Обогрев домов твердым топливом – это актуальная задача для многих людей. Несмотря на то что программа газификации стартовала много-много лет назад, сегодня она считается невыполненной. Не будем разбираться в причинах, но сегодня во многих населенных пунктах до сих пор нет газа. Стремясь обогреть свое жилье и не потратить на это целое состояние, люди нередко создают самодельное отопительное оборудование.

Соорудив пиролизный котел своими руками, можно рассчитывать на качественный обогрев и экономию твердого топлива.

В этом обзоре мы рассмотрим:

  • Особенности пиролизного отопления;
  • Конструкционные особенности пиролизных котлов;
  • Достоинства и недостатки самодельного оборудования;
  • Пошаговые инструкции по сборке.

Следует отметить, что изготовить пиролизный котел своими руками достаточно сложно – для этого необходимы не только инструменты, но и знания в области обработки металла.

Принцип работы пиролизных котлов и их особенности

Создавая пиролизные котлы своими руками, люди стремятся сэкономить денежные средства в своем кошельке. Если газовое оборудование стоит довольно дешево, то твердотопливные агрегаты просто поражают своей ценой. Более-менее приличная модель мощностью 10 кВт обойдется в 50-60 тысяч рублей – дешевле провести газ, если рядом проходила бы газовая магистрально. Но если ее нет, то выходов два – приобретать заводское оборудование или делать его самостоятельно.

Изготовить пиролизный котел длительного горения своими руками можно, но сложно. Давайте для начала разберемся, для чего вообще нужен пиролиз. В обычных котлах и печах дрова сгорают традиционным способом – при высокой температуре, с выбросом продуктов сгорания в атмосферу. Температура в камере сгорания составляет порядка +800-1100 градусов, а в дымоходе – до +150-200 градусов. Таким образом, солидная часть тепла просто улетает наружу.

Прямое сгорание дров применяется во многих отопительных агрегатах:

Твердотопливные пиролизные котлы могут использовать несколько видов топлива, в том числе отходы деревообрабатывающего производства и сельскохозяйственной переработки.

  • Твердотопливные котлы;
  • Печи-камины;
  • Камины с водяными контурами.

Главным преимуществом данной методики является то, что она отличается простотой – достаточно создать камеру сгорания и организовать отвод продуктов сгорания за пределы оборудования. Единственным регулятором здесь становится дверка поддувала – регулируя просвет, мы можем отрегулировать интенсивность горения, тем самым воздействуя на температуру.

В пиролизном котле, собранном своими руками или купленном в магазине, процесс сгорания топлива идет несколько по-другому. Дрова здесь сгорают при низкой температуре. Можно сказать, что это даже не горение, а медленное тление. Древесина при этом превращается в подобие кокса, одновременно выделяя горючие пиролизные газы. Эти газы отправляются в камеру дожигания, где сгорают с выделением большого количества тепла.

Если вам кажется, что данная реакция не даст особого эффекта, то вы глубоко заблуждаетесь – если заглянуть в камеру дожигания, то здесь будет видно ревущее пламя ярко-желтого, почти белого, цвета. Температура сгорания – чуть выше +1000 градусов, а тепла в этом процессе выделяется больше, чем при стандартном горении древесины.

Для того собранный своими руками пиролизный котел смог показать максимальную эффективность, необходимы дрова с низким содержанием влаги. Влажная древесина не даст оборудованию выйти на полную мощность.

Реакция пиролиза знакома нам еще со школьного курса физики. В учебнике (а может и в лабораторном кабинете) многие из нас видели интересную реакцию – древесина помещалась в стеклянную запечатанную колбу с трубкой, после чего колба нагревалась над горелкой. Через несколько минут древесина начинала темнеть, а из трубки начинали выходить продукты пиролиза – это горючие газы, которые можно было поджечь и понаблюдать за желто-оранжевым пламенем.

Аналогичным образом работает и пиролизный котел, собранный своими руками:

На одной загрузке топлива пиролизные котлы работают около 4-6 часов. Так что большим и стабильно пополняемым запасом дров стоит озаботиться заранее.

  • В топке разжигаются дрова до появления устойчивого пламени;
  • После этого доступ кислорода перекрывается, пламя гаснет почти полностью;
  • Запускается дутьевой вентилятор – в камере дожигания появляется высокотемпературное пламя.

Устройство пиролизного котла довольно простое. Основными элементами здесь являются: камера сгорания, в которой складированы дрова, и камера дожигания, в которой сгорают продукты пиролиза. Передача тепла в отопительную систему осуществляется через теплообменник. В схеме пиролизного котла ему уделяется особое внимание.

Все дело в том, что теплообменники в пиролизных котлах, собранных своими руками, устроены не так, как в газовом оборудовании. Продукты сгорания с воздухом проходят здесь через множество металлических труб, омываемых водой. Для увеличения эффективности котловая вода омывает не только сам теплообменник, но и все другие узлы – здесь создается своего рода водяная рубашка, которая отбирает излишки тепла от раскаленных элементов котельного агрегата.

Из школьной программы многие помнят опыт, когда в колбу, подогреваемую горелкой, помещались кусочки дерева, а по прошествии определенного времени из нее начинал выделяться газ, который воспламенялся при поджиге.

На этом примере показан простейший газогенератор, вырабатывающий горючие углеводороды. Он является одним из основных составляющих принципа работы пиролизного котла.

Если процесс описать поэтапно, то мы увидим следующее: в камере загрузки происходит низкотемпературный, около 200° нагрев сырья (дрова, каменного угля, опилок, и т. п.). Затем тление и, собственно говоря, пиролиз около 300°-400°. После этого, горючий газ воспламеняется с дополнительным доступом кислорода, который поступает через форсунку в камеру дожига, где горит при температуре около 1200°.

Разогретые газы, проходя через теплообменник, подогревают воду или другой теплоноситель, после чего поступает в вытяжку (дымоход). Таким образом, достигается практически 90% КПД, в то время, как у обычных твердотопливных котлов, он составляет всего около 60%.

Конструкция и компоновка элементов установки

В отличие от классических твердотопливных установок устройство пиролизных котлов длительного горения предусматривает две камеры сгорания вместо традиционной топки. В первой камере осуществляется медленное горение за счет недостаточного количества воздуха. При этом топливо начинает выделять так называемый пиролизный газ, перетекающий во вторичную камеру вместе с продуктами сгорания. Туда же подается достаточное количество воздуха, вследствие чего газ воспламеняется и сгорает, нагревая водяную рубашку агрегата.

Расположение двух камер может быть различным, поскольку отопительные котлы пиролизного типа могут работать как на естественной тяге дымохода, так и с помощью принудительной подачи воздуха вентилятором. В установках, использующих естественную тягу, вторичная камера расположена над первичной и воздух проходит через топливо снизу вверх. При искусственно создаваемой тяге главная топка, наоборот, находится над камерой дожига и поток воздуха направлен сверху вниз. Это отражают представленные ниже схемы устройства пиролизных котлов с различной компоновкой камер.

Способы подачи воздуха для горения

К высоте и диаметру дымохода предъявляются повышенные требования, когда схема подачи воздуха в пиролизном котле предполагает использование обычной тяги. Ее должно хватать на преодоление сопротивления газовоздушного тракта установки и дымоходной трубы, а также на создание разрежения в топке величиной 16—20 Па. Подобрать диаметр можно по выходному патрубку, а высота должна быть не менее 5—6 м.

Принудительная подача воздуха в обе камеры может осуществляться тремя способами:

Обычно схема пиролизного котла, предусматривает установку вентилятора в режиме нагнетания. Это объясняется тем, что обычный нагнетатель по стоимости доступнее чем дымосос, так как последний должен вытягивать отходящие газы с высокой температурой. По этой причине его конструктивные элементы стоят дороже.

Ведущие производители пиролизных котлов устанавливают на свои изделия дымососы на выходе продуктов горения. Причина – обеспечение безопасности для человека, открывшего дверцу топки в рабочем режиме. Дымосос создает разрежение, поэтому пламя не полыхнет через открытый проем человеку в лицо.

При большой мощности установки производителями применяются вентиляторы для котлов обоих типов, на входе и выходе газовоздушного тракта.

Для того, чтобы понять, как работает пиролизный котел, рекомендуем посмотреть следующее видео.

Под гидролизными отопительными котлами принято понимать оборудование, которое в процессе работы используют твердое топливо. Солома, древесные отходы, дрова – все это может использоваться гидролизными котлами в процессе работы. Наиболее широко это оборудование используется в бытовых и производственных помещениях, будь то фабрики, цеха, склады или фермы. В качестве основных достоинств данных котлов можно назвать то, что они недороги в процессе эксплуатации, отличаются экологической безопасностью, а также просты в обслуживании и управлении.

Работают гидролизные устройства по следующей схеме:

  • Топливо помещается в специальный бункер, где поджигается. Дверца бункера закрывается, задействуется дымосос;
  • Повышение температуры до 800 градусов приводит к тому, что сгораемый материал обугливается, выделяя значительные количества древесного газа. Именно этот процесс и получил название гидролиза;
  • Попадание продуктов гидролиза в колосник приводит к их смешиванию с вторичным воздухом;
  • Процесс гидролиза является постоянным из-за того, что часть тепла постоянно возвращается к слою дров, расположенному внизу.

Монтаж и обслуживание

Когда гидролизный котел устанавливается на пол, то необходимо заранее выполнить монтаж опорной рамы с высотой в 10-20 сантиметров, либо фундаментной подушки. При помощи монтажа опорной рамы можно добиться того, что все посадочные поверхности будут находиться точно в горизонтальной плоскости.

Как правило, котлы монтируются на кирпичную кладку, высота которой не более 36 сантиметров от поверхности пола. Такой подход нужен для того, чтобы нижние коллекторы экранов, расположенных сбоку были на одном уровне с решетниками колосников, а потому служили в качестве охлаждаемых панелей. Установка дымососов также начинается с монтажа опорной рамы, которая фиксируется на фундаменте прочными болтовыми соединениями.

Важное отличие гидролизных котлов состоит в материале, из которого они изготовлены.

Особенности и срок службы

Теплообменник можно сделать на основе стали или чугуна. Твердотопливные котлы, которые изготовлены на чугунной основе, считаются более долговечными. Их главный нюанс заключается в том, что они достаточно долго прогреваются, но и остывают крайне медленно, отдавая максимум тепла.

Отрицательная черта заключается в хрупкости оборудования: чугун крайне чувствителен к резким температурным перепадам, которые неизбежно станут причиной разрушения стенок устройства и дальнейшему полному выходу его из строя. К счастью, современные технологические решения при производстве чугуна дали возможность улучшить его свойства, увеличив прочностные показатели.

Твердотопливные котлы на стальной основе способны более стойко переносить температурные колебания, но их слабость заключается в восприимчивости к ржавчине, которая начинает активно развиваться из-за скоплений конденсата. Именно эта особенность приводит к тому, что стальной теплообменник заметно снижает эксплуатационный срок котлов. Во многом, продолжительность службы стального котла зависит от качества материала, его толщины, а также осторожности обращения.

С учетом этого фактора можно заявить, что чугунный котел, несмотря на свою изначальную дороговизну, в итоге, будет более выгодной покупкой.

Также стоит отметить такую дополнительную деталь гидролизного котла, как наличие специального вентилятора, нагнетающего воздух внутрь камеры сгорания. Это, в общем-то, простое приспособление способно ощутимо увеличить эффективность работы устройства.

Насколько технология пиролиза эффективнее прямого сжигания

В котлах прямого горения КПД редко выше 75-80%, и это в идеальных условиях сгорания качественного топлива. К примеру, 1 кг древесины с влажностью 20% может выдать 3,9*0,75 = 2,925 кВт тепловой энергии (удельная теплотворность древесины – 3,9 кВт/кг). Каменный уголь с влажностью 10% выдает 7,5*0,75 = 5,625 кВт (удельная теплотворность каменного угля – 7,5 кВт/кг).

При пиролизной технологии горения КПД сегодня часто достигает 92% и из того же топлива агрегат выдаст:

  • 1 кг древесины – 3,9*0,92 = 3,588 кВт (+22,7%);
  • 1 кг каменного угля – 7,5*0,92 = 6,9 кВт (+22,7%).

Существенная разница показывает, сколько тепла недополучено при выбросе, а не сжигании сопутствующих газов (соответственно, при различной разнице в КПД результаты будут другими).

Использование эффективного управления горением при пиролизе позволяет значительно увеличить время работы котла в режиме поддержания температуры теплоносителя, что еще более усиливает аккумулирование тепловой энергии. Температура горения пиролизных газов выше, чем при классическом способе, поэтому выход на заданный режим происходит гораздо быстрее.

Отзывы о бытовых газогенераторных котлах: преимущества и недостатки

Озабоченность мирового сообщества проблемой загрязнения окружающей среды укрепила позиции пиролизных котлов на рынке агрегатов долгого горения для отопления. Согласно практике эксплуатации и отзывам владельцев, при правильном функционировании данного типа котлов, в атмосферу попадает малое количество углекислого газа и пара. Сжигая любое органическое топливо, из дымохода такой агрегат выдает минимум не догоревших веществ без гари, без дыма, запаха и цвета. Результат проявляется и в выбросах в помещение котельной, например, при дозагрузке топлива, а особенно – в загрязнении самого котла и частоте его очистки.

Преимущества Недостатки
За счет дожигания пиролизных газов КПД может достигать 95%. Стоимость оборудования выше в 1,5-2 раза, хотя и относительно быстро окупается
Увеличенная загрузочная камера позволяет дольше работать с одной закладки (в 1,5-3 раза), чем у обычных агрегатов Высокие затраты на подготовку топлива по влажности. Она не должна превышать 20%, иначе процесс пиролиза не состоится
Выгорание топлива почти без остатков и конструкция камер сгорания делает чистку и техобслуживание реже и легче. Большинство промышленных и бытовых агрегатов с высокой автоматизацией используют вентиляторы поддува и дымососы, что делает их зависимыми от электроснабжения
Высокие температуры предполагают устройство теплообменника из жаропрочных сталей, что дает возможность быстрее обогревать здание При низкой температуре теплоносителя в обратной трубе, котел может потухнуть, необходимо подмешивание горячей воды через трехходовой клапан или байпас.
Выбросы продуктов горения минимальны Габаритные размеры и вес существенно выше, чем у котлов других видов
Агрегаты могут работать на любом органическим топливе без существенной переделки, но с разной эффективностью При малых нагрузках (менее 50%) сложно получить стабильное горение
Высокий КПД предполагает экономичный расход топлива и снижает расходы на него
Высокий уровень автоматизации работы котла позволяет реже контролировать процесс горения

Паровые прямоточне котлы

Горизонтальные паровые котлы прямоточные имеют трёхходовое движение продуктов сгорания с избыточным рабочим давлением до 25 бар. У такого котла довольно высокий КПД. Топливом для прямоточного котла может быть и природный газ, и дизельное топливо. Материалом для изготовления внешнего кожуха котла служит нержавеющая сталь. Кожух имеет минераловатную основу толщиной 60 мм. (См. также: Принцип работы парового котла)

Котлы данного вида комплектуются парозапорным краном, манометром с трехходовым краном, двумя поршневыми питательными насосами, щитом электроснабжения, продувочным клапаном и продувочным клапаном для запуска котла. Составляющей частью горизонтального парового прямоточного котла являются реле рабочего давления, предохранительные клапаны безопасности, реле потока, манометр с трехходовым краном, клапан избыточного давления.

