Пиролизный котел своими руками: устройство и принцип работы

Термин «пиролиз» относится к процессу, в котором происходит замедленное сгорание твердого топлива с образованием газовой среды. Несмотря на «профессорское» название постройки, сделать пиролизный котел своими руками сравнительно несложно, а самоделки довольно распространены на практике.

Объяснение простое: дровяной газовый котел проще в обслуживании, зачастую он более эффективен и экономичен, чем другое подобное оборудование. Давайте узнаем, как работает это оборудование и что нужно для его изготовления.

Принцип работы пиролизных котлов

Котлы для систем отопления, где в качестве топлива используются твердые горючие материалы, кроме классики, также относятся к пиролизным конструкциям. Их обычно называют газовыми котлами.

Чтобы лучше понять принцип работы бытового пиролизного котла, логично внимательно рассмотреть устройство такой техники. Начнем с особенностей топки как основной части отопительной конструкции. Действительно, рабочая зона топливной камеры пиролизных котлов разделена на две отдельные камеры.

Секционная конструкция пиролизного котла: 1 – загрузочная камера (пассивная), в которой происходит процесс пиролиза (неполное сгорание); 2 – газовая камера сгорания (активная), образовавшаяся при пиролизе

В одну из этих камер загружается твердое топливо – дрова, пеллеты, брикеты и т.д. Там первичный процесс сжигания твердого топлива начинается с ограниченным притоком воздуха. В таком состоянии топливо не горит, а тлеет. Выделяющиеся при медленном горении газы попадают в другую зону камеры, активную, где они интенсивно горят даже при увеличении подачи воздуха.

Технически подобный процесс горения осуществляется несложно. Подзоны общей камеры просто разделены решеткой и соплом. Верхняя часть камеры – пассивный под, нижняя часть камеры – активный под. При этом следует учитывать конструктивную особенность – верхнюю подачу воздуха в топливную камеру (верхний дутье).

Собственно, это то, что отличает конструкцию газового котла от классической однокамерной конструкции, в которой используется нижняя подача.

Классическая конструкция воздушного насоса (часто называемого вентилятором, но с технической точки зрения это неправильное название), который используется в контуре пиролизного котла. Это важная часть обеспечения работоспособности оборудования

Технологически для устройства пиролизных котлов характерным моментом также является организация наддувной тяги. Двухступенчатая конструкция топки имеет повышенное аэродинамическое сопротивление. Поэтому без установки воздушного насоса никак не обойтись.

Как работает котел на практике?

практическое применение оборудования удобно рассмотреть в пошаговом процессе:

  1. Загрузка дров – поставьте верх камеры на решетку.
  2. Зажигание топлива и запуск насоса дымовых газов.
  3. Образование древесного газа при температуре 250-850 ° C.
  4. Прохождение древесного газа в нижнюю часть очага.
  5. Сжигание древесного газа с дополнительной подачей воздуха.

Кроме того, тепло, полученное в нижней части топливной камеры, используется для нагрева хладагента. Теплоноситель может быть как водяным, так и воздушным.

1 – активная камера; 2 – водоприемник; 3 – вторичный воздух; 4 – камин; 5 – выходной патрубок; 6 – дроссельная заслонка; 7 – выход воды; 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 активного помещения

Если обратить внимание на все существующие конструкции бытовых котлов, работающих на твердом топливе, то основная альтернатива пиролизному котлу – традиционная конструкция.

Это аналогичный вариант дровяного котла, в котором работает цельная топка 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% при 100% нагрузке. Однако КПД резко падает, если нагрузка меньше 50%. Поэтому производители пиролизного оборудования советуют пользователям использовать оборудование с максимальной нагрузкой.

Аналогичный подход действует и для самонаводящихся конструкций при условии, что они полностью соответствуют классической схеме пиролиза и эксплуатационным требованиям.

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

  • обязательное оснащение воздушным насосом;
  • допустимая влажность топлива не более 25-35%;
  • нагрузка на оборудование не менее 50%;
  • температура обратного теплоносителя не ниже 60;
  • загружать только большой массой топлива.

Также следует отметить высокую стоимость промышленных систем пиролиза. Наверное, поэтому такой вариант очень популярен”.

Самодельный пиролизный котел

Как правило, при изготовлении такого отопительного оборудования своими руками за основу берется популярная схема Беляева. Нельзя сказать, что это простое решение, позволяющее без проблем сделать обогреватель. Но, пожалуй, одно из тех решений, которые действительно можно реализовать.

Трехмерная схема пиролизного котла для изготовления своими руками. Это один из простых вариантов схемы, который можно сделать самостоятельно в домашних условиях

Для изготовления оборудования по этой схеме мастеру потребуются:

  • металлическая труба (d = 32; 57; 159 мм);
  • профильная труба (s = 60х30; 80х40; 20х20 мм);
  • стальная полоса (20х4; 30х4; 80х5 мм);
  • огнеупорный кирпич;
  • лист;
  • воздушный насос;
  • термометр.

также необходимо иметь полный набор сантехнического инструмента, а также сварочный аппарат (и сварочные навыки соответственно). Работу по изготовлению пиролизного котла своими руками явно не освоить в одиночку. Требуется хотя бы один помощник.

В первую очередь по выбранной схеме нужно подготовить детали листа конструкции. Панели из листового металла рекомендуется подготовить, вырезав их по размеру на профессиональном высокоточном оборудовании.

Использование ручного инструмента типа «болгарка» для резки также требует определенных навыков работы и соблюдения техники безопасности при работе, но не гарантирует точности реза, что впоследствии сказывается на качестве сварного шва. Это следует учитывать. Умное решение для резки листового металла – заказать в механическом цехе.

Сборка внутренних частей оборудования

из одной части пластин необходимо сделать топливную камеру. Для этого подключается и спаивается материал, соизмеримый с параметрами схемы. Должна получиться двухкамерная конструкция, которую следует дополнить воздуховодами.

Эти элементы топливной камеры состоят из металлического канала или профильной трубы, используемой для производства. Отверстия просверливаются по всей площади лицевой стороны воздуховода.

Воздуховоды внутри камеры сгорания. Воздух по этим каналам подается с помощью воздушного насоса. Просверливаются отверстия для равномерного распределения воздушного потока по всей длине воздуховода

Ниже уровня, в зоне активной камеры сгорания, на стене, расположенной между воздуховодами, вставляется металлическая труба (подача вторичного воздуха). После этого начинается работа с трубами, так как подошла очередь сборки трубчатого теплообменника.

Эта часть системы пиролиза состоит из металлических труб d = 57 мм:

  1. По габаритам чертежа берутся два листа и делаются разметки.
  2. Исходя из разметки для расположения труб на листе вырезаются отверстия d = 60 мм.
  3. Нарезаются по размеру трубы d = 57 мм.
  4. Концы трубок вставляют в отверстия листа и ошпаривают.
  5. Повторите операцию с другим листом.

На выходе должен получиться готовый теплообменник, который крепится к корпусу котла там, где указано на схеме.

Пример изготовления теплообменника из двух стальных листов и трубок, нарезанных по размеру. Здесь требуется качественная сварка, чтобы в дальнейшем не было проблем при работе котла

Рядом с теплообменником (на верхнем уровне) устанавливается дроссельная заслонка. Эта деталь имеет ручку и тоже приваривается к конструкции. Конец корпуса дроссельной заслонки закрывается куском листового металла с патрубком для дымохода.

После этого остается только приварить переднюю панель топливной камеры с дверными окнами для каждой из двух секций и модуль для воздушного насоса.

Установлен теплообменник и часть конструкции корпуса дроссельной заслонки. Вариант механизма регулировки в виде ручного рычага с возможностью фиксации амортизатора в любом положении

Перед установкой лицевой панели внутреннюю часть камер сгорания необходимо укрепить огнеупорным кирпичом. Этот материал обрезан по размеру, некоторые под углом. Кирпич выточен и адаптирован к месту установки.

Обе рабочие части топливной камеры котла облицованы огнеупорным кирпичом. При этом аккуратно совмещены точки в районе амортизаторов воздуховыпускных (приточных) патрубков. Выложив кирпичом, устанавливается лицевая панель.

Пример обустройства внутренней области топливной камеры из огнеупорных кирпичей. Облицовка из кирпича защищает стены камеры пиролизного котла от возможных ожогов при длительной эксплуатации

Действительно, основную сборку пиролизного котла на данном этапе можно считать завершенной. Собранную конструкцию необходимо обработать: снять трап со сварного шва, зачистить сварные швы, разрезать, если где-то есть небольшие неровности.

На следующем этапе собранную конструкцию заключают в герметичный кожух. Эта часть конструкции также сделана из листового металла. Однако сначала требуется обжатие.

Тестирование и окончательная сборка конструкции

Собранную конструкцию необходимо протестировать. Обязательные действия: Проверить на герметичность участок котла, по которому должен циркулировать теплоноситель. Для проведения опрессовки теплообменника устанавливаются временные заглушки на подающем и обратном патрубках теплоносителя.

Затем теплообменник заполняется водой. Рекомендуется использовать горячую воду из тепловых сетей или горячего водоснабжения, чтобы можно было контролировать сварные швы в условиях теплового расширения металла.

Передняя часть уже почти готовой конструкции со снятыми патрубками для подачи воздуха внутрь рабочих камер. Окна секций топливной камеры остались без дверей. Эта конструкция будет облицована корпусными пластинами

При отсутствии протечек по стыкам теплообменника воду сливают и начинают каркас конструкции пиролизного котла наружными металлическими панелями. Также на этом этапе изготавливаются и навешиваются дверцы окон секций камеры сгорания.

Двери пиролизной установки требуют исполнения с учетом высокотемпературных условий эксплуатации. Поэтому эти конструктивные элементы обычно изготавливают (или используют в готовом виде) из чугуна с дополнительным термическим армированием огнеупорным кирпичом.

Пример конструкции дверцы одной из секций топливной камеры пиролизного котла. Для улучшения защиты от воздействия высоких температур процесса горения, помимо металла, используются огнеупорные кирпичи

Завершающий этап – установка пиролизного котла на месте его будущей эксплуатации. Монтаж конструкции осуществляется на фундамент или бетонную плиту. Рекомендуется выдерживать высоту фундамента (плиты) относительно уровня земли размером не менее 100 мм.

После установки и выравнивания нижнюю часть котла крепят к фундаменту. Осталось только подсоединить дымоход, установить воздушный насос и подсоединить линии подачи / отвода теплоносителя.

Пиролизный котел полностью заключен в металлический кожух и готов к установке на рабочем месте. Угловые крючки привариваются к корпусу как опорные элементы крепежа

Самостоятельное построение конструкции пиролизного котла – работа, требующая значительных затрат усилий. Конечно, без накладных расходов в плане финансовых ресурсов не обойтись.

не исключено, что затраты на приобретение материалов и вызов сторонних сервисов могут оказаться меньше стоимости промышленного оборудования. Однако разница, вероятно, будет менее значительной. Но главная проблема не в деньгах.

Выводы и полезные видео по теме

О самостоятельном изготовлении пиролизного котла:

Технически самостоятельное производство пиролизных котлов без наличия подходящей базы – чрезвычайно сложный процесс. Также необходимы профессиональные навыки работы с металлом, четкое понимание инженерных схем и технологических тонкостей изготовления котельного оборудования. Без всего этого вам не стоит даже браться за работу.

Если вы обладаете необходимыми знаниями и навыками и можете дать ценный совет по сборке пиролизного котла другим посетителям сайта, оставляйте свои комментарии, делитесь секретами ремесла, задавайте вопросы в блоке под статьей.

Источник – https://sovet-ingenera.com/otoplenie/kotly/piroliznyj-kotel-svoimi-rukami.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: