Пиролизный котел своими руками

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.

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.

Особенности печки длительного горения

Первым делом нужно понять, что происходит во время горения дров. Для появления пламени температуру древесины нужно довести примерно до +150 градусов, используя для этого внешний источник нагревания. Обычно для этого хватает зажженного от обычной спички куска бумаги. После этого начинается процесс медленного обугливания материала, которое после достижения отметки +250 градусов переходит в распад на простые химические элементы. В состав дыма белого цвета, который появляется при розжиге пламени, входит газ и водяной пар: их источает нагретая древесина. Воспламенение выделяющихся газообразных компонентов наблюдается при достижении нагревания в +300 градусов: в результате этого термохимическая реакция значительно убыстряется.

Распад органического вещества на простые элементы называется пиролизом. Практика показывает, что во время сгорания древесины часть заложенного в нее энергетического потенциала остается не использованным. Это выражается в значительном количестве отходов, остающихся после угасания пламени. В пиролизных печах топливо используется гораздо эффективнее, что достигается отдельным сжиганием выделяющихся во время горения топлива газов. При этом скорость тления самой древесины очень небольшая, что способствует увеличению продолжительности работы печи на одной закладке. Печь Бубафоня, которая является разновидностью пиролизного обогревателя, гарантирует практически полное сгорание всего топлива.

Сооружение основания

Основание под печку Бубафоня закладывается таким образом:

Первым делом выкапывается квадратная яма. Ее примерные размеры – 150х150 см, при глубине 20-30 см.
Дно траншеи засыпается подушкой из щебня и заливается раствором бетона. Для выравнивания его поверхности пригодится мастерок. Когда залитый участок схватится, необходимо проверить горизонтальность его поверхности при помощи строительного уровня. Если нужно, проводится дополнительная корректировка.
Поверх полностью высохшей бетонной подставки укладывается огнеупорный кирпич в несколько рядов. Обычно достаточно 2-3 слоев.

Определение размеров и мощности

Прежде чем приступить к изготовлению пиролизного котла, следует провести расчёт размеров камер топки и дополнительных отсеков. В качестве исходных данных принимается требуемая теплотворная мощность, определяемая с учётом КПД самодельного котла порядка 75–80%. В домашних условиях можно изготовить твердотопливные котлы мощностью до 20–25 кВт, более производительные агрегаты требуют использования жаропрочных сталей значительной толщины, которые плохо поддаются свариванию в домашних условиях.

Мощность котла и продолжительность его работы определяются объёмом камеры газификации. Без учёта КПД теплотворность большинства распространённых пород древесины составляет около 4–5 тыс. ккал/кг, что примерно соответствует 4–4,5 кВт·ч тепловой мощности. Эти значения применимы только для древесины с влажностью не более 25%. Суть расчёта проста — определить требуемую мгновенную мощность и умножить её на количество часов работы. Стоит помнить, что пиролизные котлы даже совершенных конструкций имеют предельную продолжительность работы не более суток, а самостоятельно произведённые агрегаты следует рассчитывать максимум на 12–15 часов непрерывного горения.

Объём камеры закладки определяется из расчёта 2 литра на каждый килограмм дров. К полученному значению нужно добавить около 30%, ведь в пиролизном котле используют неколотые чурки, которые невозможно уложить вплотную. Размер камеры сгорания газов должен составлять не менее 30–40% от объёма камеры газификации. Наиболее выгодной считается структура котла, в которой две камеры расположены одна над другой, имеют одинаковую форму, но отличаются по высоте.

Расчеты, схемы, чертежи, устройство: принцип работы на естественной тяге с форсункой и горелкой без автоматики

Итак, если есть желание собрать твёрдотопливный котёл своими руками для дачных нужд в качестве эксперимента, то дерзайте

Для начала важно рассмотреть приемлемые схемы для будущей конструкции. Подробно:

Стандартный классический пиролизный котел своими руками состоит из корпуса, поделенного на две части – камеры для сгорания топлива и выделяемого газа.
Под камерой для твердого топлива, расположен теплообменник для носителя – он нагревается и под действием температуры циркулирует по трубной разводке отопления. Если дача в два этажа, то котёл отопления своими руками потребует циркуляционного насоса, так как разогнать массу воды вверх самотеком не удастся.
Агрегат оснащен воздушными входными каналами, откуда посредством вентилятора для котла поступает масса кислорода. И выходными газовыми, которые после отдачи собственной температуры попадают в боров, ведущий в дымоход.
Котлоагрегат оснащается двумя дверками – верхняя для загрузки топлива, нижняя для очистки зольника.

Простой самодельный котел длительного горения отличается от заводских установок отсутствием автоматических настроек – подача воздуха регулируется вручную дверцей зольника или параметрами вентилятора. Тем не менее отсутствие некоторых технологических приборов не повод сомневаться в производительности кустарной установки – даже прогрессивные заводские модели имеют недостатки и достоинства.

