Рейтинг: 5.0/5.0 (1901 проголосовавших)Категория: Инструкции
January 21, 2015
Твердотопливное отопительное оборудование постепенно начали заменять газогенераторными моделями, которые стали достойной альтернативой. Они зарекомендовали себя в качестве простых в эксплуатации, но при этом чрезвычайно эффективных решений, поэтому даже при сравнительно высокой стоимости пользуются у потребителей немалой популярностью. Достаточно отметить, что принцип работы пиролизного котла таков, что его успешно применяют не только при обогреве частных жилищ, но и промышленных предприятий.
Газогенераторные котлы работают на принципе пиролизного сжигания топлива. Его суть состоит в том, что в условиях недостатка кислорода и под действием высокой температуры происходит процесс разложения сухой древесины на летучую и твердую части. Процесс обычно происходит при температуре 200-800 градусов Цельсия, причем это экзотермический процесс, то есть при нем еще и выделяется тепло, что позволяет улучшить прогрев топлива и его подсушивание в котле. Это сопровождается еще и подогревом воздуха, поступающего непосредственно в зону горения.
Смешение кислорода с пиролизным газом, выделившемся из древесины в условиях высокой температуры, приводит к горению последнего, что в дальнейшем приводит к получению тепловой энергии. В процессе сгорания происходит активное взаимодействие с активным углеродом, а это позволяет минимизировать выход вредных примесей. По большей части это получается смесь водяного пара и углекислого газа.
Характерные особенностиКак и прочее отопительное оборудование, твердотопливное производит нагрев теплоносителя, подаваемого впоследствии в систему. От других моделей он отличается принципом действия и некоторыми конструктивными особенностями. Принцип работы пиролизного котла базируется на процессе так называемой сухой перегонки древесины. Он заключается в выделении пиролизного газа из твердых материалов органического происхождения под действием повышенных температур в условиях минимизации подачи кислорода. Эта совокупность условий приводит к распаду древесины на газ и остатки в виде сухого кокса.
Сам процесс пиролиза осуществляется при достижении 1100 градусов Цельсия, поэтому происходит большое выделение тепла, позволяющее: подсушивать дрова в котле, нагревать воздух, поступающий в зону горения. При смешивании кислорода и газа, выделенного из древесины, происходит горение последнего, благодаря чему выделяется много тепловой энергии. При взаимодействии газа с активным углеродом происходит минимизация канцерогенных веществ в отработанных газах. Даже углекислого газа в них содержится втрое меньше, чем в обычных котлах, работающих на твердом топливе.
Чтобы понять принцип работы пиролизного котла, необходимо не только рассмотреть его устройство, но и определить, как функционирует каждый отдельный узел прибора. В его состав входит немалое количество механизмов и деталей. Однако в качестве основы служит пара камер. Их обычно выполняют полностью герметичными из стальных листов, которые обладают толщиной не менее 5 мм. В качестве разделителя камеры используется форсунка. Верхнюю часть топки сделали в виде топливного бункера, то есть отдельной конструкции, а нижнюю применяют одновременно в качестве камеры сгорания и зольника.
Каждая камера предназначена для протекания вполне определенных процессов. В верхнем отделе происходит подсушивание дров с одновременным нагревом воздуха, направляемого после этого в следующий отсек. В нижней камере происходит сжигание полученного газа и накопление золы.
ФункционированиеПринцип работы твердотопливного пиролизного котла основан на возможности регулировки мощности посредством наддува вторичного газа. Так результат получается более эффективным в сравнении с обычными отопительными аппаратами. Необходимая температура теплоносителя может быть установлена посредством встроенного терморегулятора.
Устройство пиролизного котла таково, что при его работе сажа полностью отсутствует в процессе горения, а зола образуется в минимальном количестве. Эти особенности ориентированы на предоставление возможности чистить прибор как можно реже.
Если говорить о том, как работает котел пиролизный в сравнении с обычным твердотопливным, то тут стоит отметить и более длительное горение дров при одной закладке, а именно функционирование до 12 часов. Естественно, на это влияют температурные показатели, однако ресурс работы гораздо больше. Дрова расходуются экономно за счет подогрева воздуха, поступающего в зону горения.
