Пиролизный котел своими руками: схемы, чертежи, инструкции

Вместе с ростом цен на энергоносители (газ, уголь, электроэнергию) отопление помещений становится более весомой статьёй затрат. Использование котлов пиролизного принципа действия даёт возможность получать большее количество энергии из меньшего объёма древесины.

Повышение мощности обогрева достигается применением эффекта пиролиза: тление дров образует летучий газ, сжигание которого усиливает выделение тепла.

Принцип работы пиролизного котла

Химический процесс разложения древесины под высокотемпературным воздействием (от 200 до 800 °С) с ограниченным доступом кислорода называется пиролизом

Действие пиролизного котла основано на принципе сухой перегонки. Нагревание дров при недостатке кислорода приводит к образованию древесных кокса и газа. Полученный газ при смешивании с кислородом возгорается. Одновременно происходит взаимодействие и с углеродом. Продукты сгорания, выходящие из котла, содержат уменьшенное количество вредных веществ. Твёрдая часть древесины, сгорая, выделяет тепловую энергию.

Пиролизный эффект можно получить от сжигания топлива различных видов:

• дрова (бруски размером не более 450×250 мм );
• измельчённые ветки;
• брикеты;
• опилки;
• пеллеты (древесные гранулы);
• торф;
• кокс;
• уголь.

Древесина — наиболее эффективный вид топлива, выдающий большое количество пиролизного газа. К дровам можно подмешивать ветки и опилки в размере, не превышающем 25% общего объёма, для сохранения КПД (коэффициента полезного действия) на высоком уровне.

Отличием устройства пиролизных котлов от традиционных выступает наличие двух топочных камер: топливной (газификации) и сгорания.

В камере газификации за счёт недостаточного поступления воздуха древесина не горит, а тлеет. При этом начинается выделение пиролизного газа, поступающего вместе с продуктами распада в камеру сгорания. Подача воздуха воспламеняет газ, выделившееся тепло нагревает водяную рубашку агрегата.

Конструкции пиролизных котлов отличаются в зависимости от способа подачи воздуха: естественный, использующий тягу дымохода, и принудительный, нагнетающий воздух вентилятором.

В установках с естественной тягой вторичная камера расположена над главной топкой и поток воздуха проходит снизу вверх. При искусственной тяге наоборот: главная топка — под вторичной камерой и направление воздуха — сверху вниз.

Для чего он необходим

Пиролизные котлы становятся всё более популярными из-за роста стоимости других энергоносителей. Отопление помещений обходится всё дороже. Дрова — самый дешёвый вид топлива для традиционных котлов, но их требуется много.

Использование дополнительной энергии от сгорания газа, выделенного при пиролизе древесины, позволяет получить значительно больше тепловой энергии.

Такие ко тлы имеют высокое значение КПД (до 89%) за счёт минимального количества потребляемого топлива. Обязательным критерием к сырью выступает влажность. Повышение содержания влаги уменьшает объём выделяемого тепла.

По сравнению с котлами, работающими на других видах топлива, устройства пиролизного принципа действия имеют следующие преимущества:

• снижение расхода воздуха на процесс горения газа;
• меньшее количество отходов — сажи и пепла;
• уменьшение в 3 раза выделения вредных веществ и компонентов;
• увеличение времени работы котла (временной промежуток между загрузками топлива (до 12 часов);
• возможность регулировки производительности котла в пределах 30–100%;
• облегчение процесса управления сгоранием пиролизного газа.

Как сделать пиролизный котёл своими руками

Технологический процесс изготовления котла пиролизного принципа действия включает выполнение слесарных и сварочных работ.

Необходимые материалы и инструмент

Для изготовления качественного агрегата необходим опыт в работе со следующими инструментами:

• аппарат электросварочный;
• дрель электрическая;
• угловая шлифмашина;
• набор слесарных инструментов — угольник, уровень.

Потребуются материалы и комплектующие:

• металл:
  • листовой, толщина 4 мм, 7,5 м²;
  • труба — 8 м (диаметр 57 мм, толщина стенки 3,5 мм);
• полоса сталь (толщина 4 мм, ширина 20 мм) — 7,5 мп;
• полоса сталь (толщина 4 мм, ширина 30 мм) — 1,5 мп;
• полоса сталь (толщина 5 мм, ширина 80 мм) — 1 мп;
• шамотный (огнеупорный) кирпич — 15 шт;
• профтруба 60×30 (толщина стенки 2 мм) — 1,5 мп;
• профтруба 80×40 (толщина стенки 2 мм) — 1 мп;
• круг отрезной d 230 — 10 шт.;
• круг шлифовальный d 125 — 5 шт.;
• электроды — 5 пачек;
• датчик температуры.

Температурный датчик — это механическое устройство контроля количества воздуха, проходящего в камеру сгорания.