Конструкция пиролизного котла, который можно сделать самостоятельно

Сравнительные характеристики заводских и самодельных простейших агрегатов на отработке

Таблица для сравнения –котлы Stropuva икустарный агрегат – плюсы и минусы:

Заводская модель	Самодельный котел
Эстетичный внешний вид	—
Высокая мощность – от 10 кВт	+
Техническая оснащенность, позволяющая автоматизировать процесс	—
Высокий КПД – от 87%	+( до 90%)
Рекомендована для использования твердого каменного топлива.Температура горения угля выше, чем у древесных отходов.	Кустарные установки из железа приемлют дрова и брикеты, для угля требуется чугунный корпус или легированная сталь
Объем водяного теплообменника – до 35 л	+ (до 50 л)
Высокая цена – от 80 тыс. рублей	Твердотопливный котел сверхдлительного горения своими руками обойдется до 5 тыс. рублей
Внушительный вес – от 200 кг	Легкий, способный для устойчивого положения на любой поверхности.
Способность отапливать помещения площадью до 400 м²	Максимум – до 100 м²
Требует профессиональной установки и настройки	Монтаж производится самостоятельно

Итак, твёрдотопливные котлы своими руками не уступают «мажорам», произведенным на Западе. Из показаний таблицы, выгоднее сделать его самостоятельно еще и потому, что обслуживание и ремонт, которые потребуют заводские установки, нельзя совершать не имея на то знаний и аккредитации. Иначе гарантия на изделие будет потеряна. Сделать пиролизный котёл своими руками сможет каждый мужчина.

Обзор популярных моделей и их стоимость

На российском рынке представлено множество разновидностей котлов российского и импортного производства. Лидерами по изготовлению газогенераторных систем считаются немецкие производители. Оборудование, изготовленное в Германии, обладает наиболее высокими показателями КПД, а также отличается повышенной экологичностью из-за незначительного выброса вредных веществ в атмосферу.

Чешские и итальянские производители не менее известны на рынке благодаря хорошему качеству продукции. При этом они предлагают оборудование меньшей стоимости по сравнению с моделями немецкого производства.

Российские отопительные системы представляют собой доступную альтернативу импортным аналогам, так как стоят гораздо меньше. В случае ограниченного бюджета нужно остановить свой выбор именно на них.

Buderus Logano S171-20W

Одна из лучших моделей немецкого производства. По типу конструкции — это напольный энергозависимый котел с нижней камерой сгорания. Прибор оснащен современной автоматикой, позволяющей эффективно управлять всей системой. Благодаря мощности 20 кВт может обогреть до 200 квадратных метров площади. Показатель КПД достигает 89%.

В качестве топлива используется природная древесина. Загрузочная камера имеет большой объем (длина полена до 58 см). Котел оснащен индикатором включения, термометром и удобным дисплеем. Реализует функции защиты от перегрева и блокировки насоса.

Теплообменник выполнен из стали толщиной 5 мм. Модель имеет привлекательный дизайн. Габариты прибора небольшие для газогенераторной техники, его размер — 620 x 1136 x 1019 мм, вес — 362 кг. Средняя стоимость составляет 245 тысяч рублей.

Atmos DC 25 GS

Напольная модель от чешского производителя с механическим управлением. Имеет мощность 17–25 кВт, что позволяет отапливать помещения площадью от 150 до 250 квадратных метров. КПД достигает 80%.

Котел работает на древесном топливе. Благодаря вытяжному вентилятору обеспечивается равномерное горение на разных мощностях и упрощается растопка котла. Одна загрузка сгорает в течение 8–12 часов в режиме непрерывной работы. Конструкция обеспечивает удобный сбор золы.

Размеры котла — 680 x 1200 x 1045 мм, вес — 408 кг. Цена в различных точках продажи варьируется от 230 до 280 тысяч рублей.

Ferroli SFL 3

Напольная чугунная газогенераторная система от итальянского производителя. Модель предназначена для отопления производственных и жилых помещений площадью 200-250 квадратных метров. Мощность агрегата составляет 22,5 кВт. КПД достигает 87,6%.

В качестве горючих материалов подходят:

древесина;
пеллеты;
каменный и бурый уголь;
брикеты.

Загрузочная камера вмещает крупные поленья, что уменьшает трудозатраты на подготовку топлива. Модель имеет компактные размеры — 520 x 940 x 510 мм. Вес устройства составляет 193 кг. Минимальная цена — 81 тысяча рублей.

Цены на котел Ferroli SFL 3

Ferroli SFL 3

Буржуй-К СТАНДАРТ-10

Бюджетная модель отечественного производства, которая хорошо выполняет свои основные функции. Мощность — 10 кВт, оборудование рассчитано на обогрев площади до 100 квадратных метров. Показатель КПД — 85%.