Для чего нужна труба?

Важную роль в работе котла играет труба котловая. Эти изделия, являясь частью отопительной системы, имеют некоторые абсолютно оправданные требования к своему качеству. Трубы, используемые в виде дымохода в отопительной системе, должны выдерживать перепады давления и температур, повышенную влажность и большие загрязнения. Поэтому изготовители должны чётко придерживаться установленных в ТУ и ГОСТах параметров, изготавливая данные изделия.

Для котельных установок подходят лишь бесшовные котловые трубы, так как шов может концентрировать на себе напряжение и снижать коррозионную стойкость, прочность и приводить к разрушению самого изделия. Толщина стенки трубы должна составлять от 0,5 до 18 мм. (См. также: Карта сайта)

Стальные дымоходные трубы могут быть колонные, фермовые, фасадные, мачтовые, самонесущие. Изготавливают эти трубы из особо прочной стали, которая максимально устойчива к коррозии. Монтируют их к уже существующим конструкциям. Для паровых котлов используют особый вид труб, которые можно без опасений эксплуатировать при сверхкритических температурах пара.

Достоинства и преимущества самоделки

Прежде чем мы рассмотрим, как сделать пиролизный котел своими руками, следует рассмотреть плюсы и минусы конструкции. Нельзя сказать, что самоделки чем-то плохи, но и до идеалов им далековато. Но в целом они имеют полное право на существование. Для начала рассмотрим их положительные черты:

  • Низкая себестоимость – нужно приобрести железо и трубы, а инструмент у работящего человека есть всегда. При наличии халявного железа можно собрать пиролизный котел своими руками почти бесплатно, потратившись на сварочные электроды и отрезные круги для болгарки;
  • Экономия на топливе – если агрегат будет собран правильно, он будет давать солидное количество тепла, эффективно разлагая древесину на кокс, уголь, золу и горючие газы;
  • Возможность регулировки интенсивности горения и температуры в отопительном контуре – для этого придется приобрести управляющую электронику;
  • Эффективный обогрев домов большой площади – ничто не мешает изготовить своими руками пиролизный котел довольно высокой мощности, до 25-35 кВт. Такая мощность позволит обогреть площадь до 200-300 кв. м.

Есть и недостатки:

Чистка котла от продуктов горения — процесс несложный, но рутинный и требующий постоянного внимания.

  • Трудно добиться того КПД, что присущ пиролизным котлам заводского производства. Но если тщательно следовать схеме изготовления и не допускать вольностей, получится отличный эффективный агрегат;
  • Сложность расчетов – многие люди изготавливают самодельные пиролизные котлы на дровах длительного горения по собственным схемам. Но для этого нужны определенные знания, которые есть не у всех;
  • Внушительные размеры оборудования – агрегат мощностью 25-30 кВт получается весьма солидным и тяжелым;
  • Для установки оборудования необходимо отдельное помещение – учитывая громоздкость, можно смонтировать его в подвале дома.

Недостатки не самые страшные, поэтому с ними можно мириться.

Самым главным недостатком является несколько страшноватый вид пиролизного котла, собранного своими руками. Поэтому мы советуем вам проявить аккуратность, чтобы аппарат получился более симпатичным. В заключение всего вы сможете окрасить его огнеупорной краской.

Расчет пиролизного котла

Расчет начинается с определения величины температурного напора, ºС:

Ƭ= (∆Т — ∆t) / ln (∆Т / ∆t)

В этой формуле:

  • ∆Т – перепад температур продуктов сгорания перед теплообменником и после него;
  • ∆t – разница между температурами в трубопроводах подачи и возврата теплоносителя.

Полученное значение Ƭ подставляют в формулу:

S = Q / k / Ƭ, где:

  • Q – расчетная мощность отопительной установки, Вт;
  • k – коэффициент теплопередачи, равен 30 Вт / м2 ºС.

Укрупненный расчет мощности пиролизного котла (Q, кВт) выполняется исходя из площади здания. Ее значение нужно принимать по наружному обмеру дома, результат разделить на 10. Смысл этого действия в том, что на обогрев каждых 100 м2 здания требуется ориентировочно 10 кВт тепловой энергии. Полученный результат – это расчетная мощность системы отопления, а источник тепла принимается с коэффициентом запаса. Он зависит от региона проживания и колеблется от 1,1 до 1,5.