При том что устройство пиролизного котла предполагает его работу на дровах, что признано самым выгодным с точки зрения экономии, на практике для его функционирования могут использоваться и альтернативные виды органического топлива, к примеру, уголь, торф. Для повышения эффективности работы оборудования требуется учесть, что у каждого вида сырья своя длительность времени полного сгорания. В случае с мягкой древесиной это 5 часов, с твердой – 6, с коксом – 10.
Проведенные исследования и опросы пользователей свидетельствуют в пользу того, что наибольшая эффективность функционирования отопительного оборудования достигается при работе на сухих дровах. Влажность древесины не должна быть более 20%, а длина поленьев может составлять до 65 см. Это топливо не только обеспечит максимальную мощность оборудования, но и существенно увеличит время его бесперебойного функционирования. Однако если нет возможности приобрести такой вид ресурса, можно использовать альтернативный вид органического топлива, при условии, что изготовителем оно было разрешено. Это могут быть: торф, пеллеты, древесные отходы, целлюлозосодержащие отходы промышленности, каменный уголь.
Однако при выборе любого вида топлива важно помнить, что излишняя его влажность может привести к выделению пара во время работы аппарата, что становится причиной образования копоти и снижает тепловые характеристики оборудования во время эксплуатации. Только при использовании сухих веществ и правильной регулировке расхода первичного и вторичного воздуха происходит минимизация выделения канцерогенных веществ пиролизными газами.
Теперь, когда известно, как устроен пиролизный котел и какие виды топлива можно для него использовать, следует отметить, что среди твердотопливных моделей это наиболее экономичный вид. Функционирование подобного оборудования характеризуется:
- быстрым переходом на режим энергоэффективности;
- стабильной температурой в отопительной системе при условии, что в топке есть топливо;
- нет необходимости в частой чистке;
- котел уместно использовать в комплексе с любой системой;
- не нуждается в установке дымохода;
- выполнен из устойчивых к коррозии жаростойких материалов.
Такой перечень параметр указывает на эффективность работы пиролизных котлов в сравнении с традиционными твердотопливными моделями, поэтому их можно использовать для работы в любых помещениях. Высокая стоимость – это единственный недостаток подобного оборудования, однако в случае невозможности применения альтернативных устройств, помимо твердотопливных, выбор будет в пользу первых.
Так как подобное оборудование становится в последнее время все более популярным среди потребителей, становится актуальным вопрос не только его приобретения, но и самостоятельного изготовления. Связано это с довольно высокой стоимостью готовых решений, непосильной большинству граждан. Чтобы сделать пиролизный котел своими руками, потребуется лишь желание и некоторые инструменты. Для начала требуется обладать базовой информацией о том, как выглядит и работает этот отопительный прибор. Заранее должно быть просчитано, какой тип горения окажется оптимальным для определенного задания – со щелевой горелкой или на колосниках. После этого в специализированном магазине требуется приобрести все необходимые детали. После этого можно начинать делать пиролизный котел своими руками. Чертежи, которые будут служить в качестве опоры, тоже должны быть подготовлены заранее.
ДеталиДля самостоятельного изготовления газогенераторного оборудования требуется подготовить следующие материалы:
- стальную трубу со стенками толщиной 4 мм;
- листовую сталь толщиной 4 мм;
- круглый прут диаметром 20 мм;
- автоматика для регулировки температуры;
Итак, если вы решили сделать пиролизный котел своими руками, чертежи помогут в определении оптимального количества материалов для этого. На данный момент существует довольно много изданий, в которых опубликованы схемы и подробное описание процесса работы. Если руководствоваться ими, то можно создать довольно эффективный агрегат. Схема пиролизного котла (своими руками, как уже было сказано выше, сделать его особого труда не составит) требуется для обозначения места подачи воды, теплообменника и топки. Не стоит создавать чертеж агрегата с нуля, лучше подкорректировать типовой вариант, внеся правки под конкретную ситуацию.
При изготовлении газогенераторного котла своими руками можно взять в качестве базовой модели отопительный прибор на 40 кВт, который разработал конструктор Беляев, а после этого произвести оптимизацию под лазерную резку, уменьшив число требуемых деталей. Внутренний объем должен оставаться неизменным при любых переменах в конструкции прибора. Рубашка теплообменника при этом должна значительно увеличиться. После этого можно приступать к соединению всех деталей пиролизного котла при условии четкого следования чертежу. Воздух в указанном случае используется в качестве теплоносителя, что позволяет прогревать помещение без потерь тепла.
Герметичность труб – это необязательное условие, так как дровяной котел обычно не становится инициатором утечки и разгерметизации отопительной системы. Этот прибор вполне можно считать идеальным решением для монтажа на даче, где необходимость в отоплении возникает не так уж часто.
После того как прибор будет собран по схеме, можно приступать к его монтажу и последующим испытаниям. При правильном изготовлении газогенераторного котла он должен быстро выходить на требуемый режим, а прогрев отопительной системы должен происходить за 30 минут. Обычно температура в помещении поднимается довольно быстро.
ВыводыИтак, теперь, когда вам известен не только принцип работы пиролизного котла, но и возможности его самостоятельного изготовления, остается только принять решение: либо приобрести готовую модель, либо сделать ее своими руками. Важно понимать, что приборы, выпущенные промышленностью, изготовлены качественно, прошли тестирование и гарантируют полную безопасность эксплуатации.
Газогенераторные и пиролизные котлы получили популярность при отоплении жилых и промышленных помещений. Принцип их работы несколько отличается от привычных твердотопливных моделей. Однако более сложная конструкция устройства предоставляет массу достоинств и экономию денежных средств, затраченных на отопление.
Принцип работы и устройство пиролизного котлаОсновным элементом любой отопительной системы является котел. Задача котла – нагреть с помощью топлива теплоноситель, а затем передать его систему отопления. Одним из наиболее перспективных и экономных бытовых котлов считаются пиролизные котлы.
Пиролизный котел – подвид твердотопливного котла (обычно водогрейного), в котором процесс сгорания топлива и выходящих из него летучих веществ, происходит отдельно. Такие котлы еще называют газогенераторными.
Пиролиз – способность древесины разлагаться во время горения на твердые остатки (уголь) и газ. Для протекания двух процессов должны соблюдаться два условия:
Необходимые условия обеспечивает специальная конструкция, реализованная в пиролизных котлах. В таком оборудование топка поделена на две части. В камере загрузки (первая часть) горит и при недостатке кислорода пиролизуется топливо. В камере сгорания (вторая часть) догорают выделяющиеся газы – в этот отсек поступают вторичный воздух. Подобная конструкция минимизирует отвод тепла из камеры первичной загрузки.
Оба отсека разделены колосником, на который размещается топливо. Воздух подается сверху вниз и проходит сквозь топливо – это характерное отличие котлов пиролизного типа от других теплогенерирующих установок. Топка имеет повышенное аэродинамическое сопротивление, поэтому обустройство тяги, обычно, принудительное. Как правило, используется дымосос или дутьевой вентилятор.
Работа пиролизных котлов длительного горения происходит в такой последовательности:
Пиролизные котлы завоевали свою популярность благодаря ряду преимуществ:
Важно! Газогенераторные котлы эффективнее традиционных. КПД пиролизного котла достигает 85%, а мощность оборудования можно регулировать в пределах 30-100%
К недостаткам пиролизных котлов можно отнести:
Для пирокотлов лучше использовать топливные пеллеты или дрова. Древесину можно загружать диаметром 100-250 мм, длиною 400-450 мм. Размеры топливных брикетов – 300х30 мм. Мелкие древесные отходы и опилки можно жечь вместе с дровами, но их должно быть не более 30% от общего объема камеры загрузки.
Котел работает на максимальной мощности, если используется высушенная древесина. Кроме того, это условие позволяет продлить срок эксплуатации установки.
Теплота сгорания 1 кг дров влажностью 20% составляет 4 кВт/час, а древесины с влажностью 50% - 2 кВт/час
В промышленных установках могут использовать пиролизное масло – разжиженный древесный деготь. Материал имеет высокую теплотворную способность – порядка 40 000 кДж/кг, но пиромасло обладает сильной кислой реакцией, что негативно сказывается на футеровке и металле. Поэтому его применение в бытовых котлах не желательно.
Делать или нет перолизный котел самостоятельноПиролизный котел – это современно и эффективно, но – дорого. Стоимость простого отечественного котла – не менее 1000 долл. США, цены на импортные газогенераторные установки на порядок выше.
Вполне реально сделать пиролизный котел самостоятельно или заказать изготовление установки у специалистов. Второй вариант обойдется дороже первого, но по сравнению с покупкой нового оборудования удастся сэкономить немалую сумму денег (зависит от размеров котла).
Самодельный пиролизный котел: фото
Конечно, процесс сборки котла нельзя назвать абсолютно дешевым и простым. Перед изготовлением оборудования необходимо оценить собственные возможности и силы, изучить всю информацию по составляющим элементам и работе котла.
Твердотопливный пиролизный котел своими руками: пошаговая сборка Разработка чертежа и расчет пиролизного котлаПри работе важно точно следовать разработанным чертежам пиролизного котла. Приведем чертеж наиболее распространенной конструкции, который применяется при самостоятельной сборке. Отопительный аппарат рассчитан на 40кВт. Конструкцию прибора можно менять, но внутренний объем должен оставаться неизменным.
А – контролер котлового контура;
B – дверца загрузки;
C – дверца зольника;
D – дымосос;
E – муфта для датчика термического предохранителя (R 1/2);
F – патрубок аварийной системы (предохранительный клапан монтируется в подающей магистрали при помощи тройника – есть в сборке с группой безопасности);
G – подающая магистраль котлового контура;
H – подвод охлажденной воды защитного теплообменника, R ¾;
K – подача горячей воды защитного теплообменника, R ¾;
L – обратная магистраль котлового контура;
M – расширительный бак и патрубок опорожнения.
Для частного дома обычно достаточно котла мощностью 40 кВт. При изготовлении установки большей/меньшей мощности необходимо соответственно откорректировать и другие параметры котла. Правильное соотношение размеров пиролизного котла гарантирует эффективность и долговечность установки.
Таблица соответствия пиролизного котла генерируемой мощности
Важно! Для небольшого дома оптимальным вариантом станет котел мощностью 25-30кВт. Изготовления компактного оборудование позволит сэкономить средства и время на сборку
3d- визуализация соединения всех узлов котла поможет понять внутреннее устройство котла.
3d схема пиролизного котла
Для работы понадобятся следующие инструменты:
Перечень необходимых материалов:
Приведем основные этапы по изготовлению пиролизного котла:
Изготовление пиролизных котлов: видео
Ввод котла в эксплуатациюПеред запуском котла его надо подсоединить к дымоходу и наполнить водой. На котле обязательно должен быть термометр для контроля температуры теплоносителя. Для установки термометра в проектах котлов предусмотрены отверстия.
Ввод системы пиролизного котла в эксплуатацию происходит в такой последовательности:
При установке котла должны быть соблюдены требования пожарной безопасности:
Принимать решение о самостоятельном изготовлении пиролизного котла надо взвешенно. Такая установка конструкционно – весьма сложная. Конечно, получится сэкономить большую сумму денег, но для обеспечения максимально эффективной и безопасной работы необходимо соблюдать многочисленные нюансы и особенности.
Статьи по темеПосле возведения дома каждый человек задумывается о системе отопления. Некоторые отдают предпочтение электрическим или газовым котлам, но газ и электричество постоянно дорожают, стоит искать альтернативные варианты. На помощь приходят системы, которые работают на дровах. Сэкономить на отоплении в зимнее время можно с помощью установки пиролизного котла. В данной статье мы расскажем как сделать пиролизный котел своими руками с пошаговой инструкцией.
Пиролизный котел еще называют газогенераторным, он обогревает дом теплом, полученным в результате сгорания древесины. В качестве горючего используют прессованные брикеты, отходы от колки дров или же поленья. Чтобы понять выгоду такой системы, необходимо разобраться в принципе ее работы.
Принцип работыТопка газогенераторного котла делится на два рабочих отсека. Первый – это камера загрузки, где сгорают дрова при недостаточном количестве кислорода. А вторая – это отсек сгорания, в котором догорают выделяющиеся газы из первой камеры (вторичный воздух), что позволяет сделать отвод тепла минимальным.
Обе камеры разделены колосьями, на которые кладутся брикеты. Через слой древесины в камеру сгорания проходит первичный воздух. Тяга получается при помощи дымососа, так как для такого типа котла характерно максимальное аэродинамическое сопротивление.
Пиролизный котел работает на основе термического разложения топлива, а, значит, при горении древесина разлагается на твердый остаток, который в последующем превращается в газ.
Во время сгорания дров при недостатке кислорода и высокой температуре образуется газ, который проходит через специальное отверстие и сливается с вторичным воздухом. Выделяющаяся смесь подается в теплообменник и передает тепло рабочему телу. Обе камеры газогенераторной коробки облицованы огнеупорным материалом, который максимально повышает температуру в рабочих отделах.
Предлагаем вам узнать принцип работы пиролизного котла из этого видео.
В последнее время пиролизные котлы стали набирать популярности, потому что их использование не зависит от наличия электричества и газа в доме. На рынке можно приобрести хорошее газогенераторное устройство, но это довольно недешевая покупка. Исходя из этого, многие решают сконструировать пиролизный котел самостоятельно.
МатериалыДля начала необходимо определить подходящий тип горения для конкретного здания, в котором будет устанавливаться прибор. Это может быть котел на колосьях или с горелкой. Далее, стоит приобрести инструменты и материалы для работы.
Перечень необходимых материалов:
Точность расчетов при сборке данной отопительной системы играет не последнюю роль, поэтому необходимо работать с чертежом. На основе схемы можно сконструировать прибор не хуже, чем в специализированном магазине. На чертеже газогенераторного котла обозначен отсек для топки, теплообменник и участок подачи воды.
Изготовляя пиролизный котел, можно воспользоваться чертежом отопительной системы на 40 кВт, которая разработана известным конструктором Беляевым. Данную схему необходимо изменить под лазерную резку с применением меньшего количества деталей, оставив внутреннюю коробку без изменений.
Для газогенераторной системы отопления не характерны утечки и размерзание, поэтому герметичность труб – требование необязательное. Собрав котел согласно чертежу, можно приступать к его установке. Если прибор был собран правильно, пиролизный котел должен выйти на необходимый режим и за полчаса прогреться до максимума. А температура в помещениях начнет повышаться очень быстро.
В рабочих отсеках пиролизного котла сгорают не только дрова, но и газ, так что сажа не скапливается на стенках, а количество золы сводится к минимуму. Поэтому можно утверждать, что такой аппарат реже чиститься, ведь отходов практически нет. Прибор имеет высокий показатель КПД и увеличенную загрузочную камеру. Благодаря этому данная отопительная система способна поддерживать необходимую температуру на протяжении длительного времени по сравнению с другими традиционными котлами.
Газогенераторный котел может работать целые сутки без постоянного закладывания дров, на одной загрузке. Это самое главное преимущество пиролизной системы отопления.
Обратите внимание! Стоит заметить, что данный прибор практически не выделяет канцерогенных веществ. Во время сгорания топлива выделяется смесь водяного пара с углекислым газом.
Еще одно достоинство эксплуатации пиролизного котла — способность регулировки мощности, которую можно выставлять в пределах от 30 до 100%. Также данное устройство может утилизировать различные отходы (пластмасса, резина, полимеры), при этом в окружающую среду не попадает никаких вредных химических веществ. Единственные недостатки – такой вид котла требователен к топливу и занимает много места.
ВидеоПредлагаем вам посмотреть на работу самодельного пиролизного котла:
В этом видео вы увидите изготовление пиролизного котла более сложной конструкции:
В случае отсутствия угля и магистрального газопровода, а также по причине дороговизны электроэнергии, решить проблему с отоплением может изготовление пиролизного котла своими руками, работающего на дровах.
Конструкционные особенности пиролизного оборудования
Пиролизный нагревательный агрегат в зависимости от расположения камеры дожига бывает двух видов:
Более востребованы котлы на дровах длительного горения. имеющие нижнюю камеру, поскольку в нее удобнее закладывать топливо. Камера напрямую соединяется с дымовым трактом. Появляющийся в процессе сгорания дров дым поступает в дымоход. Самодельные пиролизные котлы с нижними камерами имеют всего один недостаток. У них камеры дожига в процессе сгорания топлива наполняются золой. По этой причине их приходится периодически чистить.
Когда используется самодельный пиролизный котел с верхним нахождением камеры дымовые газы выходят наружу при помощи специальных форсунок. После того, как они поступили в дымоход, происходит их охлаждение. У таких установок главный отрицательный момент заключается в дороговизне обустройства отопительной системы.
Пиролизные котлы по сравнению с приборами с прямым горением имеют более объемную камеру горения.
В обязательном порядке вне зависимости от месторасположения камеры дожига эту отопительную систему оснащают накопителем (баком) тепловой энергии. Данный элемент обеспечивает равномерное функционирование нагревательного агрегата и устраняет перепады, которые случаются в производительности оборудования. Они возникают в результате отличия стадий горения дров.
Пиролизные котлы своими руками оборудуют топками, состоящими из двух частей:
Особенность этого самодельного оборудования заключается в том, что в процессе его работы пиролизный газ образует соединение с углеродом и в дыме не содержатся вредные для здоровья вещества. Между двумя частями находятся колосники, на них выкладывают брикеты (прочитайте: "Экономные топливные брикеты своими руками "), а воздушные потоки сквозь дрова поднимаются вверх (подробнее: "Какой принцип работы пиролизного котла: давайте разберемся ").
Характеризуется пиролизная установка своими руками высоким аэродинамическим сопротивлением. По этой причине ей требуется принудительная тяга. Когда котел небольшой, для этих целей используют вентилятор. Если планируется задействовать большой пиролизный агрегат, желательно установить мощный дымосос.
Преимущества пиролизного отопительного оборудования
На эффективность функционирования отопительного оборудования влияет ряд факторов:
Отличительные особенности, которыми обладают пиролизные котлы своими руками, изображенные на фото:
На этапе подготовки создания пиролизного агрегата необходимо:
Местонахождение котла и количество материалов определяют на основе расчетов и чертежей, отображающих составляющие компоненты отопительной системы, включая элементы подачи теплоносителя, теплообменник и топку.
Имея на самодельный пиролизный котел чертежи и соответствующие расчеты, владелец дома или дачи может приступать к монтажным работам и последующему испытанию оборудования (читайте также: "Камины для дачи своими руками: технология монтажа "). Если все выполнено в соответствии с проектной документацией, то после завершения сборки котел способен запустить работу отопительной системы в течение максимум 45 минут.
Постройка пиролизного котла
Чтобы соорудить самодельные пиролизные котлы длительного горения из оборудования, инструментов и стройматериалов потребуются:
Пиролизный котел можно установить даже, когда его труба выведена ниже уровня расположения крыши. Проблему решают путем монтажа дымососа. На расстоянии примерно 40 сантиметров от края дымохода устанавливают колено наружу раструбом. Если используется гофрированная трубка, колено подсоединяют к вентилятору, и тогда воздух будет нагнетаться в дымоход. Читайте также: "Печи длительного горения своими руками: схема ".
Неплохой основой для котла станет несгораемый сейф из двух дверей. Избавившись от всего, что находилось внутри, дверцы заваривают, после чего делают 2 вставки. Для увеличения площади теплообмена в конструкцию вваривают полтора десятка труб.
После этого вырезают отверстие и монтируют топочную горловину. Внутри топки нижние углы обкладывают огнеупорным кирпичом для обеспечения распределения потоков воздуха через колосники.
Кожух для котла выполняют из оцинковки, в его нижней части находится поддувало и колосниковая решетка. Дверцу оборудуют трубой с поворотной заслонкой для первичного поступления воздуха. Вторичный воздух подается при помощи распределительной коробки, находящейся над топочной дверкой и соединенной с котлом тремя трубами, заведенными в агрегат строго горизонтально. С торца на трубах ставят заглушки, а снизу сверлят три ряда отверстий на расстоянии 22-25 миллиметров одно от другого диаметром 2-3 миллиметра.
