чертежи, приложенные к данной статье. В них вы найдете схемы раскроя листового металла, сможете ознакомиться с технологией сборки. Для просмотра схем необходимо воспользоваться программой DWG True View. Это самые подробные чертежи пиролизного котла, которые трудно найти в интернете, да еще и бесплатно.

Воспользуйтесь данными чертежами, и вы сможете собрать отличный пиролизный котел своими руками.

Инструменты и материалы

Приступаем к сбору материалов и инструментов – лучше подготовить все заранее, чтобы потом не искать лишние отрезные круги или затерявшуюся в гараже дрель. Так вы сможете собрать пиролизный котел своими руками максимально быстро. Из материалов нам понадобятся:

• Листовое железо толщиной 4-5 мм – оно необходимо для сборки всех элементов нашего отопительного агрегата;
• Огнеупорный (шамотный) кирпич – 23 шт. (необходим для футеровки камеры дожигания);
• Металлическая труба диаметром 76 мм – из нее набирается теплообменник;
• Труба диаметром 159 мм – это будет отвод дымохода;
• Набор профильных труб;
• Металлическая труба диаметром 32 мм – 1 метр;
• Дутьевой вентилятор и автоматика для управления тягой с температурным датчиком (все это приобретается в магазине);
• Болты, шайбы и гайки;
• Термометр;
• Группа безопасности;
• Металлические прутья;
• Металлические уголки и многое другое.

Полный список материалов указан в приложенном архиве.

Также понадобятся инструменты – сварочный аппарат с подходящими электродами, болгарка с отрезными и шлифовальными кругами.

Подробный разбор схемы

Согласно представленной выше схеме, наш пиролизный котел, собираемый своими руками, будет состоять из следующих частей:

• Электронный контроллер, управляющий вентилятором для котла;
• Дверца для загрузки дров (можно сделать самому или приобрести готовую);
• Дверца зольника;
• Дутьевой вентилятор (приобретается в магазине, создает тягу и вытягивает продукты пиролиза в камеру дожигания).

Из элементов управления – непосредственно контроллер и ручки для открывания/закрывания дверок.

Процесс сборки

Сборка пиролизного котла своими руками начинается с раскроя металлических листов – для этого предусмотрены соответствующие схемы раскроя. Воспользовавшись ими, вы сможете оперативно разрезать металл на несколько частей. Для этого используется самая обыкновенная болгарка с отрезными кругами. Если есть возможность, для этих целей можно задействовать плазморез – специальный аппарат для исключительно точной и аккуратной резки металла.

Первый этап – теория

Следующий этап – теоретический. Необходимо посмотреть на схему сборки, разложить отдельные части на рабочей территории и убедиться, что вы понимаете, как и из чего будет состоять наш пиролизный котел, собираемый своими руками. Если вы не можете сложить в уме схему, то у вас ничего не получится – вы должны представить себе, как стоят те или иные инструменты, как собирается теплообменник, как течет внутри теплоноситель. Как только вы поймете конструкцию котла, можете приступать к его сборке.

На первом этапе собираем камеру сгорания и камеру дожигания, используя для этого раскроенные металлические листы. Обратите внимание, что все швы должны быть надежными и герметичными. Если у вас нет опыта работы с электросваркой, пригласите опытного специалиста. В процессе сборки камеры сгорания уделите внимание воздушным каналам и их правильному расположению – они изготавливаются из профильной трубы. В камеру дожигания проводится трубка для подачи вторичного воздуха.

Следующий этап – сооружение теплообменника. Он выполнен по жаротрубной схеме – это множество металлических труб, сквозь которые пропускается раскаленные продукты сгорания. Они передают полученное тепло теплоносителю, который омывает их и отправляется в отопительную систему. Трубы привариваются к двум металлическим листам и обвариваются с двух сторон – этот узел будет испытывать термическую нагрузку, поэтому он должен быть максимально прочным. Далее теплообменник приваривается к камерам.

На следующем этапе готовим дверки зольника и загрузочной камеры. Их можно приобрести уже готовыми или сделать самостоятельно. Также привариваем трубу дымохода, которая начинается от теплообменника. В заключение собираем и обвариваем металлический кожух нашего пиролизного котла. Далее производится проверка его герметичности –для этого агрегат наполняется водой и закупоривается, в дальнейшем течи завариваются.