Пусконаладочные работы

После того как сборка пиролизного котла завершена, нужно обязательно проверить герметичность сварных соединений. Водяная рубашка наполняется водой, затем в нее накачивается воздух, создавая избыточное давление. Некачественно сваренные швы дадут о себе знать протечками. Теперь можно производить испытания, лучше это делать на улице, подавая проточную воду из шланга. Если на агрегате установлена группа безопасности, то можно наполнить резервуар котла водой и проверить его работу при критическом давлении 2—2,5 Бар. Порядок испытаний следующий:

  • Присоединить временный дымоход, загрузить в камеру топливо и открыть заслонку прямой тяги.
  • Прекратить подачу проточной воды, предусмотрев для этого временный кран.
  • Произвести розжиг и запуск пиролизного котла. Как только дрова разгорятся, заслонку прямой тяги нужно прикрывать, чтобы начался процесс пиролиза.
  • Открыв дверцу вторичной камеры, убедиться в наличии факела пламени. Здесь требуется регулировка пиролизного котла, нужно добиться ровного и устойчивого факела, открывая или закрывая воздушную заслонку.
  • Закрыть дверцу и наблюдать за показаниями термометра и манометра. В закрытой водяной рубашке процесс парообразования может начаться при достижении давления 1,5 Бар, в это время надо внимательно отслеживать температуру.
  • Качественно сваренные пиролизные котлы отопления могут выдерживать давление до 3 Бар, но не стоит ставить рекорды. Достаточно, если предохранительный клапан, настроенный на давление 2 или 2,5 Бар начнет сбрасывать пар, тогда можно открывать кран и возобновлять циркуляцию воды. Заслонку подачи воздуха надо закрыть, чтобы топливо начало затухать.

Будьте осторожны, проводя такие испытания, есть опасность обвариться кипятком по неосторожности или при разрыве водяной рубашки.

Подключение котла к системе отопления

Последний этап – подключение пиролизного котла и выполнение его обвязки. Как и во всех твердотопливных установках, надо исключить образование конденсата на внутренних стенках топки во время разогрева. Это явление сокращает срок службы корпуса топки, поскольку конденсат содержит включения серы и будет вызывать интенсивную коррозию металла. По этой причине обвязка котла отопления должна быть выполнена по схеме, не допускающей попадание в рубашку холодной воды при разогреве.

Ниже приведена классическая схема подключения пиролизного котла к системе отопления с балансировочным вентилем между подающим и обратным трубопроводами.

Перемычка образует малый контур, в котором теплоноситель приводится в движение циркуляционным насосом. Приведенная на схеме обвязка пиролизного котла отопления позволяет воде циркулировать по малому контуру, прогреваясь вместе с агрегатом. Термостатический трехходовой клапан начнет подмешивать холодную воду из системы в тот момент, когда в малом контуре температура воды достигнет заданного значения, обычно это 45—50 ºС.

Рабочая температура в системе отопления лежит в пределах 60—80 ºС, поднимать ее выше приходится редко. Если при работе в этом диапазоне температур в вашем доме прохладно, то надо искать причину в самой системе. Увеличивать температуру не имеет смысла, это только увеличит расход дров в пиролизном котле.

Пиролизные установки, сделанные своими руками, приобретают все большую востребованность. Причина – высокая стоимость котлов заводского изготовления, самодельные агрегаты часто оказываются единственной альтернативой. Единственный недостаток — топливо для пиролизных котлов должно иметь влажность не выше 25%, иначе процесс пиролиза будет слабым, что влияет на производительность установки.

Сколько будут стоить материалы и запчасти

Сколько точно будет стоить пиролизный котел, сделанный своими руками, зависит от требуемой мощности и выбранной конструкции. Однако, если покупать жаростойкую сталь, колосники, делать футеровку, ставить автоматику (пусть и недорогую), сумма набегает 850-1200$. Это затраты на материалы и компоненты, но с самостоятельной сваркой. Они озвучены теми, кто уже пиролизник сварил и использует. Если за сварку придется платить, то расходы надо удвоить.

Как видим, в случае владения сваркой, экономия есть, но далеко не самая большая. Можно найти готовые варианты твердотопливный пиролизных котлов за 1500$. Хотя, как известно, дешевый товар имеет низкую цену не просто так. На чем-то там сэкономили. И даже можно предположить на чем: на футеровке. Именно секреты предохранения стенок топки от перегорания берегут производители больше всего, и тратят на исследования в этой области большие деньги. Потому качественное оборудование и стоит больших денег.

Собираем котел своими руками

Как собрать пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы, необходимое оборудование и инструменты – всю эту информацию вы найдете в нашем обзоре. О принципе действия мы рассказали подробнее, чем в самом простом учебнике по физике. Осталось разработать руководство по его сборке – об этом будет рассказано далее.

Чертежные работы

Мы рекомендуем использовать чертежи, приложенные к данной статье. В них вы найдете схемы раскроя листового металла, сможете ознакомиться с технологией сборки. Для просмотра схем необходимо воспользоваться программой DWG True View. Это самые подробные чертежи пиролизного котла, которые трудно найти в интернете, да еще и бесплатно.

