Изготовление пиролизных котлов своими руками

Как правильно установить котел?

Устройство пиролизного котла.

Стоит помнить, что котел является достаточно габаритным оборудованием, которое весит много. Поэтому обязательно понадобится изготовить основание для конструкции.

Если в частном доме имеется простое напольное основание без усиления, то есть под ногами нет плиты из бетона, то надо вырыть яму глубиной в 20-30 см, после чего залить в нее бетонный раствор. В некоторых случаях основание выкладывается кирпичами, однако здесь все зависит от личных предпочтений хозяина частного дома.

Основание из бетона является прочной конструкцией, которая способна с легкостью выдержать вес печи, при этом фундамент не будет деформироваться на протяжении длительного периода.

Первым делом нужно определиться с тем, где лучше всего расположить печку. Выбирать нужно исключительно из нежилых помещений. Несмотря на новейшие технологии, пиролизная печка будет вырабатывать при сгорании ядовитые вещества. Если произойдет разгерметизация конструкции, то могут возникнуть большие проблемы.

В процессе кладки нужно использовать специальный раствор из песка и глины. Стандартную цементную смесь использовать не допускается, так как при больших температурах она может образовывать трещины и пропускать газы и продукты горения.

Обыкновенный строительный кирпич будет использоваться, для того чтобы вывести в ноль основание. После этого допускается использовать исключительно огнеупорный керамический материал.

Сбор системы

Сборка печи пиролизного сжигания делается прямо на месте монтажа, чтобы не утруждаться в перемещении габаритного прибора.

— Укладка фундамента должна быть непременно из термостойкого кирпича.

— Потом по периметру устанавливают внутренние стенки котла, а на дне размещают отсек для золы. Внутренние стенки соединяются сваркой.

— Когда корпус готов, приступайте к внутреннему монтажу. Камеры нужно приварить, а также теплообменник и колосники по ранее прикрепленным направляющим.

— Ребра жесткости, прорезанные из профиля, крепятся снаружи сваркой в вертикальном положении.

— В завершение устанавливают внешние стенки и верхнюю плиту. На плоскости устанавливают баки для воды.

— В прибор, между стенками засыпают чистый песок, который будет выполнять универсальную функцию: защитит камеру от прогорания или перегрева и дополнительно аккумулирует тепло.

На этой стадии происходит герметическая установка дверок камер. Емкость с водой подключают к контурам. Все — металлическая самодельная пиролизная печь готова.

Котел разжигают твердым топливом, затем огонь фиксируется дверкой. Ровное горение может быть лишь при регулированной подаче воздуха камерам. Для этого необходимо прикрепить специальную систему, состоящую из клапанов и рычагов.

Преимущества

Выделим основные достоинства, которыми обладает пиролизная печь:

1. Высокий КПД – до 85%. Если сравнивать с обычными печами, это очень хороший показатель.
2. Быстрый нагрев топлива. Достижение комфортной температуры в помещении за короткий промежуток времени.
3. Экологичность. Продукты сгорания содержат вредные вещества в крайне малой дозировке. Поэтому такие печи называют бездымными: отсутствует сажа, чистый дымоход.
4. Экономичность работы. Обеспечивается за счет продолжительного и полного сгорания топлива.
5. Широкий диапазон тепловой мощности. Печь способна функционировать в диапазоне от 5 до 100%.
6. Может применяться разное топливо, кроме рекомендованных видов: автомобильные покрышки, мусор, сырые дрова и прочие.
7. Не нужен постоянный контроль. Топливо загружается раз в сутки, а золу можно выгружать гораздо реже.
8. Можно сделать своими руками. Достаточно составить правильную схему, сделать чертеж, по которому можно реализовать задачу.

Мощный пиролизный котел

Котлы с верхним расположением камеры

1. Исключено потребление электроэнергии.
2. Система работает на естественной тяге благодаря новому решению в устройстве воздушных каналов.
3. «Перевернутый» дизайн.

Принцип основан на устремлении пиролизного газа в верхнюю камеру, и смешивании его с вторичным воздухом.

Разряженный воздух просачивается в котел через отверстие внизу, соединяется с кислородом, и создает условие для реакции окисления. Горючий газ сгорает в нижней камере, и отдает тепло воде.

Специальная закаленная сталь котла способствует тому, чтобы из дымохода выходил прозрачный дым. Грамотно смонтированная система может работать на одной порции заправки топлива до 14 часов.

Особенности изготовления пиролизного котла

Материалы

Корпус пиролизного котла лучше делать из листовой стали (от 2 мм, в зависимости от расчетной мощности). Модели котлов, которые собираются из толстостенной трубы, вряд ли подходят для организации отопления частного дома. В основном такими установками обогреваются различные подсобки, гаражи или времянки.

