Пиролизные котлы длительного горения своими руками чертежи. Пиролизный котел своими руками: устройство, схемы, принцип работы

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 котла

Основным 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:

• высокая температура;
• недостаток кислорода.

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:

1. Дрова (или другое топливо) помещаются на колосник и поджигаются.
2. После закрытия дверцы запускается дымосос.
3. Под действием высокой температуры (до +800°С) происходит обугливание, выделяется древесный газ.
4. Выделившиеся продукты (угарный газ, водород, углеводороды и азот) поступают под колосник.
5. К продуктам пиролиза добавляется продув - летучие вещества постепенно сгорают, а часть тепла возвращается к слою дров, расположенных снизу.
6. Тепло используется для нагрева теплоносителей - воздуха, воды.

Достоинства и недостатки пиролизного котла

Пиролизные котлы завоевали свою популярность благодаря ряду преимуществ:

1. Полное сгорание топлива обеспечивает экономичность горения. Кроме того это качество позволяет реже проводить чистку зольника и газоходов.
2. Регулируемый процесс горения позволяет увеличивать длительность сгорания одной топки (около 12 часов).
3. Снижаются выбросы вредных веществ в атмосферу - высока температура в камере сверху подавляет СО.
4. Для топки подходят крупные, неколотые дрова.
5. Возможность полной автоматизации работы котла и подключения к любой системе отопления.
6. Котел может утилизировать резину, пластмассу и полимеры, не загрязняя при этом окружающую среду.

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:

1. Большие габариты установки.
2. КПД котла резко снижается, если в него поместить топливо повышенной влажности.
3. Энергозависимость котла - без дымососа установка не будет работать.
4. На малых загрузках (менее 50%) отмечается нестабильное горение и появление дегтя в газоходах.
5. Нельзя организовать автоматическую подачу дров.
6. Высокая стоимость пиролизных котлов. Сэкономить можно, если сделать котел самостоятельно. Но изготовление котла - достаточно сложный процесс, требующий точных расчетов, разработки чертежа и грамотной сборки.

Топливо для пиролизного котла

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 самостоятельно

Пиролизный 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 котла

При 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.

Расшифровка чертежа:

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

Инструменты и материалы

Для работы понадобятся следующие инструменты:

• сварочный аппарат (желательно, постоянного тока);
• электродрель и набор сверл по металлу;
• болгарка;
• углошлифовальная машинка;
• плазморез или газовый резак - для создания отверстий большого диаметра (при наличии опыта эту работу можно сделать болгаркой);
• слесарные инструменты (напильник, молоток, зубила, струбницы).

Перечень необходимых материалов:

1. Листовая сталь (5 мм) - для изготовления камеры сжигания и газифицирующей камеры. Листовая сталь (4 мм) - для внешней обшивки. Общий метраж стальных листов - 8-10 кв.м.
2. Труба для теплообменников: длина - около 10 м, диаметр - 57 мм, толщина стенки - 4,5 мм.
3. Труба для борова: длина - 0,5 м, диаметр - 159 мм, толщина стенки - 4,5 мм.
4. Огнеупорный шамотный кирпич - 20-25 шт.
5. Профильная труба 60х30х2 и 80х40х2 по 2 метра.
6. Труба длиною 2 м, диаметром 32 мм, толщиною стенки - 4,5 мм.
7. Стальная полоса 30х4 мм- 2 м.
8. Круги отрезные 230 мм, 125 мм - по 10 шт.
9. Электроды - 5 пачек.
10. Шлифовальные круги 125 мм - 5 шт.
11. Центробежный дутьевой вентилятор.
12. Датчик температуры.

Сборка пиролизного котла

Приведем основные этапы по изготовлению пиролизного котла:

Изготовление пиролизных котлов: видео

Ввод котла в эксплуатацию

Перед 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:

Техника безопасности

При установке котла должны быть соблюдены требования пожарной безопасности:

1. Для отопительного котла пиролизного типа необходимо наличие отдельной котельни.
2. Устанавливать котел надо на кирпичное или бетонное основание.
3. Размер вентиляционного отверстия в помещении должен быть не меньше 100 кв.см.
4. Расстояние от котла до стен - минимум 20 см.
5. Перед котлом надо положить листовой металл толщиною 2-3 мм.
6. Дымоход надо изолировать утеплителем.