Схема одного из вариантов пиролизного котла. В представленном в конце статьи архиве будет еще несколько вариаций внешнего вида.

Воспользуйтесь данными чертежами, и вы сможете собрать отличный пиролизный котел своими руками.

Также вы можете воспользоваться схемами от специалистов – средняя стоимость таких чертежей составляет около 30-50 долларов США. Все остальные схемы в сети носят лишь схематический характер.

Инструменты и материалы

Приступаем к сбору материалов и инструментов – лучше подготовить все заранее, чтобы потом не искать лишние отрезные круги или затерявшуюся в гараже дрель. Так вы сможете собрать пиролизный котел своими руками максимально быстро. Из материалов нам понадобятся:

Центробежный вентилятор обеспечит поступление первичного и вторичного воздуха в камеры котла.

  • Листовое железо толщиной 4-5 мм – оно необходимо для сборки всех элементов нашего отопительного агрегата;
  • Огнеупорный (шамотный) кирпич – 23 шт. (необходим для футеровки камеры дожигания);
  • Металлическая труба диаметром 76 мм – из нее набирается теплообменник;
  • Труба диаметром 159 мм – это будет отвод дымохода;
  • Набор профильных труб;
  • Металлическая труба диаметром 32 мм – 1 метр;
  • Дутьевой вентилятор и автоматика для управления тягой с температурным датчиком (все это приобретается в магазине);
  • Болты, шайбы и гайки;
  • Термометр;
  • Группа безопасности;
  • Металлические прутья;
  • Металлические уголки и многое другое.

Полный список материалов указан в приложенном архиве.

Также понадобятся инструменты – сварочный аппарат с подходящими электродами, болгарка с отрезными и шлифовальными кругами.

Подробный разбор схемы

Согласно представленной выше схеме, наш пиролизный котел, собираемый своими руками, будет состоять из следующих частей:

Не считая вентилятора, подобный контроллер — единственная электронная вещь во всем агрегате. Экономить на ней категорически не рекомендуется.

  • Электронный контроллер, управляющий вентилятором для котла;
  • Дверца для загрузки дров (можно сделать самому или приобрести готовую);
  • Дверца зольника;
  • Дутьевой вентилятор (приобретается в магазине, создает тягу и вытягивает продукты пиролиза в камеру дожигания).

Из элементов управления – непосредственно контроллер и ручки для открывания/закрывания дверок.

Процесс сборки

Сборка пиролизного котла своими руками начинается с раскроя металлических листов – для этого предусмотрены соответствующие схемы раскроя. Воспользовавшись ими, вы сможете оперативно разрезать металл на несколько частей. Для этого используется самая обыкновенная болгарка с отрезными кругами. Если есть возможность, для этих целей можно задействовать плазморез – специальный аппарат для исключительно точной и аккуратной резки металла.

Первый этап – теория

Несмотря на кажущуюся сложность, принцип работы пиролизного котла очень прост, но невероятно эффективен.

Следующий этап – теоретический. Необходимо посмотреть на схему сборки, разложить отдельные части на рабочей территории и убедиться, что вы понимаете, как и из чего будет состоять наш пиролизный котел, собираемый своими руками. Если вы не можете сложить в уме схему, то у вас ничего не получится – вы должны представить себе, как стоят те или иные инструменты, как собирается теплообменник, как течет внутри теплоноситель. Как только вы поймете конструкцию котла, можете приступать к его сборке.

На первом этапе собираем камеру сгорания и камеру дожигания, используя для этого раскроенные металлические листы. Обратите внимание, что все швы должны быть надежными и герметичными. Если у вас нет опыта работы с электросваркой, пригласите опытного специалиста. В процессе сборки камеры сгорания уделите внимание воздушным каналам и их правильному расположению – они изготавливаются из профильной трубы. В камеру дожигания проводится трубка для подачи вторичного воздуха.

Камера дожигания подвергается футеровке шамотным кирпичом – это увеличит надежность пиролизного котла, собираемого своими руками. При необходимости, обточите кирпичи с помощью болгарки.

Следующий этап – сооружение теплообменника. Он выполнен по жаротрубной схеме – это множество металлических труб, сквозь которые пропускается раскаленные продукты сгорания. Они передают полученное тепло теплоносителю, который омывает их и отправляется в отопительную систему. Трубы привариваются к двум металлическим листам и обвариваются с двух сторон – этот узел будет испытывать термическую нагрузку, поэтому он должен быть максимально прочным. Далее теплообменник приваривается к камерам.

На следующем этапе готовим дверки зольника и загрузочной камеры. Их можно приобрести уже готовыми или сделать самостоятельно. Также привариваем трубу дымохода, которая начинается от теплообменника. В заключение собираем и обвариваем металлический кожух нашего пиролизного котла. Далее производится проверка его герметичности –для этого агрегат наполняется водой и закупоривается, в дальнейшем течи завариваются.

Последний этап – покраска котла и установка дверок. Покраска выполняется жаропрочной краской, но перед этим металл необходимо отшлифовать и покрыть грунтовкой. Также устанавливаем дверки, оснащаем их ручками. Изготовление пиролизного котла своими руками почти закончено, осталось лишь провести предварительное испытание.