Последний этап – покраска котла и установка дверок. Покраска выполняется жаропрочной краской, но перед этим металл необходимо отшлифовать и покрыть грунтовкой. Также устанавливаем дверки, оснащаем их ручками. Изготовление пиролизного котла своими руками почти закончено, осталось лишь провести предварительное испытание.

Проверка работоспособности

Не спешите устанавливать собранный своими руками пиролизный котел на штатное место – необходимо провести его тестирование. Для этого монтируем термометр, заполняем котел котловой водой, закладываем в топку дрова и поджигаем их. Включением дутьевого вентилятора создаем тягу, ждем, пока дрова хорошо разгорятся. Теперь можно запустить пиролиз – как мы помним, для этого необходимо ограничить подачу кислорода.

Закрываем дверки топки и зольника, закрываем дроссельную заслонку (ограничивает подачу воздуха, используемого для первоначального розжига дерева) – поленья перейдут из фазы горения в фазу тления. А так как у нас работает дутьевой вентилятор, то он вытянет продукты сгорания в камеру дожигания, где произойдет воспламенение продуктов пиролиза. Далее нам остается лишь контролировать температуру в котле – как только она достигнет точки кипения, пиролиз следует остановить. Для этого выключаем вентилятор, открываем камеру сгорания и выгребаем из нее горящие дрова.

Установка оборудования

На следующем этапе необходимо провести установку оборудования на штатное место. Помните, что собранный своими руками пиролизный котел обладает просто адским весом – не вздумайте двигать его самостоятельно. Возьмите в помощники 3-4 человека и затащите остывший агрегат в помещение, выделенное под котельную. Далее проводим следующие работы:

• Выводим дымоход наружу и подключаем его к пиролизному котлу;
• Подключаем отопительную систему к котлу;
• Устанавливаем группу безопасности и проверяем герметичность системы;
• Проводим в помещение электрическую розетку;
• Устанавливаем котловую автоматику и подключаем к ней дутьевой вентилятор.

Теперь можно приступать к тестированию системы – делается это по аналогии с вышеуказанной инструкцией. Настройка пиролизного котла сводится к установке оптимальной температуры теплоносителя. Подробную информацию по этому вопросу можно получить в инструкции к используемому вами управляющему контроллеру.

Контроллер работает следующим образом – с помощью температурного датчика он контролирует температуру теплоносителя на выходе из пиролизного котла. Как только температура достигнет заданного уровня, электроника остановит работу вентилятора. Горение горючих газов замедлится и практически полностью остановится – дрова не погаснут, они будут просто медленно тлеть. Как только температура в контуре упадет, вентилятор включится, а горение в пиролизной камере возобновится.

Кирпичные пиролизные котлы

Своими собственными руками вы сможете изготовить не только металлический самодельный пиролизный котел, но и кирпичный – это актуально для тех, у кого в распоряжении есть достаточное количество свободного места. Схему можно поискать в интернете, заказать у специалистов или попробовать скомпоновать самостоятельно, используя специальный софт. Преимущества кирпичного пиролизного котла, изготовленного своими руками:

• Может использоваться как самостоятельный источник тепла;
• Длительное сохранение температуры;
• Более прочная и долговечная конструкция;
• Стойкость к температурным перегрузкам.

Недостатком является лишь громоздкость такого агрегата.

Рекомендации по установке и эксплуатации

Собранный своими руками пиролизный котел необходимо установить на небольшом фундаменте – соберите его из кирпича или соорудите бетонную стяжку. Рекомендуемая толщина – около 10 см. Установив аппарат на подготовленном месте, удостоверьтесь, что он не качается и стоит достаточно устойчиво. Только после этого приступайте к дальнейшим операциям.

Для обеспечения пожарной безопасности постелите перед котлом (с той стороны, где располагается дверца камеры сгорания) металлический лист. Если из топки выпадут горящие угольки или дрова (случается всякое), лист не даст огню распространиться. Следует отметить, что это достаточно распространенное требование для всех твердотопливных котлов и прочих агрегатов, вроде каминов и печей-каминов.

Отдельное внимание уделяется расстоянию между пиролизным котлом, собранным своими руками, и стенками – оно должно составлять не менее двух метров. Также следует обеспечить хорошую вентиляцию помещения, так как отопительное оборудование довольно интенсивно сжигает кислород – нужно обеспечить его приток. Для этого достаточно сделать вентиляционную отдушину.