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.

Новые технологии, которые используются в обогреве частных домов, можно легко использовать в самодельных котлах.

Эффект пиролизного тления древесины позволяет увеличить время горения дров до 8 часов, а интенсивность сгорания топлива можно регулировать с помощью задвижек.

Самостоятельно изготовить пиролизный котёл не так и просто, необходимо уметь обращаться со сварочным аппаратом, дрелью, болгаркой. Но если опыт уже имеется, то собрать такое устройство самостоятельно не составит большого труда.

Принцип работы

Прежде чем приступать к изготовлению пиролизного котла необходимо разобраться в тех процессах, которые происходят внутри этого устройства.

Под воздействием высоких температур происходит разложение древесины с образованием пиролизного газа и древесного угля. Этим процессом можно управлять, не давая древесине сгорать слишком быстро. Такой эффект достигается ограничением подачи воздуха в камеру сгорания. Топливо, которое при достаточном количестве кислорода сгорело бы за 30 минут, будет тлеть в течение нескольких часов, равномерно отдавая тепло.

Мощность прибора зависит от размера его топочной камеры. Некоторые модели пиролизных котлов оснащаются водяной рубашкой, что позволяет обогревать помещения, которые удалены от комнаты, где установлен пиролизный котёл.

В качестве топлива для пиролизного котла могут быть использованы различные вещества и материалы. Высоким КПД обладает резина, но это вещество при сгорании образует большое количество сажи, поэтому производить профилактическую здесь требуется намного чаще.

Пиролизные котлы могут эксплуатироваться на гранулированном топливе. Такие приборы могут автономно работать без остановки процесса горения до нескольких суток подряд.

Этап подготовки

На подготовительном этапе важно правильно рассчитать необходимую мощность прибора , а также выбрать модель, которая будет использоваться для отопления дома.

По правилам эксплуатации данных приборов для установки пиролизного котла следует оборудовать отдельную комнату с высокими потолками, со свободным доступом воздуха, но находиться в такой комнате продолжительное время, а тем более оставаться на ночлег, не рекомендуется.

Для изготовления пиролизного котла своими руками понадобятся следующие инструменты и материалы:

1. Сварочный аппарат. Лучше всего использовать устройство инверторного типа.
2. Болгарка.
3. Электродрель.
4. Молоток.
5. Отвёртки и гаечные ключи
6. Газовый баллон от грузового автомобиля объёмом 175 литров.
7. Сталь листовая высокоуглеродистая толщиной 5 мм.
8. Труба стальная диаметром 28 мм.
9. Труба стальная диаметром 112 мм.
10. Маркер.
11. Уголок металлический 50 * 50 мм.
12. Металлическая дверца для зольника.

Кроме этого необходимо подготовить расходные материалы: электроды для сварки, наждачные круги и свёрла.

Изготовление котла

Пиролизный котёл изготавливается в такой последовательности:

1. Если для изготовления прибора будет использоваться газовый баллон, бывший в употреблении, то необходимо стравить остатки газа , открутить болты, которые удерживают горловину баллона, и слить газолин. После этого газовый баллон необходимо заполнить водой и выдержать несколько дней.
2. Затем болгаркой баллон распиливается поперёк немного выше сварочного шва. Таким образом, получится идеально ровный металлический цилиндр длиной более 130 см. Внутри этого цилиндра будет происходить пиролизное горение древесины, но тепло выделяемое во время этого процесса должно быть передано теплоносителю. Теплоноситель будет находиться в рубашке, которая будет “одета” на цилиндрическую камеру сгорания.
3. Для изготовления рубашки необходимо вырезать из листовой стали 6 пластин: 2 прямоугольные пластины размером 60 * 60 см, и 4 пластины 120 * 60 см. В пластинах размером 60 * 60 см следует вырезать круглые отверстия ровно посередине квадрата. Диаметр этих отверстий должен равняться внешнему диаметру цилиндра, изготовленного из газового баллона.
4. Чтобы отверстия идеально подходили для размещения в них пропанового баллона , следует установить на пластину обрезанную крайнюю часть баллона ровно посередине и обвести её маркером. Затем, уже по намеченному рисунку, вырезать отверстие с помощью газового резака.
5. Когда изготовление отверстий в нижней и верхней грани будет закончено, из всех приготовленных ранее пластин сваривается ёмкость высотой 120 см и шириной 60 см. Грани с прорезями будут располагаться соответственно в верхней и нижней части резервуара.
6. Когда рубашка для баллона будет готова, его помещают внутрь прямоугольного резервуара таким образом, чтобы был отступ от плоскости рубашки сверху около 5 см.
7. Затем цилиндр тщательно приваривается к плоскости рубашки. К водяной рубашке привариваются два патрубка.
8. Один в нижней части резервуара, он будет использоваться для входа охлаждённого теплоносителя , другой в верхней части рубашки, через него будет осуществляться забор нагретой жидкости. Оба патрубка имеют диаметр трубы 28 мм.
9. Когда водяная рубашка будет полностью изготовлена, из металлического “блина”, который образовался при вырезании отверстий для баллона, изготавливается разграничительная пластина. Эта пластина позволит оградить горящий пиролизный газ от топлива, расположенного внутри топочной цилиндрической камеры. С одной стороны к “блину” приваривается уголок 50*50 мм.
10. Уголок необходимо установить крест накрест. Таким образом, будет поддерживаться постоянный зазор между заградительной перегородкой и тлеющим топливом.
11. Из верхней части баллона, которая была отпилена, изготавливается крышка , для загрузки топлива внутрь пиролизного котла, а также для отвода продуктов горения древесины в специально смонтированный для такой печи дымоход.
12. Для того чтобы крышка закрывала топочный цилиндр сверху достаточно плотно необходимо к отпиленной крышке по окружности приварить полосу металла толщиной 1 мм и шириной 50 мм. В верхней части крышки делается отверстие с помощью резака и приваривается отрезок трубы диаметром 112 мм и длиной 0,5 метров.
13. В нижней части баллона делается отверстие под размер дверцы зольника, которая затем . Дверца должна иметь в своей конструкции надёжное запорное устройство, исключающее самопроизвольное открытие во время работы отопительного прибора.
14. Для регулировки интенсивности горения топлива рядом с дверцей зольника приваривается патрубок диаметром 28 мм , на котором нарезается резьба и устанавливается водопроводный кран с червячным запорным механизмом. Таким образом, можно будет полностью перекрыть поступление воздуха в камеру сгорания, что приведёт к уменьшению интенсивности горения дров, и этот процесс будет продолжаться не менее 8 часов.

Установка котла

1. Отопительный котёл во время эксплуатации должен располагаться в вертикальном положении , поэтому к боковым углам водяной рубашки привариваются “ножки” из металлического уголка.
2. Высота нижней плоскости рубашки должна быть приподнята над уровнем пола не расстояние 0,5 метра. После того как к котлу приделали “ножки” его необходимо правильно установить в отдельном помещении.
3. Котёл устанавливается на ровный бетонный пол. Отопительный прибор должен быть удалён от горючих предметов на расстояние не менее 0,5 метра. Плоскость водяной рубашки не должна соприкасаться со стеной, иначе в зимнее время эффективность нагрева будет значительно снижена.
4. Для удаления дыма в крыше и потолке котельной делается отверстие, в которое устанавливают жестяную трубу, которую подбирают таким образом , чтобы её внутренний диаметр был больше внешнего диаметра дымохода пиролизного котла на 5 – 10 мм. Данная труба должна быть длиной 2 метра.
5. Далее дымоход состоит из жестяного отрезка трубы с внутренним диаметром , позволяющим нижней трубе свободно, но плотно входить в неё.
6. Таким образом, жестяная труба является соединительным звеном между патрубком дымохода котла и трубой, которая установлена в крыше здания.
7. Весь процесс загрузки дров в камеру сгорания и розжиг котла осуществляется в такой последовательности:
   • Жестяная труба отодвигается вверх и фиксируется в таком положении с помощью выдвигающегося мощного неодимового магнита.
   • Крышка котла снимается, и топочная камера заполняется дровами или другими горючими материалами.
   • Сверху камеры следует оставить небольшое пространство для установки разделительной перегородки.
   • Затем топливо поджигается, на огонь кладётся разграничитель и устанавливается крышка.
   • На дымоход крышки котла надвигается жестяная труба, при этом патрубок должен полностью войти в жестяную трубу.
8. Топливо будет гореть не менее 8 часов только в том случае, если будет плотно закрыта дверца зольника, а воздушный кран будет слегка приоткрыт. Можно значительно увеличить интенсивность горения, в начале каждого цикла необходимо дать возможность топливу хорошо разгореться, поэтому воздушный кран остаётся открытым в течение 10 – 15 минут. Затем воздушный кран полностью закрывается и отвинчивается на 2/3 оборота.
9. После завершения полного цикла горения процесс загрузки повторяется снова. Если в нижней части котла образовалось большое количество золы, то её необходимо удалить через нижнюю дверку, которая затем снова плотно закрывается.
10. В процессе пиролизного горения древесины пластина, которая отделяет тлеющее топливо от пламени, будет опускаться вниз котла и к концу цикла окажется в самом низу. Чтобы извлечь этот “блин” из котла необходимо изготовить приспособление, которое состоит из отрезка металлопластиковой трубы диаметром 40 мм и длиной 1,5 метра.
11. Внутри трубы у одного из краёв находится неодимовый магнит цилиндрической формы, подобранный таким образом, чтобы он входил с натягом в трубу. Для более надёжной фиксации магнита можно использовать супер-клей. Такой самодельный инструмент позволит поднять со дна котла разграничительную пластину.