Регулятор тяги устанавливается как в вертикальном положении, так и в горизонтальном, поэтому имеет 2 шкалы градуировки температуры. При первом запуске регулируется длина цепочки, соединяющая воздушную заслонку с рычагом.

Продуктивность работы котла зависит от функционирования дымоотводящей трубы. Для обеспечения хорошей тяги дымоотвод должен соответствовать требованиям качества:

• высота не меньше 5 метров;
• хорошее утепление;
• отсутствие резких изгибов;
• отвод конденсата;
• простой доступ для чистки.

Чертежи и схемы устройства

Пиролизный котёл без принудительной вентиляции имеет наиболее простую схему. Энергонезависимость конструкции удешевляет эксплуатацию агрегата.

Схема пиролизного котла с естественным дымоотводом имеет вид:

Котёл состоит из трёх основных камер:

• загрузочная, служащая для заброса топлива;
• камера дожига, куда подаётся вторичный воздух;
• теплообменник, выходящий в трубу.

Горение сырья направляет поток газа сверху вниз. При подаче воздуха под колосники в массив шамотного кирпича происходит дожиг горючих газов. Продукты распада уходят через теплообменник в дымоотвод. Регулировка тяги выполняется термодатчиком на выходе из котла с помощью цепочки, связанной с заслонкой подачи вторичного воздуха.

Подробную деталировку с размерами и допусками можно взять в стандартном чертеже:

Пошаговая инструкция изготовления агрегата

Изготовления пиролизного котла своими руками разделяется на этапы:

1. Согласно чертежу выполняется разметка и нарезка деталей для корпуса. После «прихватывания» элементов производится контрольный замер, затем делаются сварочные швы. Установленные на свои места задняя панель и боковые стенки свариваются с двух сторон, зачищаются, обрабатываются сварочным герметиком.
2. Производится монтаж труб теплообменника.                                                                                                         
3. После наваривания внешней стенки и обечаек дверок устанавливается механический регулятор контроля теплоносителя.
4. Дымоход собирается наращиванием трубы Последующую часть нужно вставлять внутрь предыдущей, чтобы конденсат не попадал на внешнюю сторону. Готовая конструкция окрашивается огнеупорной краской.                                                                                                                         

Пиролизный котёл из газового баллона: инструкция

Эта конструкция в народе называется Бубафоня. Такой ник был у изобретателя-умельца из Колымы, который первым выложил идею в сети.

Подвижный поршень разделяет камеру сгорания на два сегмента: внизу горят дрова и сверху догорает пиролизный газ.

Движение воздуха направлено сверху вниз. Горение происходит намного медленнее, чем в традиционном котле.

Кислород поступает через трубу, служащую стержнем для поршня. Для горения пиролизного газа кислород поступает через отверстия, где труба поршня вставляется в крышку. Соединение не должно быть герметичным. Разделение камер обеспечивает прогорание всего объёма топлива.

Регулировка интенсивности горения осуществляется через трубу, соединённую с поршневым кольцом. Для удобства к трубе приваривается штырь с подвижным металлическим диском, размер которого немного превышает диаметр трубы. Регулируя зазор между трубой и диском, добиваются нужной температуры.

Для изготовления Бубафони необходимы следующие материалы:

• баллон объёмом не менее 50 л;
• арматура;
• полоса металла (стали).

Устройство состоит из частей:

• корпус;
• крышка;
• поршень;
• дымоход.

Сборочно-сварочные работы

Выполнять сборочно-сварочные работы следует по инструкции:

1. Срезать закруглённую часть баллона, получив корпус и крышку. Отшлифовать места среза болгаркой. Сбоку вырезать загрузочное отверстие для подачи топлива.
2. Из арматуры сделать решётку, сквозь которую будут просыпаться сгоревшие дрова.                               
3. Сделать поршень: к железному диску приварить лопасти с одной стороны, трубу – с другой.             
4. Выполнить монтаж дымохода. Для лучшей тяги можно использовать постепенное увеличение диаметра трубы в направлении от начала к концу.

5. Покрыть конструкцию огнеупорной краской.

Процесс горения приводит лопасти в движение. Создаются воздушные вихревые потоки, но диск препятствует увеличению пламени. Результатом становится пиролизный эффект от тления дров на протяжении 8-10 часов. Загрузка топлива производится 1 раз в сутки.

Такой котёл может отопить помещение большого размера. Он работает на разных видах твёрдого топлива:

• уголь;
• сланец;
• дрова;
• древесные отходы.

Получение большего количества тепловой энергии из древесины делает использование пиролизных котлов всё более привлекательным. Имея навыки в слесарно-сварочных работах, можно сделать отопительный агрегат пиролизного принципа действия своими руками по чертежам и схемам или из старого газового баллона.

Похожие записи:

Как выбрать газовый котел

Котёл против смолы: как очистить тёплого помощника

Горячее водоснабжение частного дома: оборудование, схемы и советы