Проверка работоспособности

Температура пламени в камере сгорания пиролизных газов около 1 000 градусов.

Не спешите устанавливать собранный своими руками пиролизный котел на штатное место – необходимо провести его тестирование. Для этого монтируем термометр, заполняем котел котловой водой, закладываем в топку дрова и поджигаем их. Включением дутьевого вентилятора создаем тягу, ждем, пока дрова хорошо разгорятся. Теперь можно запустить пиролиз – как мы помним, для этого необходимо ограничить подачу кислорода.

Закрываем дверки топки и зольника, закрываем дроссельную заслонку (ограничивает подачу воздуха, используемого для первоначального розжига дерева) – поленья перейдут из фазы горения в фазу тления. А так как у нас работает дутьевой вентилятор, то он вытянет продукты сгорания в камеру дожигания, где произойдет воспламенение продуктов пиролиза. Далее нам остается лишь контролировать температуру в котле – как только она достигнет точки кипения, пиролиз следует остановить. Для этого выключаем вентилятор, открываем камеру сгорания и выгребаем из нее горящие дрова.

Также существуют рекомендации по проверке пиролизных котлов, собранных своими руками, с помощью опрессовочного насоса – для этого заполняем агрегат водой, герметизируем одну из труб, подключаем к другой насос, и доводим давление до 3 атм., проверяя герметичность всей конструкции.

Установка оборудования

На следующем этапе необходимо провести установку оборудования на штатное место. Помните, что собранный своими руками пиролизный котел обладает просто адским весом – не вздумайте двигать его самостоятельно. Возьмите в помощники 3-4 человека и затащите остывший агрегат в помещение, выделенное под котельную. Далее проводим следующие работы:

  • Выводим дымоход наружу и подключаем его к пиролизному котлу;
  • Подключаем отопительную систему к котлу;
  • Устанавливаем группу безопасности и проверяем герметичность системы;
  • Проводим в помещение электрическую розетку;
  • Устанавливаем котловую автоматику и подключаем к ней дутьевой вентилятор.

Теперь можно приступать к тестированию системы – делается это по аналогии с вышеуказанной инструкцией. Настройка пиролизного котла сводится к установке оптимальной температуры теплоносителя. Подробную информацию по этому вопросу можно получить в инструкции к используемому вами управляющему контроллеру.

Футеровка шамотным кирпичом позволяет соблюдать требуемый температурный режим и защищает металл.

Контроллер работает следующим образом – с помощью температурного датчика он контролирует температуру теплоносителя на выходе из пиролизного котла. Как только температура достигнет заданного уровня, электроника остановит работу вентилятора. Горение горючих газов замедлится и практически полностью остановится – дрова не погаснут, они будут просто медленно тлеть. Как только температура в контуре упадет, вентилятор включится, а горение в пиролизной камере возобновится.

Дополнительное оборудование

К сожалению, пиролизные котлы не являются энергонезависимыми. Из-за реверсного потока газов требуется принудительный наддув. Для моделей мощностью до 15 кВт он реализуется дутьевым вентилятором, который монтируется на нижней дверце. При этом пополнение загрузки в процессе горения невозможно.

Более мощные котлы комплектуются вентилятором-дымососом, который устанавливается на верхней стенке корпуса на выходе дымоходного канала. При этом исключается появление обратной тяги и дверцу камеры газификации можно без последствий открывать даже в процессе горения.

Особое внимание нужно уделить температуре теплоносителя внутри рубашки. После выхода котла на режим она не должна быть меньше 60 °С для исключения образования конденсата. Эта задача решается путём установки узла автоматической рециркуляции, подмешивающей воду из подачи в обратку. Также требуется установка группы безопасности для закрытых отопительных систем и основного циркуляционного насоса.

Кирпичные пиролизные котлы

Своими собственными руками вы сможете изготовить не только металлический самодельный пиролизный котел, но и кирпичный – это актуально для тех, у кого в распоряжении есть достаточное количество свободного места. Схему можно поискать в интернете, заказать у специалистов или попробовать скомпоновать самостоятельно, используя специальный софт. Преимущества кирпичного пиролизного котла, изготовленного своими руками:

  • Может использоваться как самостоятельный источник тепла;
  • Длительное сохранение температуры;
  • Более прочная и долговечная конструкция;
  • Стойкость к температурным перегрузкам.

Недостатком является лишь громоздкость такого агрегата.

Рекомендации по установке и эксплуатации

Собранный своими руками пиролизный котел необходимо установить на небольшом фундаменте – соберите его из кирпича или соорудите бетонную стяжку. Рекомендуемая толщина – около 10 см. Установив аппарат на подготовленном месте, удостоверьтесь, что он не качается и стоит достаточно устойчиво. Только после этого приступайте к дальнейшим операциям.

Для обеспечения пожарной безопасности постелите перед котлом (с той стороны, где располагается дверца камеры сгорания) металлический лист. Если из топки выпадут горящие угольки или дрова (случается всякое), лист не даст огню распространиться. Следует отметить, что это достаточно распространенное требование для всех твердотопливных котлов и прочих агрегатов, вроде каминов и печей-каминов.

Плазменная резка металла — самая точная и филигранная, но доступ к такому оборудованию есть не у всех. Однако, обычный сварочный аппарат справится с той же задачей ничуть не хуже.

Отдельное внимание уделяется расстоянию между пиролизным котлом, собранным своими руками, и стенками – оно должно составлять не менее двух метров. Также следует обеспечить хорошую вентиляцию помещения, так как отопительное оборудование довольно интенсивно сжигает кислород – нужно обеспечить его приток. Для этого достаточно сделать вентиляционную отдушину.

Изготавливая пиролизный котел своими руками, не экономьте на металле. Помните, что металл толщиной 4-5 мм прослужит значительно дольше, чем металл толщиной всего 3 мм. Если камеры дожигания или сгорания прогорят, вам придется провести довольно сложный комплекс ремонтных работ – пиролизный котел нужно будет разрезать, заменить прогоревшие детали, после чего сварить его обратно и испытать.

Рекомендации по эксплуатации:

  • Не используйте в изготовленном своими руками пиролизном котле сырые дрова – они плохо воспламеняются, с трудом прогорают и неохотно отдают продукты пиролиза. Оптимальное содержание влаги в древесине – не более 15-20%. Приобретая сухие дрова, выделите место под их хранение – сюда не должны попадать атмосферные осадки;
  • Обязательно используйте автоматику и группу безопасности – это поможет предотвратить выход пиролизного котла из строя. Помните, что собранные своими руками отопительные агрегаты нуждаются в особенном контроле;
  • Перед началом каждого отопительного сезона проверяйте котел и отопительную систему на герметичность. Также нужно проверять проходимость дымохода – его чистка осуществляется раз в 4-5 лет;
  • Не делайте слишком большой запас по мощности – собранный своими руками пиролизный котел повышенной мощности не сможет обеспечить нужный КПД и будет сжигать топливо зря. Если нужен очень мощный агрегат, присмотритесь в сторону заводских моделей.

Следуя этим рекомендациям, вы сможете обеспечить свой дом теплом, не затрачивая много денег на электроэнергию и обходясь без газа. Среднее потребление электроэнергии пиролизным котлом, собранным своими руками, составляет 80-120 Вт/час (при работающем вентиляторе).

Все схемы и подробные чертежи, упомянутые в статье, Вы можете скачать по этой .

Материал изготовления

Пиролизные котлы характеризуются повышенной температурой рабочей зоны. В камере газификации горения не происходит, однако обратный поток тепла способен разогревать стенки до 500–600 °С. Наибольшему температурному воздействию подвергается низ газогенераторного отсека — именно эта часть контактирует с воспламеняющимися газами и испытывает серьёзную термическую нагрузку. Рекомендуется низ камеры закладки выполнять в виде чугунного колосника или специального огнеупорного изделия с тонкой прорезью либо рядом небольших отверстий.

Основная трудность в самостоятельном изготовлении котловой техники заключается в выборе подходящей марки стали, которая поддаётся обработке в домашних условиях без специального оборудования. Наиболее пригодными в этом плане считаются стали аустенитного и аустенито-ферритного класса с умеренным содержанием хрома и никеля. Примерами марок таких сталей можно назвать 12Х18Н9Т, 08Х22Н6Т или AISI 304.

Технология сварки таких металлов признаётся умеренно сложной, но воспроизводимой в кустарных условиях с применением дуговой сварки покрытыми электродами без защитной среды. Основным фактором, ухудшающим качество сварной конструкции, считается образование горячих и холодных трещин, обусловленное высокой разницей температур на относительно малом линейном участке металлического изделия.

Для устранения негативных факторов термического воздействия используют следующие технологические приёмы:

  1. Нарезка деталей с плавной подачей режущего инструмента, чем исключается перегрев кромок.
  2. Ограничение плотности сварочного тока на 20–25% по сравнению с конструкционной сталью, сварка в мягких режимах.
  3. Ограничение температуры сварочной ванны, выполнение многопроходного шва с высокой скоростью без боковых колебаний.
  4. Правильная разделка соединяемых кромок согласно ГОСТ 5264 и их зачистка металлической щёткой.
  5. Подкладка под изнанку шва металлического теплоотвода, поковка шва в процессе остывания.

И, конечно же, следует сделать правильный выбор содержания легирующих добавок в стержне электрода, чтобы обеспечить содержание феррита в структуре шва порядка 5–8%. К использованию рекомендованы электроды марок ЦТ-15 и ЦТ-16, а также специальные электроды 6816 MoLC или ROST 1913.

После сваривания конструкций рекомендуется их первичный отжиг при температуре не менее 700 °С в течение 2,5–3 часов. Достаточно загрузить внутренность сваренного корпуса каменным углём и разжечь горючее, обеспечив слабый принудительный поддув. Перед проведением отжига желательно протравить сварочные швы специальной пастой, соответствующей используемой марке стали.

Рубрики: Статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *