В регионах, где единственным доступным источником тепла являются уголь и дрова, долгое время самым распространённым видом отопительного оборудования были твердотопливные котлы. Тот, кто когда-либо жил в доме с таким отоплением, знает насколько это неудобно. Конечно, всегда можно установить электрический нагревательный прибор, но отапливать здание при помощи электроэнергии достаточно дорого. К счастью, в последние годы появились пиролизные котлы, которые работают на дровах или прессованных топливных брикетах. В качестве «пищи» для такого агрегата подойдут и всевозможные отходы кусковой древесины. Стоимость этого оборудования достаточно высока, но ведь можно изготовить пиролизный котел своими руками. Таким образом, вы не только существенно сэкономите, но и получите устройство с необходимыми вам характеристиками.
Содержание
- Принцип работы — что такое пиролиз?
- Преимущества и недостатки этого оборудования
- Классическое устройство пиролизного котла
- Сколько необходимо денег для сборки?
- Инструменты, которые понадобятся
- Необходимые расходные материалы
- Полная рабочая схема для сборки
- Установка и требования противопожарной безопасности
- Пиролизная печь как альтернатива котлу
- Видео создания самодельного котла на ВИДЕО
Принцип работы — что такое пиролиз?
Принцип работы такого котла основан на пиролизном сжигании топлива. Этот процесс нередко называют сухой перегонкой. Дело в том, что при температуре 200–800°С в условиях некоторого недостатка кислорода сухое дерево разлагается на твердый остаток или древесный кокс и пиролизный газ. Затем полученный газ смешивается с кислородом, что при достаточно высокой температуре активизирует процесс горения.
При этом пиролизный газ взаимодействует с углеродом, в результате чего дым, выходящий из котла, практически не содержит вредных химических соединений. Твердая часть древесины тоже сгорает, выделяя определенное количество тепловой энергии. Необходимо отметить, что процесс пиролиза является экзотермическим, то есть сопровождается выделением тепла, которое расходуется на подогрев и дополнительную просушку подаваемого топлива и воздуха.
Преимущества и недостатки этого оборудования
Итак, достоинства:
- Способность длительное время поддерживать необходимую температуру теплоносителя в автономном режиме. Это возможно благодаря увеличенному объему загрузочной камеры и более высокому КПД.
- Низкое содержание канцерогенных веществ в продуктах горения.
- Возможность утилизировать некоторые отходы, такие как резина, ДСП, ДВП или полимеры.
Важно! Содержание дополнительных компонентов в топливе не должно превышать 30%.
Но все бы ничего, если бы не было и недостатков:
- Высокая стоимость котла, значительно снизить которую можно взявшись за его изготовление самостоятельно.
- Большие габариты.
- Требовательность к топливу. Очень важно использовать сухую древесину. При закладке в котел топлива повышенной влажности процесс пиролиза становится невозможным, КПД резко падает, а значительная часть тепловой энергии выходит с паром и продуктами горения.
- Энергозависимость. Для нормальной работы такого оборудования важно подключение к электросети. Это обусловлено тем, что в котел должен быть вмонтирован небольшой вентилятор, который поддерживает принудительную тягу.
Классическое устройство пиролизного котла
Основной конструктивной особенностью этого вида отопительного оборудования является наличие двух камер сгорания. Это необходимо для качественного использования процесса пиролиза.
Первая камера или камера загрузки предназначена именно для пиролиза топлива. Процесс возможен только при низком содержании кислорода. Именно здесь дрова разделяются на сухой остаток и газы. Далее газы попадают во вторую камеру, куда принудительно подается вторичный воздух, что способствует улучшению процесса горения.
Камеры разделены колосником, на который уложены брикеты. Еще одной технологической особенностью такого котла является верхнее дутьё. Из-за повышенного аэродинамического сопротивления в топке в приборах обычно применяется принудительная тяга. Она может быть реализована за счет дымососа или дутьевого вентилятора.
Сколько необходимо денег для сборки?
Процесс самостоятельного изготовления пиролизного котла нельзя назвать ни простым, ни очень дешевым. Так что прежде чем приниматься за работу стоит внимательно изучить всю доступную информацию и честно оценить собственные навыки и силы. Но если вы все же решитесь на это непростое дело, сэкономить можно до 2000 у. е.
В последние годы многие умельцы собирают пиролизные котлы своими руками. Некоторые из них готовы бесплатно поделиться опытом на многочисленных форумах, а некоторые предлагают продать принципиальную схему и оказать платную информационную помощь в процессе изготовления котла. Существуют так же фирмы, которые профессионально занимаются расчетом такого оборудования. Какой вариант создания проекта выбрать, решать вам. Но, думается, для начала необходимо изучить все открытые источники информации, а уж потом, если не будет полной уверенности в своих силах, прибегнуть к помощи платных консультантов. Следует заметить, что, даже оплатив проект, вы потратите значительно меньше, чем при покупке котла промышленного производства.
Инструменты, которые понадобятся
- Сварочный аппарат (электрический). Желательно что бы он был постоянного тока.
- Электродрель.
- Большая углошлифовальная машинка (под круг Ø230). Желательна так же машинка под круг Ø125, но без нее вполне можно обойтись.
Необходимые расходные материалы
- Листовой металл толщиной 4 мм – 7,5 м2. В целях экономии можно сделать внутренние детали котла из четырехмиллиметрового листа, а корпус из 3 мм.
- Труба диаметром 57 мм с толщиной стенки 3,5 мм – 7-8 м.
- Труба диаметром 159 мм с толщиной стенки — 4,5 мм – 0, 5 м
- Огнеупорный кирпич – 12-15 шт
- Труба диаметром 32 мм с толщиной стенки 3.2 мм — 1 м.п.
- Профтруба 60×30 с толщиной стенки 2 мм – 1,5 м.п.
- Полоса стальная, шириной 20 мм и толщиной 4мм — 7,5 м.п.
- Профтруба 80×40 с толщиной стенки 2 мм — 1 м.п.
- Полоса стальная, шириной 30мм и толщиной 4 мм — 1,5 м.п.
- 5 пачек электродов
- Полоса стальная, шириной 80 мм и толщиной 5 — 1 м.п.
- 10 отрезных кругов диаметром 230 мм
- 5 шлифовальных кругов диаметром 125 мм
- Дутьевой вентилятор
- Датчик температуры
Вот собственно и все. Конечно, в процессе работы может выясниться, что не хватает каких-то мелочей, но это существенно не повлияет ни на цену котла, ни на скорость его изготовления.
Полная рабочая схема для сборки
Безусловно, прежде чем приступить к самостоятельной сборке такого серьезного оборудования как отопительный котел, любому мастеру необходимо составить детальную схему будущего агрегата. Не стоит делать этого «с нуля» (если вы не инженер-теплотехник с большим опытом работы), лучше взять готовую схему и немного изменить ее в зависимости от ваших требований. Принципиальную схему достаточно легко отыскать в сети. Вот одна из них.
A – контроллер контура котла; B – дверца загрузки; C– крышка зольника; D — дымосос; E– муфта для датчика температурного предохранителя радиусом ½ дюйма; F– патрубок для аварийной линии (при помощи тройника в подающей магистрали необходимо установить предохранительный клапан, который входит в комплект группы безопасности); G– подающая магистраль контура котла KV; H– подвод холодной воды в защитный теплообменник R 3/4; K– подвод горячей воды в защитный теплообменник R3/4; L– обратная магистраль контура котла KR; M– расширительный бак и патрубок опорожнения.
Это схема пиролизного котла Беляева, мощностью 40 кВт. Безусловно, при наличии некоторых инженерных навыков вы можете несколько изменить его конструкцию, но делать это необходимо так, чтобы размер внутренней камеры остался прежним или изменился незначительно.
Важно! Во время пробного запуска самодельного пиролизного котла важно определить его КПД. Проще всего сделать это по состоянию дыма, идущего из трубы. Если дым не имеет запаха угарного газа – КПД вашего котла достаточно высок. Производить проверку необходимо на всем диапазоне рабочих мощностей.
Многие пиролизные котлы предусматривают использование в качестве теплоносителя не воды, а воздуха. В этом случае подача горячего воздуха ведется по трубам, а обратный приток – самотеком по полу. Такой выбор имеет ряд преимуществ. Особенно удобна подобная система отопления в загородных домах, где хозяева бываю только «наездами». Это обусловлено отсутствием риска «размораживания» системы. Да и обеспечивать герметичность труб не нужно.
Установка и требования противопожарной безопасности
Когда котел готов, важно правильно установить его. И речь здесь пойдет не столько о технической стороне вопроса, сколько о правилах противопожарной безопасности. Несоблюдение этих правил повлечет за собой не только значительные штрафы, но и поставит под угрозу здоровье или даже жизнь вашей семьи.
- Отопительное оборудование такого типа необходимо устанавливать в нежилом помещении – котельной.
- Основание под котлом должно быть изготовлено из кирпича или бетона.
- Перед камерами топок должен быть уложен лист металла толщиной 1,5-2 мм.
- Расстояние от стен или предметов мебели до корпуса котла должно составлять не менее 20см.
- В помещении должно быть вентиляционное отверстие площадью не менее 100 см2. Это обусловлено тем, что процесс горения требует постоянного притока свежего воздуха.
Важно! Утеплите дымоход фольгированной минеральной ватой. Дело в том, что охлаждение газов в стволе дымохода приведет к образованию на его стенках конденсата и дегтя, что отрицательно повлияет на его сохранность.
Пиролизная печь как альтернатива котлу
Многие умельцы утверждают, что изготовление такого котла мощностью менее 15 кВт не имеет смысла. А как же быть владельцам маленьких дачных домиков, площадь которых не предусматривает более мощного отопительного оборудования? Возможно, стоит обратить внимание на пиролизную печь. Она во многом напоминает пиролизный котел — принцип работы такой печи основан на тех же свойствах горения древесины.
Для изготовления такой печи вам понадобится:
- Керамический кирпич – 400 шт.
- Шамотный кирпич – 100 шт.
- Стальной лист толщиной 4 мм и размером 6х1,5 метра.
- Вентилятор наддува.
- Чугунные колосники – 3 шт.
- Рычажный терморегулятор.
- Дверцы для топочной камеры и поддувала.
Из этих материалов у вас получится печь, мощностью до 25 кВт. Ее будет вполне достаточно для отопления дачного домика, площадью около 60 м2. Если даже этой мощности для вас много, достаточно уменьшить габариты печи.
Видео создания самодельного котла на ВИДЕО
Основной причиной отказа большинства жителей городов и сел от дровяных котлов в пользу газового отопления является длительный период автономной работы последнего. В погоне за удобством мы порой теряем нечто важное, на что долго не обращаем внимания. Тот, кто жил в доме с дровяным отоплением никогда не забудет особого тепла, исходящего от печки, и потрескивания поленьев. Такие мелочи особенно актуальны на даче, куда большинство из нас приезжает в поисках покоя, уединения и общения с природой.