1. Дымоход, который используется для удаления продуктов горения, должен быть изготовлен из жести , а верхняя часть, которая будет контактировать в зимнее время с холодным воздухом из двухслойной жести с теплоизолятором между двумя слоями.
2. Дымоход должен располагаться вертикально с минимальными зазорами в местах сочленения патрубков.
3. Данная модель пиролизного котла предназначена для использования в системе отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя , поэтому в систему необходимо установить насос достаточной мощности.

Нарисовал я в автокаде себе пиролизный котел, по чертежам найденным в интернете. Решил не испытывать судьбу, а подойти к вопросу серьезно, поэтому появилась необходимость его рассчитать

Пытался отыскать в сети методику расчета пиролизного котла. Нашел только такой вариант, изложенный на этом форуме в теме:

Рассчитаем размер топки для сгорания такого количества топлива, которое дало бы нам требуемое количество тепла.
Сколько дров нужно сжигать для получения этой мощности?
Удельная теплота сгорания сосновых дров ~ 10200 КДж/кг, значит, надо сжечь около 7 кг дров в час.

Удельная плотность сосновых дров ~ 400 кг/м3.
Здесь надо учесть, что дрова твердые и разной формы, и при закладке между полешками есть свободное место.
Поэтому выдумаем дополнительный коэффициент "Наполнения": советуют 0,4.
Получаем объем закладки на 1 час: 7 / 400 /0,4 = 0,044 м3.

0,044 / 0,5 / 0,6 = 0,1466 м, т. е. всего 15 см.

Заложим частоту хождения к котлу 1 раз в 4 часа, следовательно, закладка дров увеличивается в 4 раза:
0,044 * 4 = 0,176 м3.
Приняв длину поленьев равной 60 см, а высоту топки 50 см, рассчитаем ширину:
0,176 / 0,5 / 0,6 = 0,586 м, т. е. возьмем 60 см.

Имeeм размеры топки котлa:
ширинa 50, высотa 60, длинa 60.

В топкe у нaс идeт тeплообмeн излучeниeм. Его покa и рaссмотрим.
Если топливо лeжит нa колосникaх, то рaскaлeнноe до крaснa оно излучaeт тeпло во всe стороны.
Это тeпло поглощaeтся стeнкaми топки. Если б мы имeли идeaльноизолировaнныe стeнки, то из топки выходило бы плaмя
с тeмпeрaтурой 1400 грaд, т. е с максимально возможной температурой.
У нас этого нет, поэтому принимаем следующие допущения:

1. То тепло, которое излучается под колосники, не теряется, а нагревает воздух, идущий в топку.
2. Фронтовая стенка и загрузочная дверка утеплена и тепло не теряется.
3. На верхнюю стенку противоположную колосникам лучи падают перпендикулярно, а на боковые - под углом
и поэтому на боковые стенки мы принимаем интенсивность излучения в 2 раза меньше.
4. Топливо сгорая излучает тепло, соответственно газы остывают до какой-то температуры.
В свою очередь газы тоже излучают тепло и, опять же, охлаждаются.
Чтоб не бить котел на зоны и не просчитывать каждую мы принимаем какую-то равновесную температуру газов.
Принимаем Т=500 град.
Соответственно количество тепла, на которое охладятся газы с 1400 до нашей температуры Т есть количество тепла,
которое излучат газы с этой температурой на стенки топки.

Ищем эквивалентную площадь топки:
- Потолочная стенка 0,5*0,6=0,3 кв. м.
- Боковые стенки (2*0,6*0,6 + 0,5*0,6) / 2 (интенсивность) = 0,51 кв. м.
Итого 0,81 кв. м.

Если нужное количество газов охлаждается с 1400 до 500 град, то смотрим пропорцию:
20 Квт - при 1400 градусах,
Х КВт - при 500 градусах
Х = 20КВт / 1400 гр. * 500 гр. = 7,14 квт.
Отданное (излучаемое) газами тепло это разница: 20КВт - 7,14 КВт = 12,86 квт.

Газы с Т=500 отдадут тепло:
Q = 5,67 * (Т+273)/100)^4, т. е в 4 степени. = 5,67 * (500+273)/100)^4 = 20244 Вт/кв.м.

У нас площадь стенок топки 0,81 кв. метра.
Тепло, воспринятое стенками топки Qт = 20244 * 0,81 = 16379 Вт или 16,4 КВт.

Получилось, что теплообменник топки сожрал больше, чем отдали газы (16,4 > 12,86).

Снижаем температуру газов до 450:
Х = 20КВт / 1400гр. * 450 гр. = 6,428 КВт
Отданное (излучаемое) газами тепло это разница: 20КВт - 6,428 КВт = 13,572 квт.

Газы с Т=450 отдадут тепло:
Q = 5,67 * (Т+273)/100)^4, т. е в 4 степени. = 5,67 * (450+273)/100)^4 = 15493 Вт/кв.м.
Тепло, воспринятое стенками топки Qт = 15493 * 0,81 = 12549 Вт или 12,5 КВт.

Получилось, примерно одинаково: 12,5 ~ 12,86. Если опять сожрал - снова уменьшаем температуру.
Должно получиться расчетное по пропорции.

Итого мы получили топку, выдающую мощность почти 13 КВт.

Посчитаем экономайзер (конвекторную часть котла):

Температура газов на выходе из топки 500 градусов.
Заберем 400 градусов экономайзером, чтобы в дымоход уходили газы с температурой 100 градусов (пока не знаем для чего именно такая температура).

При сгорании древесины на 1 кг дров требуется 4,7 кг воздуха. Таким образом,
из 1 кг дров получается 5,7 кг газов.
Рассчитаем, сколько газов сгорит в одну секунду:
7 кг дров * 5,7 газов / 3600 = 0,01108 кг. т. е 11,08 грамм, пусть даже 12.

Теплоемкость газов принимаем 1,1 дж/грамм градус.

Кол-во тепла будет: 400 * 12 * 1,1=5280 Вт.

Температуру воды по всему объему примем 80 град.

Наибольшая разница температур дТб = 500-80=420 град.
Наименьшая дТм = 100 - 80 = 20 град.

Среднелогарифмический температурный напор:
дТ=(420-20)/ ln (420/20)= 400 / 3,044 = 131,4 градуса.

Коэфициент теплопередачи газы-стенка-вода принимаем 30 Вт/кв.м. град.
Ищем площадь теплообменника. F = 5280 / (30*131,4) = 5280 / 3942 = 1,339 кв. м.

Посчитаем сколько труб понадобится:
Выход из топки шириной 50 см. примем за ширину основания теплообменника,
длину возьмем 40 см.

В площадь 50х40 вписываются 20 труб диаметром 57мм. (Диаметр трубы надо тоже обсчитать отдельно).
Площадь поверхности одной трубы длиной допустим 38 см, равна:
R = 0,057 / 2 = 0,0285 м.
L = 2 * 3.14159 * R = 0,179 кв. м.

S = L окружности * 0,48 = 0,179 * 0,38 = 0,06802 кв. м

20 труб дадут общую площадь = 1,3604 кв. м., что перекрывает расчетную 1,339 кв. м. Получилось!

Таким образом мы получили еще 5,28 КВт мощности.
Итог ~ 18 КВт.