Более габаритные пиролизные котлы монтируются по образцу большинства теплогенераторов – прямоугольной формы. В некоторых случаях, если модель мощная, ее стенки (изнутри) целесообразно выложить шамотным кирпичом.

Размеры пиролизных котлов

Один из самых интересных и «таинственных» вопросов по данной теме. Все расчеты делаются применительно к конкретному дому, его отопительной системе, со всеми ее нюансами, схемами и так далее. Автор не будет приводить математических выкладок и просит поверить на слово. Проектирование пиролизного котла лучше поручить специалисту. Разработка документации стоит денег, но в любом случае это обойдется дешевле приобретения установки промышленного изготовления.

А если учесть, что ошибки в расчетах повлекут дополнительные расходы (и весьма ощутимые), связанные с разного рода переделками и модернизациями, то целесообразность именно такого решения более чем очевидна.

Специфика эксплуатации пиролизных котлов

Без знания некоторых нюансов использования такого оборудования приниматься за изготовление подобной модели теплогенератора не имеет смысла.

Довольно «жесткие» критерии влажности сжигаемого топлива. Например, для дров максимальное значение – 33±2%. С чем это связано? Повышение температуры инициирует испарение влаги, содержащейся в продукте. Естественно, пар начнет смешиваться с пиролизными газами и негативно влиять на интенсивность процесса горения. Применение влажного топлива резко снижает КПД установки.

Не все разновидности твердого топлива подходят для сжигания в пиролизных котлах. С учетом специфики их работы, можно использовать лишь материалы, характеризующиеся высоким газообразованием при сгорании. Недостаток летучих веществ сказывается на эффективности эксплуатации пиролизных моделей. Проще говоря, дров расходуется много, а толк минимальный.

В заключение можно указать, что самая дешевая модель (причем небольшой мощности) стоит в пределах 48 000 рублей. В заключение можно указать, что самая дешевая модель (причем небольшой мощности) стоит в пределах 48 000 рублей. И еще не факт, что такой пиролизная установка полностью устроит хозяина. Например, габаритами в соответствие с выбранным местом для монтажа. Если подумать, то изготовление пиролизного котла своими руками,  по индивидуальным чертежам – неплохое решение проблемы отопления частного дома, особенно если невозможно его подключение к магистрали газоснабжения.

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

Чертежи, размеры и расчёт

Сделать своими руками небольшую печь для обогрева гаража или другого пространства можно с помощью подручных материалов.

Эскизный план и чертёж небольшой металлической печи-буржуйки легко создать самостоятельно

Обязательным этапом является создание чертежа или схемы будущей конструкции. Для этого нужно определить форму и размеры корпуса, вариант расположения камер. После этого проводится расчёт мощности, достаточной для обогрева помещения. Параметры определяют следующим образом:

• предположим, что для отопления помещения при самой низкой наружной температуре требуется 10 кВт тепла. Определяем необходимую мощность печи в режиме обычного горения. Известно, что в режиме газогенерации мощность печи составляет 10—30% от той, которая развивается в режиме пламенного горения. Следовательно, для получения 10 кВт с газогенерацией агрегат при горении с пламенем должен развивать мощность W = 10 / 0.3 = 33.3 кВт (принимаем 30-процентное соотношение мощности);
• выбираем наименее энергоёмкое топливо. Например, оптимален сухой бук;
• рассчитываем объём топливной закладки, которая сможет обеспечить требуемую мощность. Порция дров сгорает в режиме пламени примерно за 4500 с. Следовательно, за это время она должна дать следующее количество тепла: Q = 33,3*1000*4500 = 149,85 МДж. Рассчитаем необходимую массу топлива, учитывая, что полностью оно сгорает только на 80%, а КПД самодельной печи равен примерно 50%: М = 149,85 / (15,5*0,8*0,5) = 24,17 кг. Зная, что плотность сухого бука составляет 620 кг/м3, переведём полученное значение массы в объём: V = 24,17 / 620 = 0,039 м3 = 39 л;
• рассчитываем объём топки. Коэффициент загрузки топки в среднем составляет 0,63. Она должна иметь объем: Vт = 39/0,63 = 61,9 л.

Сделать чертёж или технический рисунок изделия можно самостоятельно, учитывая форму и особенности печи. За основу берётся готовое изображение подходящего агрегата.

Инструменты и материалы

Список необходимых расходных материалов и рабочих инструментов:

• листовая сталь марки Ст20 толщиной 3–4 мм;
• стальной равнополочный уголок 4х50 мм;
• труба диаметром 50–60 мм;
• стальная арматура с сечением 8 мм;
• стальные трубы диаметром 110 или 120 мм для дымохода;
• кирпичи в количестве 15 штук;
• электросварочный аппарат и несколько упаковок электродов;
• дрель и свёрла по металлу, болгарка с кругами на 230 мм;
• строительный уровень, рулетка, карандаш, молоток.

Расходные материалы выбирайте качественные и надёжные. От этого зависит не только работа пиролизной печи, но и безопасность окружающего пространства в процессе отопления.

Подготовка и выбор места установки

Сборка конструкции осуществляется непосредственно в помещении, где будет установлена печь. Раскрой листа на заготовки лучше всего заказать у специалистов в магазине. Это обеспечит хорошее качество основы для изделия.

Пространство вокруг любой печи должно быть безопасным и жароустойчивым, а полы — ровными

Место для установки агрегата нужно подготовить.

• на полу выкладывают основание из кирпичей или иного негорючего материала;
• площадь основы должна быть больше, чем габариты печи;
• устанавливают агрегат на расстоянии не менее 80 см от ближайших стен;
• пол в радиусе 1,2 м перед обогревательным устройством должен иметь несгораемое покрытие (лист железа 1,5 мм толщиной).

Изготовление пиролизных печей

Решая, как смастерить пиролизную печь своими руками, необходимо учитывать площадь и тип обслуживаемого пространства. Работы выполняются на основе чертежей, для создания которых необходимо определить размеры и форму корпуса, уточнить тип расположения отсека для закладки твердого топлива и камеры дожигания газов.

Материалы и инструменты

Для изготовления металлической установки пиролизного горения следует собрать следующий набор подсобных материалов и инструментов:

• стальные листы толщиной в 3-4 мм марки Ст20;
• уголки стальные 50 мм – 4 шт;
• труба d50;
• арматурные элементы;
• трубы для дымохода d120;
• кирпичи – 15 шт;
• электросварочный аппарат плюс электроды;
• электродрель, болгарка;
• молоток, строительный уровень, рулетка, маркер.

Для изготовления металлической установки пиролизного горения следует не забыть про болгарку При выборе материалов для самостоятельного изготовления газогенератора стоить отдать предпочтение качественным и надежным ресурсам, от этого зависит эффективность устройства и безопасность эксплуатации.

Чертежи и расчеты

Чертеж изделия можно сделать самостоятельно, взяв за основу изображение выбранного агрегата. Далее, учитывая особенности устройства, проводят расчет необходимой мощности. Для этого сначала определяют требуемую мощность установки в режиме пламенного горения, далее вычисляют параметры при режиме газогенерации.

Далее рассчитывают объем топливной закладки, который необходим для обеспечения необходимой мощности. Для этого вычисляют массу топлива, учитывая, что ресурс сгорает только на 80%. При этом стоит помнить, что КПД самодельного очага пиролизного действия в среднем равен 50%.

В конце рассчитывают объем топки с учетом того, что коэффициент загрузки не должен превышать стандартное для этой отрасли значение 0,63.

Выбор и подготовка места

Выбирая место установки печной конструкции, следует учитывать, что пространство вокруг любого очага должно соответствовать требованиям пожарной безопасности:

• оформляется площадка-основа в виде платформы с ровной поверхностью из негорючих материалов;
• габариты основания должны быть больше, чем параметры возводимой конструкции;
• между агрегатом и стенами помещения выдерживается расстояние не менее 80 см;
• поверхности стен покрывают жаропрочными облицовочными материалами.

Для обеспечения безопасной эксплуатации поверхность пола не менее 1,2 м перед отопительным агрегатом укрепляется негорючим покрытием.

Изготовление и установка

Работы выполняются в следующем порядке:

1. В начальном этапе делают необходимые заготовки в виде элементов для вертикальных стоек. Далее по ширине установки отмеряют горизонтальные компоненты, после чего детали каркаса сваривают. При изготовлении стенок в передней панели проделывают отверстия для топки и зольника, оснащают их крепежными элементами для установки навесных дверок. Для монтажа колосниковой решетки и поддона с перфорацией, разделяющей топочный отсек от камеры дожига, к внутренней поверхности крепят уголки.
2. В боковую стенку необходимо врезать поддувало с заслонкой. Для этого из короткого отрезка трубы заготавливают поддувало, просверлив отверстие для оси заслонки. Из арматуры делают ось заслонки, к которой приваривают стальной диск, параметры которого соответствуют внутреннему диаметру поддувала.
3. Начиная с днища, сваривают детали корпуса, далее укладывают колосниковую решетку с элементом перегородки. После чего приваривают крышку.
4. В отверстие крышки вваривают отвод с углом поворота 90° для подключения корпуса к дымоходу. К отводу присоединяют боров – горизонтальный участок длиной 1 м. Он нужен для того, чтобы задерживать выход газов из камеры дожигания.