Модель предназначена для работы на различных видах твердого топлива. Это могут быть не только обычные дрова, но и брикетированное горючее. Объем топки составляет 0,055 куб. метров, а глубина — 50 см, что позволяет использовать крупные поленья.

Цены на котел Буржуй-К СТАНДАРТ-10

Буржуй-К СТАНДАРТ-10

Изготовление котла

Пиролизный котёл изготавливается в такой последовательности:

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.
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.
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.
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.
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.
Когда рубашка для баллона будет готова, его помещают внутрь прямоугольного резервуара таким образом, чтобы был отступ от плоскости рубашки сверху около 5 см.
Затем цилиндр тщательно приваривается к плоскости рубашки. К водяной рубашке привариваются два патрубка.
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.
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.
Уголок необходимо установить крест накрест. Таким образом, будет поддерживаться постоянный зазор между заградительной перегородкой и тлеющим топливом.
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.
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.
В нижней части баллона делается отверстие под размер дверцы зольника, которая затем приваривается электросваркой. Дверца должна иметь в своей конструкции надёжное запорное устройство, исключающее самопроизвольное открытие во время работы отопительного прибора.
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.

Чем топить пиролизный котел?

Пиролизный котел

Виды топлива

Для топки пиролизного котла можно использовать:

дрова;
торф в брикетах;
антрацит;
древесные гранулы и брикеты;
бурый уголь;
кокс.

Перечисленные виды топлива различаются по калорийности. От этого показателя напрямую зависит эффективность работы агрегата. Применение менее калорийного топлива может уменьшить КПД котла на 30% и более.

Чем топить котелЧем топить котел

Чаще всего для топки пиролизных котлов используют брикеты и пеллеты. Брикеты могут изготавливаться из древесины, соломы и торфа. Идеальный вариант – брикеты, изготовленные по методу прессования. Те же брикеты, которые изготавливаются из опилок, рекомендуется использовать только в комплексе с бурым углем либо дровами.

Для изготовления пеллетов тоже может использоваться древесина или солома. Материал прессуется подобно брикетам.

Нередко для топки пиролизных котлов используются дрова

Важно! Для обеспечения максимальной эффективности работы оборудования и уменьшения расхода топлива нужно использовать древесину влажностью не более 20%

В целом же при выборе топлива следует учитывать особенности местности, в которой находится ваш дом. Если вы живете в окружении лесов, наиболее целесообразным вариантом будет использование дров. Жителям же степных полос, как правило, выгоднее топить углем.

Если в месте вашего проживания доступно любое топливо, выбирайте самое калорийное. Этим вы обеспечите наиболее высокий КПД оборудования при минимальном расходе.

Котел пиролизный

Плюсы и минусы

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

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.

Эффективность

Насколько эффективной окажется схема пиролизного котла, а также время его работы, будет зависеть от множества факторов:

Вид топлива и влажность.
Теплоизоляция здания.
Температура в помещении.
Температура воздуха на улице.
Точность проектных работ в отношении системы отопления.

Естественно, что, в отличие от обычных котлов, газогенераторное оборудование намного эффективнее. Так как при сжигании древесины невозможно получить столь высоких температурных показателей, как в процессе горения древесного газа, полученного из нее. В процессе сжигания газа предусмотрено использование меньшего объема воздуха. В связи с этим увеличивается время горения и температура. Также следует отметить, что управление процессом сжигания пиролизного газа значительно проще.

Техника безопасности

При установке самодельного котла соблюдаем следующие важные правила:

для установки отопительного агрегата нужно выделить отдельную котельную;
в котельной нужно оборудовать эффективную вентиляционную систему. Минимальная площадь воздуховодного отверстия – 100 см2;
расстояние между агрегатом и любыми другими поверхностями и предметами должно быть больше 20 см;
перед топкой котла укладываем на пол стальной лист толщиной не менее 3 мм;
котел устанавливаем на предварительно обустроенное кирпичное либо бетонное основание;
дымоотводящую трубу нужно качественно утеплить. Без теплоизоляции процессы образования конденсата, копоти и прочих неприятностей будут более интенсивными. Это отрицательно скажется на эффективности оборудования и сроке его службы.

В завершение выполняется проверка КПД котла. Для этого достаточно сделать тестовую загрузку топлива. Если выходящий дым не будет иметь угарного запаха, значит с КПД котла все в порядке и его можно использовать для обогрева дома безо всяких опасений.

Немного химии и физики

Интересны и физико-химические процессы, происходящие в пиролизных котлах. Принцип работы традиционных агрегатов заключается в прямом сгорании, когда пламя играет прямо на поверхности дров. Здесь же все происходит по-другому. Горение в основной топке происходит примерно при +400-500 градусах, что на порядок меньше, чем в традиционных агрегатах. Отправляясь в камеру дожигания, продукты пиролиза сгорают при температуре до +1100-1200 градусов.

Максимальная температура наблюдается на самом конце факела, минимальная температура – у его основания.

Дутьевой вентилятор позволяет нагнетать пламя пиролизных газов до очень высоких температур. Вместо него порой используют поддувало, но эффективность подобного решения оставляет желать лучшего.

Еще одно интересное отличие в принципах работы заключается в температуре выхлопных газов. В традиционных отопительных агрегатах она составляет +300-400 градусов. В пиролизных агрегатах она составляет +140-160 градусов – чуть выше, чем в газовых агрегатах. А это означает, что подавляющая часть тепла ушла в отопительную систему, а не отправилась в атмосферу.

Продукты пиролиза в пиролизных котлах создаются в бедной кислородом среде – как и в той стеклянной трубке на уроках физики. Тяга может быть искусственной, как в примере выше, так и естественной, как это реализовано в энергонезависимых пиролизных котлах. В остальном принцип действия одинаков. Попадая в камеру дожигания, газы сгорают с образованием высокотемпературного пламени. Причем сгорание довольно глубокое, с минимальным выделением вредных оксидов углерода и азота.

В продаже существует огромное количество пиролизных котлов, отличающихся по своей конструкции. Но принцип работы у них одинаковый.

Чугунные и стальные конструкции – в чем отличия

Из какого бы материала ни был изготовлен котел, очень важно, чтобы он соответствовал основным эксплуатационным характеристикам. Разберемся в них более подробно.

В первую очередь стоит обратить внимание на материал теплообменника – чугун или сталь. Если вы хотите воспользоваться готовой схемой твердотопливного котла – своими руками чугунный теплообменник сделать вряд ли получится

Такая работа требует как специального оборудования, так и особых знаний и умений. Поэтому можно приобрести готовые секционные конструкции, которые перед транспортировкой разбирают, а на месте снова собирают.

Чугунным теплообменникам свойственно покрываться сухой ржавчиной – особой пленкой, защищающей стенки агрегата от разрушения. Кроме того, влажная ржавчина также образуется намного медленнее, чем обусловлен длительный срок эксплуатации чугунных изделий – от 10 до 25 лет. Среди прочих преимуществ чугунных теплообменников можно назвать отсутствие необходимости в частом и сложном обслуживании. Чистка таких устройств требуется нечасто, да и нагар практически не снижает КПД котла. В случае необходимости ремонта или усиления мощности агрегата нужно лишь заменить дефектные секции или увеличить их число.

Недостатки чугунных изделий таковы:

большая масса котла предполагает наличие отдельного фундамента;
затруднения в процессе сборки и высокие затраты на транспортировку;
чувствительность к термическим ударам – чугун не любит перепадов температур, поэтому контакт горячей поверхности с холодными дровами или холодной водой может быть губительным для него;
большая тепловая инерционность – на разогрев котла требуется длительное время, но и его последующее остывание происходит медленно.

Что касается стальных изделий, то они менее чувствительны к перепадам температур и не боятся контакта с холодными объектами. Это свойство позволяет при сборке котлов отопления на твердом топливе по чертежам оборудовать их чувствительными автоматическими элементами. А благодаря небольшой инерционности такие агрегаты быстро прогреваются и остывают – это позволяет регулировать температуру воздуха в доме. При этом, можно сделать чертеж твердотопливного котла длительного горения своими руками, что позволит учесть все нюансы.

По внешнему виду котлы из стали – это сплошные сварные агрегаты, которые довольно сложно перевозить, хотя и чувствительность к механическим повреждениям у них намного ниже аналогов из чугуна.

Возможность ремонта стальных котлов с точки зрения некоторых специалистов весьма сомнительна. Отремонтировать, равно, как и сварить котел своими руками по чертежу в домашних условиях довольно непросто, со временем на швах в нем могут образовываться течи. Справедливости ради, отметим, что все зависит от навыков работника в работе со сварочным аппаратом. Но выполнить ремонт чугунного теплообменника все же проще – требуется только замена секций.

Как правило, котлы с чугунными теплообменниками являются энергонезависимыми, стоят недорого, поэтому они могут стать достойной альтернативой уже установленному отопительному оборудованию в случае отключения электричества. Циркуляция теплоносителя в таких агрегатах происходит естественным путем, без применения насоса. Однако монтаж батарей нужно выполнять так, чтобы вода по трубам при нагревании свободно перемещалась по трубам под воздействием давления в котле.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.

Пиролизный котел своими руками

Самодельное оборудование

Подготовка к сборке

Материалы

Нарезка деталей