Изготавливая пиролизный котел своими руками, не экономьте на металле. Помните, что металл толщиной 4-5 мм прослужит значительно дольше, чем металл толщиной всего 3 мм. Если камеры дожигания или сгорания прогорят, вам придется провести довольно сложный комплекс ремонтных работ – пиролизный котел нужно будет разрезать, заменить прогоревшие детали, после чего сварить его обратно и испытать.

Рекомендации по эксплуатации:

• Не используйте в изготовленном своими руками пиролизном котле сырые дрова – они плохо воспламеняются, с трудом прогорают и неохотно отдают продукты пиролиза. Оптимальное содержание влаги в древесине – не более 15-20%. Приобретая сухие дрова, выделите место под их хранение – сюда не должны попадать атмосферные осадки;
• Обязательно используйте автоматику и группу безопасности – это поможет предотвратить выход пиролизного котла из строя. Помните, что собранные своими руками отопительные агрегаты нуждаются в особенном контроле;
• Перед началом каждого отопительного сезона проверяйте котел и отопительную систему на герметичность. Также нужно проверять проходимость дымохода – его чистка осуществляется раз в 4-5 лет;
• Не делайте слишком большой запас по мощности – собранный своими руками пиролизный котел повышенной мощности не сможет обеспечить нужный КПД и будет сжигать топливо зря. Если нужен очень мощный агрегат, присмотритесь в сторону заводских моделей.

Следуя этим рекомендациям, вы сможете обеспечить свой дом теплом, не затрачивая много денег на электроэнергию и обходясь без газа. Среднее потребление электроэнергии пиролизным котлом, собранным своими руками, составляет 80-120 Вт/час (при работающем вентиляторе).

Все схемы и подробные чертежи, упомянутые в статье, Вы можете скачать по этой ссылке.

Источник: remont-system.ru

Конструкция и компоновка элементов установки

В отличие от классических твердотопливных установок устройство пиролизных котлов длительного горения предусматривает две камеры сгорания вместо традиционной топки. В первой камере осуществляется медленное горение за счет недостаточного количества воздуха. При этом топливо начинает выделять так называемый пиролизный газ, перетекающий во вторичную камеру вместе с продуктами сгорания. Туда же подается достаточное количество воздуха, вследствие чего газ воспламеняется и сгорает, нагревая водяную рубашку агрегата.

Расположение двух камер может быть различным, поскольку отопительные котлы пиролизного типа могут работать как на естественной тяге дымохода, так и с помощью принудительной подачи воздуха вентилятором. В установках, использующих естественную тягу, вторичная камера расположена над первичной и воздух проходит через топливо снизу вверх. При искусственно создаваемой тяге главная топка, наоборот, находится над камерой дожига и поток воздуха направлен сверху вниз. Это отражают представленные ниже схемы устройства пиролизных котлов с различной компоновкой камер.

Способы подачи воздуха для горения

К высоте и диаметру дымохода предъявляются повышенные требования, когда схема подачи воздуха в пиролизном котле предполагает использование обычной тяги. Ее должно хватать на преодоление сопротивления газовоздушного тракта установки и дымоходной трубы, а также на создание разрежения в топке величиной 16—20 Па. Подобрать диаметр можно по выходному патрубку, а высота должна быть не менее 5—6 м.

Принудительная подача воздуха в обе камеры может осуществляться тремя способами:

Обычно схема пиролизного котла, предусматривает установку вентилятора в режиме нагнетания. Это объясняется тем, что обычный нагнетатель по стоимости доступнее чем дымосос, так как последний должен вытягивать отходящие газы с высокой температурой. По этой причине его конструктивные элементы стоят дороже.

Ведущие производители пиролизных котлов устанавливают на свои изделия дымососы на выходе продуктов горения. Причина – обеспечение безопасности для человека, открывшего дверцу топки в рабочем режиме. Дымосос создает разрежение, поэтому пламя не полыхнет через открытый проем человеку в лицо.

При большой мощности установки производителями применяются вентиляторы для котлов обоих типов, на входе и выходе газовоздушного тракта.

Для того, чтобы понять, как работает пиролизный котел, рекомендуем посмотреть следующее видео.

Изготовление пиролизного котла

Эффективность этого вида установок на дровах стала причиной их популярности у мастеров, которые могут изготавливать твердотопливные котлы пиролизного типа собственными силами из имеющихся материалов. Процесс этот достаточно трудоемкий и требующий навыков выполнения слесарных и сварочных работ, некоторого минимума инструментов и оборудования:

• аппарат для электросварки;
• угловая шлифовальная машина;
• дрель электрическая;
• набор слесарных инструментов.