Пример изготовления пиролизной печи своими руками Шиберную заслонку, которая устанавливается в конце горизонтального участка, выполняют по тому же принципу, что и заслонку поддувала. Но в этом случае диаметр шибера должен быть меньше внутреннего диаметра трубы, также на диске вырезается сектор в ¼ основы.

Сборка

Собирать конструкцию своими руками необходимо по чертежам и на месте эксплуатации. После укладки фундамента устанавливаются внутренние стенки, зольный отсек. С помощью сварки собираются элементы конструкции.

Пиролизная печь на природе

Осуществляется сборка теплообменника, камер, колосников. Устанавливаются наружные ребра жесткости и стенки, верхняя плита. Осуществляется монтаж емкостей для воды. Между стенками засыпается песок (его предварительно прокаливают, чтобы избавиться от органических составляющих), который будет аккумулировать тепло и предотвращать перегрев конструкции.

Примитивная конструкция пиролизной печи

Устанавливаются дверцы камер. Осуществляется подключение к контурам емкости с водой. Конструкция из металла, выполненная своими руками, готова к эксплуатации.

Схема пиролизной печи

Виды печей длительного горения

Варианты печей такого типа классифицируются в зависимости от материала, способа эксплуатации и метода передачи тепла. Конструкции отличаются по типу тяги и взаимному расположению внутренних камер. Таким образом, печи изготавливаются металлическими или кирпичными.

Таблица: классификация пиролизных печей

Фотогалерея: разнообразие агрегатов отопления

По способу передачи тепла агрегаты разделяются на модели:

• с водяным контуром отопления;
• вариативностью размещения теплообменников (камеры сгорания и тления располагаются в разном порядке). Если топка находится сверху, а камера дожига газов — снизу, тогда необходима принудительная тяга с помощью дымососов и вентиляторов. Если же, наоборот, топка расположена снизу, то срабатывает естественная тяга.

Как выбрать вариант печки

Сначала определитесь:

• для каких целей нужна печь;
• где она будет стоять;
• на каком топливе работать.

При выборе типа конструкции для создания своими руками учитывайте площадь и тип пространства. В зависимости от параметров обогреваемого помещения подбирают размеры и мощность печи. При этом стоит учесть, что кирпичные модели ставят на постоянное место будущего использования, а металлические — почти все мобильны.

Самодельная печь должна соответствовать необходимым характеристикам и быть безопасной в использовании

При изготовлении любой модели печи собственноручно стоит рассчитать баланс между соотношением кислорода и газа. Поэтому выбор и сборка любого варианта печи требуют тщательного расчёта параметров, мощности и габаритов изделия.

Конструктивные элементы

Высококачественные стальные листы используют для создания металлических конструкций прямоугольной формы. При этом печь изготавливают с двойными стенами. Пространство между ними заполняются песком или водой (водяной контур). Металлические бочки с толстыми стенками могут служить основой для изготовления небольшой печи.

Металлическую конструкцию можно обложить кирпичом снаружи (обкладка) или изнутри печи (футеровка)

В пиролизной печи две камеры сгорания. В одном отделении происходит переработка твёрдого топлива, а в другой продукты пиролиза смешиваются с воздухом. При верхнем расположении топки для твёрдого топлива, между отсеками ставят колосниковую решётку. В печах из металла перегородками служат полые внутри пластины.

Наглядное изображение потоков воздуха во время работы пиролизной печи-буржуйки с топкой в нижнем отсеке

Вентиляторы наддува являются необходимыми элементами в конструкциях, где камера для газов расположена снизу. С помощью принудительной тяги газообразные вещества перемещаются вниз, где начинается процесс дожига. В таких изделиях присутствуют и дымососы на отводящих каналах.

Принудительная тяга направляет газы во вторую часть печи, где происходит их дожиг (с выделением большого количества тепла)

Все элементы конструкции взаимосвязаны, обеспечивая эффективную работу пиролизной печи.

История технологии

Нагревание органических материалов при отсутствии кислорода приводит к химическим и физическим изменениям в них. В прошлом эти явления использовались для производства древесного угля. Самый примитивный способ выглядел так: древесину покрывали глиняной насыпью и нагревали при относительном отсутствии воздуха. С помощью такой технологии производство угля достигло пика в XI-XII вв.

Серьёзные последствия подобной переработки лесов ощущаются сейчас в некоторых районах Африки и Азии. При кажущейся простоте этот способ не является экологичным. В результате пиролиза древесины выделяются смолы, представляющие собой летучие продукты с большой молекулярной массой. Они легко конденсируются при нормальной температуре окружающей среды. Но несмотря на это, твёрдый остаток (уголь) традиционно является ценным топливом для примитивных аграрных общин, благодаря таким качествам:

• высокое содержание углерода в сравнении с исходной древесиной;
• незначительное содержание серы.

Ранее производство стали, в том числе успешные попытки отливки из неё пушек, было основано на восстановлении оксида железа углеродом в угле. Подобная технология с использованием древесного угля, основанная на переработке эвкалипта, практикуется и в современной Бразилии как экономически оправданное.

Пиролизная печь очень экономична в использовании

Широкое промышленное применение пиролиз нашёл в операциях коксования. Конструкции печей и условия реакций в них менялись в зависимости от спроса и цен на конечные продукты. В Европе середины XIX века карбонизация угля использовалась для получения газа, которым отапливали и освещали дома. В тот период только королевские дворцы могли пользоваться подобными новшествами. Бытовое употребление пиролизных газов прекратилось с развитием транспортировки природных углеводородов.

Читать так же: инструкция изготовления пиролизного котла самостоятельно.

Как сделать пиролизную печь своими руками:

Во время Второй мировой войны многие автомобили и грузовики перевели на древесный газ, сгенерированный в размещённых на транспортных средствах мобильных установках. Их производительность была мала из-за низкой энергетической плотности газа, который, как правило, содержал большое количество азота и других негорючих соединений.

Долговечность двигателей на таком топливе была невелика и снижалась прежде всего из-за летучей золы, попадающей в цилиндры вместе с древесным газом. Но несмотря на эти недостатки, применение подобных машин было оправдано дефицитом топлива. После окончания войны об этих установках забыли вплоть до настоящего времени.

Сейчас проблема получения топлива из биомассы взамен ископаемому снова актуальна.

Виды топлива

Осиновые евродрова

Одним из наиболее положительных свойств пиролизных котлов является то, что они способны качественно эксплуатироваться на любом твердом топливе.

Это может быть черный и бурый уголь, а также древесина и торф и т.д.

Разумеется, на каждом из этих видов топлива, пиролизный котел способен работать в течение определенного времени до момента, когда оно полностью сгорит.

Время сгорания разного топлива следующее:

• бурый уголь – 8 часов;
• твердая древесина – 6 часов;
• мягкая древесина – 5 часов;
• черный уголь – 10 часов.

Как показывают наблюдения, наиболее эффективным топливом для пиролизного котла является сухая древесина. Она, при длине 45-65 сантиметров дает возможность котлу функционировать наиболее эффективно и увеличивают время его эксплуатации.

Но если эти виды топлива отсутствуют, можно использовать любой вид органического топлива.

Топливные брикеты

Разумеется, если оно разрешено для применения в таком котле.

К разрешенным видам топлива относятся:

• брикеты и пеллеты для отопления;
• древесные отходы;
• промышленные отходы, содержащие целлюлозу;
• некоторые разновидности торфа.

При отоплении необходимо учитывать, что если расход первичного и вторичного воздуха подобраны правильно, а влажность воздуха не выше допустимой, то не будет выделяться побочных продуктов при горении.

Будьте внимательны: если влажность высокая, то неизбежно выделение сильного водяного пара, а значит, неизбежно, будет появляться деготь, копоть, ухудшится теплотворные характеристики газа и может произойти затухание котла.

Схема, особенности работы

Вторично в 2000-х годах, когда у среднего производителя появились достаточные производственные возможности и материалы, началось производство на бытовом уровне. У потребителя лживая вызывала интерес, — появились продажи и прибыль.

Схема пиролизного котла обычная – в большой камере закладка дров сначала разгорается, затем автоматика перекрывает воздух и при его недостаче дрова тлеют длительное время. Выделяющийся угарный газ и большое количество зольных частиц – чистого углерода С смешивается с подогретым воздухом во вторичной камере, где и догорают.

В этой горелке всегда красноватое пламя – прямой признак реакции с участием углерода.

Сооружение основания

Основание под печку Бубафоня закладывается таким образом:

1. Первым делом выкапывается квадратная яма. Ее примерные размеры – 150х150 см, при глубине 20-30 см.
2. 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.
3. Поверх полностью высохшей бетонной подставки укладывается огнеупорный кирпич в несколько рядов. Обычно достаточно 2-3 слоев.