Из выше изложенного, возникли собственно некоторые вопросы:

1. При подсчете площади топки, как быть с участками, футерованными кирпичом? Стоит ли их вообще учитывать? Тоже самое в камере дожига, там фактически кирпичом уложен своеобразный «коридор»

2. При расчете теплового баланса, фактически, на деле мы можем изменять только размер топки. Я так понимаю зависимость следующая: увеличиваем площадь топки->увеличивается кол-во тепла поглощаемое ее стенками->соответственно температура газов Т, предназначенных для дожига в камере сгорания становиться ниже. Вопрос, какое значение этой температуры Т является оптимальным, какое критическим?

3. Котел, срисованный мной, имеет довольно внушительные размеры 1500высота*0,5ширина. При составлении теплового баланса мы задаемся условием, что котел 20кв, как раз размер моей топки примерно соответствует этим условиям. Так вот, что будет если без уменьшения размера агрегата, использовать котел для отопления помещения в 100-120кв.м., скажем на малой мощности?

4. Как подбирать форсунку опираясь на вышеизложенный расчет? В данном расчете мы посчитали «Что, мы получили топку, выдающую мощность почти 13 КВт. И Тгазов = 450С» если я правильно понял то форсунку нужно выбирать, отталкиваясь от этих данным? Либо руководствоваться стоит чем то другим?

Подобная тема была. Я бы мог задать свои вопросы там, не открывая новую, но ее к сожалению закрыли

Содержание

1. В чем особенность пиролизного котла?
2. Подготовка чертежей, оборудования и материалов
3. Техника безопасности при изготовлении
4. Самостоятельная установка и монтаж

Введение

В связи с тем что на дворе опять кризис, цены на бытовой газ и электричество неуклонно растут. Многие владельцы газовых и электрических котлов ужа стали задумываться об альтернативном источнике отопления. Все чаще они обращают внимание на твердотопливные котлы. Однако цена таких отопительных устройств тоже довольно высока. Поэтому те владельцы загородных домов, кто обладает навыками работы с металлом и понимает устройство котла на твердом топливе, пытаются изготовить такой котел самостоятельно. В данной статье мы постараемся осветить тем моменты, на которые стоит обратить внимание если вы хотите изготовить пиролизный котел своими руками.

В чем особенность пиролизного котла?

Давайте разберем преимущества этого метода, в сравнении с традиционным способом сжигания топлива. Итак, основные преимущества котла пиролизного типа в следующем:

• Существенная экономия топлива

  Благодаря использованию метода раздельного сжигания составляющих твердого топлива, достигается значительно увеличение эффективности прибора. Заложенные в котел дрова сгорают практически не оставляя золы, а исходящие газы содержат минимум вредных примесей. При традиционном методе, значительная часть энергии попросту «улетает в трубу».

• Длительность работы на одной загрузке

  Отопительные устройства пиролизного типа по сути являются котлами длительного горения. Эффективное использование топлива плюс наличие возможности регулировки интенсивности процесса позволяет значительно увеличить время работы котла на одной загрузке топлива.

• Экологичность

  Эффективность сжигания топлива в пиролизных котлах позволяет им соответствовать высоким экологическим нормам. В процессе горения топлива, остается минимум золы, а исходящие газы почти целиком состоят из водяного пара и не содержат вредных веществ. Требования экологической безопасности разрешают их использование даже в жилых кварталах.

• Возможность регулировки процесса горения

  Регулируя подачу воздуха в топочную камеру можно управлять интенсивностью процесса пиролиза, а следовательно и количеством выделяемого газа. Это дает возможность регулировать температуру теплоносителя в системе отопления.

Фото 2: Процесс дожига пиролизных газов

Однако следует отметить, что использование пиролиза имеет ряд особенностей и ограничений. Давайте рассмотрим их по порядку:

• Требовательность к влажности топлива

• Работа на полной мощности

  Использовать котел пиролизного горения нужно с максимальной закладкой. Подкидывать и протапливать по чуть-чуть нежелательно так как это снижает его эффективность и негативно сказывается на сроке службы.

• Высокая цена заводских устройств

  Стоимость пиролизных котлов примерно в 2 раза выше, чем обычных, таких как например . Именно потому, что не все могут позволить себе купить такое устройство, многие умельцы и решаются изготавливать их самостоятельно.

Фото 3: Самодельный котел на дровах пиролизного типа

Этот краткий обзор плюсов и минусов котлов пиролизного типа показывает, что данные устройства имеют ряд существенных преимуществ перед моделями прямого горения. Однако их высокая цена толкает многих мастеров любителей к изготовлению самодельных отопительных устройств использующих принцип пиролиза.

Вернуться к оглавлению

Подготовка чертежей, оборудования и материалов

Начиная подготовку к изготовлению своими руками, такого устройства как пиролизный котел, в первую очередь необходимо обзавестись необходимыми чертежами. В сети или на торрентах вы вряд ли найдете где скачать их бесплатно, а вот за деньги на профильных форумах многие умельцы предлагают комплекты чертежей котлов различных мощностей и модификаций. Приобретая такой комплект вы сэкономите себе кучу времени и материалов, а также в комплекте получите подробную инструкцию по сборке и консультацию самого разработчика.

Прежде чем приступать к созданию пиролизного котла, необходимо подготовить все необходимы инструменты и материалы. Нам понадобятся следующие инструменты:

• Для резки металла вам понадобится обычная полупрофессиональная болгарка.
• Мощная дрель и набор сверл по металлу.
• Трансформаторная сварка для соединения деталей котла в единое целое. Однако данный тип сварки способен существенно перегружать электросеть. Поэтому во избежании сбоев в сети лучше воспользоваться инверторным сварочным аппаратом.

Фото 4: Болгарка для работы с металлом

Обычно в быту используются котлы малой и средней мощности 25-80 кВт. Такие котлы способны отапливать как типовой деревянный или каркасный дом, так и кирпичный коттедж с несколькими этажами. Для изготовления пиролизного котла мощностью 30 кВт в домашних условиях потребуются купить следующие материалы:

• Лист жаропрочной стали толщиной 5 мм, шириной 1,5 м и длинной 3,5 м;
• Стальной лист толщиной 4 мм, шириной 1,5 м и длинной 3,5 м;
• Металлический лист толщиной 6 мм, шириной 1 м и длинной 1 м;
• 3 м металлического уголка 50;
• 9 м стальной трубы с толщиной стенки 4 мм и диаметром 76 мм;
• 16 профильной трубы 25Х25Х3;
• 1 м круглого прута толщиной 20 мм;
• 2 м круглого прута толщиной 14 мм;
• Около 5 трехкилограммовых пачек электродов;
• 9 шт. шамотных кирпичей для футеровки;
• Центробежный вентилятор.

Фото 5: Сварочный аппарат для создания пиролизного котла своими руками

Обладая подробными чертежами, инструментами и материалами можно приступать к созданию самодельного котла пиролизного типа своими руками. Но перед тем как приступить к созданию самодельного котла, необходимо ознакомиться с техникой безопасности по работе с металлами и сваркой.

Пиролизный котел своими руками изготовленный из подручных материалов — является отличной альтернативой газового, электрического либо угольного отопления. Ведь в отличии от постоянно дорожающих тарифах на энергию, дрова всегда были и будут сравнительно недорогим и безопасным видом топлива. Как изготовить и установить, либо перевести свой частный дом на пиролизное отопление читайте далее в нашей статье.

Описание и принцип работы пиролизного котла

Пиролизный котел — это один из видов источников отопления жилого дома. В качестве топлива для него можно использовать:

• Обычные дровf (различных пород древесины);
• Прессованный брикет;
• Отходы пиломатериалов;
• Древесные опилки (прессованные и рассыпные).

Их использование довольно популярно во многих Российских регионах, ими все чаще заменяют обычный дровяные котлы.

Несмотря на схожесть с привычным твердотопливным котлом, принцип действия пиролизного немного отличается. Чем же они так популярны и хороши, а так же можно ли изготовить пиролизный котел своими руками, давайте попробуем разобраться.

Конструкция котла довольна проста, делится она на две камеры:

1. Камера загрузки и горения дров, где происходит их пиролизация;
2. Камера сжигание пиролизационных газов.

Обе камеры разделены колосником, на котором сверху располагаются дрова. Движение воздуха в камере происходит сверху вниз. Такой способ двухкомпонентного разложения дров является более эффективным, хотя встречаются пиролизные котлы с располагающейся камерой сжигания газов сверху.

Пиролизный котел длительного горения — принцип работы сжигания топлива

Работает такой котел по принципу пиролизного сжигания топлива. По другому процесс можно назвать сухой перегонкой. При температуре в камере парой достигающей 800°-900°С , испытывая недостаток кислорода, происходит термическое разложение дров на: уголь и пиролизный газ.

1. Из первой камеры образовавшийся газ поступает в другую, где он воспламеняется смешавшись с кислородом доводя температуру к 1100°-1200°С .
2. Сгораемые газы нагревают теплообменник, откуда горячая вода дальше поступает в отопительную систему, а продукты горения газа выходят через дымоход.

Таким образом можно сказать, что основная энергия для теплоносителя получается не при горении дров, а при сжигании их газов.

Пиролизный котел: преимущества и недостатки

Очевидные плюсы:

• Увеличенная камера загрузки для топлива;
• Высокий КПД , позволяющий дольше поддерживать заданный температурный режим;
• На одной загрузке топлива способны работать до 24 часов;
• Возможность регулировки мощности от 40 до 100% ;
• При сжигании не образуется сажа, только зола да и то в минимальном количестве.

Недостатки:

• Классический недостаток — высокая стоимость котла. Изготовить пиролизный котел своими руками решает эту проблему;
• Требуется принудительная тяга, вследствие чего возникает необходимость в постоянном подключении к электроэнергии;
• Внушительные габариты конструкции;
• Обязательное использование сухой древесины. Добиться эффективного процесса пиролиза с топливом с повышенной влажностью невозможно. Содержание влаги, существенно снижает КПД .

Высокая стоимость на энергоносители, а так же на сам котел (самая простая модель от отечественного производителя не менее 1000$ ), не мешает ему набирать все большую и большую популярность у населения.

В интернете полно чертежей по которым не сложно изготовить данную конструкцию самостоятельно.

Итак, что нужно для того чтобы изготовить пиролизный котел своими руками?

Перед тем, как приступить к работам важно правильно все рассчитать, от толщины стенок котла до вида колосниковых решеток. Собрать всю необходимую информацию о чертежах, важных узлах конструкции, приобрести хотя бы минимальный опыт в сварке металлических изделий.

Необходимый инструмент

• Сварочный аппарат, предпочтительно с постоянным током.
• Электрическая дрель;
• Болгарка с насадками для резки и шлифовки металла.

Необходимые материалы

• Для внутренних стенок котла листы металла толщиной 5 мм., для корпуса 3 мм. Общая площадь листов 8 м².;
• Труба Ø 57 мм., толщина 3 мм. длина 5-7 м.;
• Труба Ø 159 мм., толщина 4,5 мм., длина 50 см.;
• Шамотный кирпич, 10-12 шт. Труба Ø 32 мм., толщина 3 мм., длина 1 м.;
• Профильная труба 60х80 толщина 2 мм., длина 2 м.;
• Стольные полосы, ширина 20 мм., толщина 6 мм., длина 7 м.;
• Вентилятор для создания тяги;
• Датчик измерения температуры

Чертежи пиролизного котла

При желании конструкцию предложенных чертеже можно незначительно изменить, но делать это можно при наличии необходимых инженерных навыков.

После того, как вы закончили сбор пиролизный котла по схеме, предстоит его установить и приступить к испытанию. Если все сделано верно, температура должна быстро выходить на заданный режим.

Требование противопожарной безопасности

Несоблюдение правил пожарной безопасности при установке котла может привести к пожару, к тому же это ставит под угрозу здоровье и жизнь вашей семьи.

Основные правила которые требуется учесть:

1. Устанавливаться котел, должен в специально отведенном для этого месте (котельная);
2. Под основанием котла должна быть вымощена площадка из кирпича либо залита бетоном;
3. Расстояние между котлом и стенами не должно быть меньше 30 см. Окружающие котел стены должны быть обшиты листами металла;
4. Обязательное наличие вентиляционного отверстия в котельной, для постоянного притока свежего воздуха.

Важно! Утепленный дымоход предотвратит образование на его стенках конденсата, что увеличит эксплуатационный срок службы трубы.

Принцип работы пиролизного котла:

Пиролизный котел своими руками сложная, но вполне выполнимая задача, которая позволит сэкономить существенную сумму. Котел изготовленный из качественного металла будет радовать вас своим теплом долгие годы.