Если имеются навыки, инструменты и большое желание, то можно изготовить агрегат, используя следующий чертеж пиролизного котла на естественной тяге:

1 – воздушный канал; 2 – дверца для загрузки топлива; 3 – дверца вторичной камеры; 4 – заслонка прямой тяги; 5 – первичная камера; 6 – верхняя крышка; 7 – входной канал для подачи воздуха; 8 – воздушная заслонка; 9 – патрубок для группы безопасности; 10 – вторичная камера дожигания; 11 – патрубок присоединения дымохода; 12 – форсунка; 13 – жаротрубный теплообменник.

Материалом для изготовления камер может служить жаропрочная легированная сталь, но это дорогой материал, поэтому мастера берут простую углеродистую сталь толщиной 5 мм. Для защиты ее от высокой температуры в нижней части топки выполняется футеровка пиролизного котла огнеупорным кирпичом. Им же нужно защитить днище вторичной камеры, куда направлен факел пламени. Для обшивки водяной рубашки применяется листовой металл толщиной 3 мм, его приваривают к ребрам жесткости из полосовой стали. Из такого же металла изготавливают дверцы, крышку и обрамление проемов.

Передачу тепла от дымовых газов устройство котла предусматривает через жаротрубный теплообменник, находящийся внутри водяной рубашки. Для его изготовления подойдут бесшовные стальные трубы из углеродистой стали наружным диаметров 48 или 57 мм. Количество труб следует подобрать по необходимой площади поверхности теплообмена, для чего выполняется расчет пиролизного котла.

Учитывая, что топливо в пиролизных агрегатах горит долго (до 12 часов) и продуктивно, некоторые владельцы классических установок прямого горения задумываются о том, можно ли их модернизировать. Такая переделка твердотопливного котла в пиролизный возможна, но при условии, что топка агрегата сделана из металла, а не чугуна. Колосниковая решетка убирается и с помощью электросварки на ее месте закрепляется перегородка, разделяющая главную топку и зольник, который будет выполнять роль вторичной камеры. Между ними устанавливается форсунка. Кроме этого, понадобится организовать подачу воздуха в обе камеры, надо изготовить воздушные каналы и установить их, как показано на чертеже.

Как правило, переделка котла в пиролизный происходит не на заводских агрегатах, а на самодельных, это расширяет возможности для усовершенствования конструкции. Можно менять проходное сечение форсунки, размеры обеих камер или площади поверхностного теплообмена, добиваясь наилучших показателей длительности горения и повышения КПД установки.

Расчет пиролизного котла

Расчет начинается с определения величины температурного напора, ºС:

Ƭ= (∆Т — ∆t) / ln (∆Т / ∆t)

В этой формуле:

• ∆Т – перепад температур продуктов сгорания перед теплообменником и после него;
• ∆t – разница между температурами в трубопроводах подачи и возврата теплоносителя.

Полученное значение Ƭ подставляют в формулу:

S = Q / k / Ƭ, где:

• Q – расчетная мощность отопительной установки, Вт;
• k – коэффициент теплопередачи, равен 30 Вт / м² ºС.

Укрупненный расчет мощности пиролизного котла (Q, кВт) выполняется исходя из площади здания. Ее значение нужно принимать по наружному обмеру дома, результат разделить на 10. Смысл этого действия в том, что на обогрев каждых 100 м² здания требуется ориентировочно 10 кВт тепловой энергии. Полученный результат – это расчетная мощность системы отопления, а источник тепла принимается с коэффициентом запаса. Он зависит от региона проживания и колеблется от 1,1 до 1,5.

Пусконаладочные работы

После того как сборка пиролизного котла завершена, нужно обязательно проверить герметичность сварных соединений. Водяная рубашка наполняется водой, затем в нее накачивается воздух, создавая избыточное давление. Некачественно сваренные швы дадут о себе знать протечками. Теперь можно производить испытания, лучше это делать на улице, подавая проточную воду из шланга. Если на агрегате установлена группа безопасности, то можно наполнить резервуар котла водой и проверить его работу при критическом давлении 2—2,5 Бар. Порядок испытаний следующий:

• Присоединить временный дымоход, загрузить в камеру топливо и открыть заслонку прямой тяги.
• Прекратить подачу проточной воды, предусмотрев для этого временный кран.
• Произвести розжиг и запуск пиролизного котла. Как только дрова разгорятся, заслонку прямой тяги нужно прикрывать, чтобы начался процесс пиролиза.
• Открыв дверцу вторичной камеры, убедиться в наличии факела пламени. Здесь требуется регулировка пиролизного котла, нужно добиться ровного и устойчивого факела, открывая или закрывая воздушную заслонку.
• Закрыть дверцу и наблюдать за показаниями термометра и манометра. В закрытой водяной рубашке процесс парообразования может начаться при достижении давления 1,5 Бар, в это время надо внимательно отслеживать температуру.
• Качественно сваренные пиролизные котлы отопления могут выдерживать давление до 3 Бар, но не стоит ставить рекорды. Достаточно, если предохранительный клапан, настроенный на давление 2 или 2,5 Бар начнет сбрасывать пар, тогда можно открывать кран и возобновлять циркуляцию воды. Заслонку подачи воздуха надо закрыть, чтобы топливо начало затухать.

Будьте осторожны, проводя такие испытания, есть опасность обвариться кипятком по неосторожности или при разрыве водяной рубашки.

Подключение котла к системе отопления

Последний этап – подключение пиролизного котла и выполнение его обвязки. Как и во всех твердотопливных установках, надо исключить образование конденсата на внутренних стенках топки во время разогрева. Это явление сокращает срок службы корпуса топки, поскольку конденсат содержит включения серы и будет вызывать интенсивную коррозию металла. По этой причине обвязка котла отопления должна быть выполнена по схеме, не допускающей попадание в рубашку холодной воды при разогреве.

Ниже приведена классическая схема подключения пиролизного котла к системе отопления с балансировочным вентилем между подающим и обратным трубопроводами.

Перемычка образует малый контур, в котором теплоноситель приводится в движение циркуляционным насосом. Приведенная на схеме обвязка пиролизного котла отопления позволяет воде циркулировать по малому контуру, прогреваясь вместе с агрегатом. Термостатический трехходовой клапан начнет подмешивать холодную воду из системы в тот момент, когда в малом контуре температура воды достигнет заданного значения, обычно это 45—50 ºС.

Рабочая температура в системе отопления лежит в пределах 60—80 ºС, поднимать ее выше приходится редко. Если при работе в этом диапазоне температур в вашем доме прохладно, то надо искать причину в самой системе. Увеличивать температуру не имеет смысла, это только увеличит расход дров в пиролизном котле.

Заключение

Пиролизные установки, сделанные своими руками, приобретают все большую востребованность. Причина – высокая стоимость котлов заводского изготовления, самодельные агрегаты часто оказываются единственной альтернативой. Единственный недостаток — топливо для пиролизных котлов должно иметь влажность не выше 25%, иначе процесс пиролиза будет слабым, что влияет на производительность установки.

 

Источник: cotlix.com

Что это такое?

Пиролизные котлы относятся к семейству твердотопливных; отличие от традиционных котлов состоит в том, что из топлива предварительно извлекаются горючие компоненты. Процесс горения осуществляется в два этапа: извлечение газа в условиях высокой температуры и низкого содержания кислорода и сжигание смеси разогретых газов и воздуха.

Устройство

Котел представляет собой металлический корпус, в котором имеется две камеры – загрузочная и сгорания. Для защиты от воздействия высоких температур стенки этих камер облицовывают шамотным кирпичом или другим подходящим жаропрочным материалом, например, на основе бетона.

С помощью шамотного кирпича выкладывают дно камеры загрузки, оставляя небольшую щель – форсунку, через которую в камеру сгорания будет поступать пиролизный газ. В качестве теплообменника обычно используют трубчатые конструкции.

Принцип работы

Некоторое количество дров, которое определяется объемом загрузочной камеры, загружают в нее и производят предварительный розжиг при подаче первичного воздуха. Когда топливо загорится, искусственно создают условия с недостаточным содержанием кислорода, благодаря которым из дров выделяется горючий газ. Он представляет собой смесь угарного газа с летучими углеводородами. С повышением давления в загрузочной камере он поступает через форсунку в камеру сжигания. Сюда же подается вторичный воздух. Его смешивание с пиролизным газом, а также высокотемпературные условия обеспечивают воспламенение и сгорание газовой смеси.

При сгорании выделяется тепло, углекислый газ и вода – в большинстве случаев говорят о полном сгорании топлива с выделением «чистых» продуктов горения, перечисленных выше. Тепло через стенки теплообменника передается теплоносителю, в роли которого выступает вода, циркулирующая в системе водяного отопления. Охлажденные продукты горения выводятся через дымоход.

Плюсы и минусы

Преимущества и недостатки такого оборудования, сведенные здесь в одну таблицу, позволят вам более объективно подойти к оценке возможного приобретения.

За и против пиролизных котлов

За	Против
Это так называемые котлы длительного горения: можно загрузить партию дров, которые будут гореть очень долго, около 12 часов (на угле при определенных условиях и еще дольше)	Но за это придется платить кровными. Эти котлы определенно дороже традиционных твердотопливных. Иногда разница в цене составляет 50–100 %
Топливо сгорает практически полностью, а это значит, что мы используем большую часть его энергетического потенциала. К тому же это минимизирует количество отходов и избавляет от частой чистки котла	Используется система принудительного нагнетания воздуха, а это значит, что котел энергозависим, то есть потенциальные перебои электричества превращаются в большую проблему
В качестве топлива могут использоваться крупные дрова. В большинстве случаев можно ограничиваться закладкой неколотого топлива	Эффективность работы котла во многом зависит от влажности дров. Обычное требование – влажность не должна превышать 25 %

В видео ниже представлено еще одно мнение. Не стоит его рассматривать как истину в последней инстанции, но задуматься над отдельными вопросами определенно нужно.

А вот еще одно видео от того же ярого противника пиролизных котлов. Некоторые доводы звучат вполне убедительно, но ко многим нужно относиться критически.

Как видите, эксплуатация такого оборудования может иметь некоторые нюансы. В любом случае перед покупкой котла желательно дополнительно ознакомиться с различными предложениями заводов-изготовителей, благо оных на сегодняшний день немало.

Ассортимент

Продукция представлена широко, т. к. извлечение пиролизного газа известно довольно давно и технология апробирована в химической промышленности. Как правило, большинство крупных производителей котельного оборудования имеют, в том числе, и линейку котлов длительного горения. В таблице ниже мы указали наиболее востребованное отопительное оборудование российских, украинских и немецких производителей. Перед рассмотрением конкретной модели настоятельно рекомендуется провести расчет мощности котла с помощью нашего небольшого онлайн-калькулятора.

Популярные модели пиролизных котлов для частных домов

Наименование котла	Краткое описание	Модель	Мощность / примерная отапливаемая площадь, кВт/м2	Примерная цена, руб.
Атом, Мотор Сич	Украинские, для дров размером (380–1000)×(100–410) мм и влажностью до 50 %. Стенки из стали 6–10 мм, защищены керамобетоном	МС-16	8–19/80–190	120 000
		МС-25	13–30/130–300	138 000
		МС-32	16–38/160–380	162 000
Теплогарант, Буржуй К	Российские одноконтурные котлы, отличаются низкой стоимостью	Стандарт Т-10	10/100	40 000
		Стандарт Т-20	20/200	56 000
		Стандарт Т-30	30/300	69 000
Атмос (Atmos)	Чешское оборудование из стали толщиной 3–8 мм, отдельные элементы которого защищены керамическими блоками	DC 15E	10–15/100–150	72 000
		DC 18S	14–20/140–200	81 000
		DC 22S	15–22/150–220	94 000
		DC 25S	17–25/170–250	96 000
Вулкан (Vulcan)	Украинские одноконтурные из стали толщиной 5 мм. Форсунка и зольник изготовлены из высокопрочного жаростойкого бетона	ECO 15	15/80–100	81 000
		ECO 20	20/150–200	85 000
		ECO 25	25/200–250	87 000
		ECO 30	30/250–300	91 000
Диво	Российские пиролизные котлы, могут комплектоваться электроТЭНом, автоматическим или ручным регулятором тяги	10	8–12/100	С ручным регулятором тяги: с ТЭНом – 55 000, без ТЭНа – 49 000. С автоматическим регулятором тяги: с ТЭНом – 66 000, без ТЭНа – 59 000
		18	12–18/185	С ручным регулятором тяги: с ТЭНом – 65 000, без ТЭНа – 59 000. С автоматическим регулятором тяги: с ТЭНом – 76 000, без ТЭНа – 69 000
		30	18–30/300	С ручным регулятором тяги: с ТЭНом – 82 000, без ТЭНа – 75 000. С автоматическим регулятором тяги: с ТЭНом – 91 000, без ТЭНа – 84 000
Траян (некоторые пишут Троян)	Российские котлы длительного горения с возможностью подключения электроТЭНа	Т10	10/90	47 000
		Т15	15/120	51 000
		Т20	20/120–220	56 000
		Т30	30/240–330	70 000
Buderus (Будерус)	Немецкие одноконтурные котлы	Logano S121-2 21	21/210	163 000
		Logano S121-2 26	26/260	166 000
		gano S121-2 32	32/320	177 000
Viessmann (Виссманн)	Еще один титулованный немецкий производитель котлов из стали толщиной не менее 8 мм	Vitoligno 100-S VL1A024	25/250	170 000
		Vitoligno 100-S VL1A025	30/300	220 000
Гейзер	Российские одноконтурные (ПК) или двухконтурные (ПК2) котлы длительного горения	ПК-10 (ПК2-10)	10/100	48 000 (51 000)
		ПК-15 (ПК2-15)	15/150	53 000 (56 000)
		ПК-20 (ПК2-20)	20/200	59 000 (61 000)
		ПК-30 (ПК2-30)	30/300	72 000 (76 000)
БТС	Украинские котлы из стали толщиной 5 мм (класс стандарт) и 6 мм (класс премиум). Керамическая футеровка	БТС-15	15/180	117 000
		БТС-20	20/230	121 000
		БТС-25	25/280	139 000

Предлагаем вам посмотреть небольшое видео о работе котлов Траян.

Немного визуализации работы пиролизных котлов Будерус – на ролике ниже.

И еще о довольно популярных котлах от ТеплоГаранта – Буржуй К.

Да, кстати, есть модели, которые рассчитаны на работу с разным топливом. Это может быть уголь, торф и даже пеллеты. Использование пеллетных котлов позволяет в значительной мере автоматизировать процесс подачи топлива.

Отзывы

Среди моря заказных отзывов очень сложно найти мнения действительно непредвзятые и основанные на реальных впечатлениях. На что обычно жалуются пользователи:

• обильное образование дегтя вследствие того, что в камере сжигания не поддерживается нужная высокая температура;
• необходимость в установке дополнительной буферной емкости с водой, которая будет аккумулировать избыточное тепло;
• малая толщина стали, что приводит к изменению геометрии корпуса и прогоранию его отдельных частей.

Своими руками

Ниже представлено 25-минутное видео проектирования и изготовления своими руками пиролизного котла. Автор поэтапно описывает процесс сборки, а также рассказывает о трудностях, с которыми пришлось столкнуться.

Возможные ошибки:

• Не тот сплав. Самой частой ошибкой, характерной, кстати, не только для самодельных моделей, является использование наиболее дешевых материалов из черных металлов. Они не относятся к категории жаропрочных материалов, что в конечном итоге приводит к прогоранию конструкции и сложному, а то и просто невозможному ремонту. Необходимо осторожно подходить к выбору марки стали, использовать специальные жаропрочные сплавы. Например, 20Х23Н18 и ему подобные.
• Малая толщина стали. Еще одна ошибка – неверно подобранная толщина стального листа. Этот параметр определяют исходя из распределения температур по котлу, но минимальное значение – около 5 мм. Чем толще, тем дороже, но тогда котел и проработает дольше.

Чертежи

Аттракцион неслыханной щедрости – иначе и не назовешь! У нас вы можете скачать чертежи пиролизных котлов совершенно бесплатно. Это позволит вам при желании собрать сердце отопительной системы у себя на заднем дворе или в гараже.

У нас представлены котлы длительного горения, которые вы можете встретить под маркой Буржуй К. Чертежи котла мощностью 20 кВт можно бесплатно скачать по ссылке ниже.

• скачать комплект чертежей стандартного котла мощностью 20 кВт.
• скачать чертежи модернизированного котла мощностью 24 кВт;

Смотрите примеры графических материалов на изображениях ниже.

У вас также есть уникальная возможность заказать комплект чертежей на одну из моделей по весьма привлекательной цене. Конечно, это вариант для тех, кто собирается изготовить котел своими руками не только для себя, но и на заказ. Для связи используйте форму, представленную ниже.

Цены на чертежи котлов большей мощности

• 30 кВт – 5 000 руб.
• 100 кВт – 50 000 руб.
• 300 кВт – 75 000 руб.
• 500 кВт – 100 000 руб.

Источник: cdelayremont.ru