Піролізний котел своїми руками: дещо про піролізі і пристрої конструкції

Вирішення проблеми опалення заміського житлового будинку або дачі може бути різним. Далеко не завжди в цьому допоможуть традиційні джерела — газ та електроенергія: їх просто може не бути поруч або стабільність постачання залишає бажати кращого. Придбання готового твердопаливного котла вимагає чималих грошей. Тому багатьох цікавить питання про те, як можна спорудити піролізний котел своїми руками. В якості палива він дозволяє використовувати дрова чи відходи деревної промисловості, а також твердопаливні палети, виготовляються з деревної кори, стружки, хвої, сіна і сільськогосподарських відходів. Але перш, ніж приступити до роботи, слід дізнатися все про піролізі.

[повернутися до змісту]

Відео-огляд роботи піролізного котла

[повернутися до змісту]

Що таке піроліз

По суті, цей процес є сухою перегонкою. Суха деревина при температурі в межах 200 — 800 °С і в умовах дефіциту кисню перетворюється у деревне кокс з виділенням піролізного газу, який в суміші з киснем служить каталізатором процесу горіння. Під час піролізу виділяється газ вступає в реакцію з вуглецем, завдяки чому газоподібні викиди в атмосферу, очищаються від шкідливих сполук. Тверді компоненти деревини вигорають, виділяючи при цьому тепло.

Піроліз — процес екзотермічний, що означає виділення тепла: його можна витрачати на обігрів приміщення і сушіння деревини.

Як правило, в якості палива в таких котлах використовується деревина — досить недороге і звичне паливо

[повернутися до змісту]

Переваги і недоліки піролізного обладнання

До переваг можна віднести наступне:

  • завдяки збільшеній завантажувальній камері піролізні котли здатні підтримувати задану температуру протягом тривалого часу;
  • продукти горіння практично не містять канцерогенних речовин;
  • за допомогою такого обладнання можна утилізувати деякі полімери, гуму, ДВП і ДСП, але їх частка в масі основного палива не повинна бути більше 30%.

Але існують і недоліки:

  • висока вартість обладнання: цю проблему вирішують, виготовляючи піролізні котли своїми руками;
  • великі розміри;
  • в якості палива можна використовувати тільки суху деревину: при наявності вологи в ній процес припиняється, а ККД котла різко знижується, втрачається велика кількість тепла, яке виходить разом з парою;
  • робота цього обладнання залежить від електроенергії, живильної вентилятор, необхідний для підтримки тяги.

Процедура піролізного горіння відрізняється формуванням незначної кількості золи і сажі, саме тому це обладнання вкрай рідко вимагає очищення

[повернутися до змісту]

Пристрій піролізного котла

У його складі дві камери згоряння, що забезпечує більш високий ККД обладнання. Перша камера, призначена для завантаження палива, є піролізної: саме в ній відбувається поділ дров на газоподібний продукт і сухий деревне вугілля. Гази подаються в наступну камеру, де, змішуючись з повітрям, посилюють процес горіння. Розділені камери колосниками, поверх яких укладаються паливні брикети.

Використовується під час піролізу верхнє дуття технологічна особливість, якою володіє піролізний котел: принцип роботи заснований на створенні примусової тяги за допомогою дуттєвого електровентилятора або димососа. Вони долають високий аеродинамічний опір в топці.

Схема нескладного пристрою піролізного котла

[повернутися до змісту]

Схема піролізного котла

Перш ніж розпочати збиральні роботи, слід підготуватися: скласти детальну схему паливного обладнання. Самостійно виконати це під силу тільки досвідченому інженерові-теплотехніку, тому, щоб спростити цю задачу, можна скористатися готовою схемою, яку можна злегка змінити.

Нижче наведена схема агрегату потужністю 40 кВт. Зміни, що вносяться в схему, не повинні позначитися на розмірі внутрішньої камери. При пробному пуску необхідно визначити ККД: це нескладно зробити, якщо звернути увагу на характер йде з труби диму. Якщо запах чадного газу відсутній — значить все в порядку. Така перевірка повинна бути виконана при різному завантаженні піролізної камери.

Приклад креслення піролізного котла

Умовні позначення:

A — контролер контуру котла; B — дверці для завантаження палива; C — кришка зольника; D — дуттьовий вентилятор; E — муфта датчика температурного запобіжника радіусом півдюйма; F — патрубок для аварійної лінії; G — подаюча магістраль контуру котла; H — підведення холодної води до захисного теплообмінника; K — підведення гарячої води до захисного теплообмінника; L — зворотна магістраль контуру котла; M — розширювальний бачок і патрубок для спорожнення.

Не завжди в якості теплоносія використовується вода: нерідко цю функцію виконує повітря. Він подається у розігрітому стані по трубах, а назад по підлозі, самопливом. Це зручно, так як при цьому відсутній ризик розморожування системи. Крім того, відпадає необхідність здійснювати контроль герметичності труб.

[повернутися до змісту]

Визначаємо витрати

Щоб отримати бажаний результат, доведеться витратити чимало сил і коштів: потрібно придбання відсутнього інструменту, так і матеріал нині не дешевий. Але важливіше оцінити економічний ефект: якщо здійснити задумане, можна зберегти близько 2000 доларів США. Саме така різниця між витратами на придбання готового котла і матеріалів, призначених для виготовлення його власноруч. Складності щодо складання схеми агрегату переборні: сьогодні існує безліч фірм, що надають такі послуги.

Піролізний котел з камерою допалювання

[повернутися до змісту]

Які необхідні інструменти і матеріали

З’єднувати деталі, виготовлені здебільшого з листового металу, потрібно лише за допомогою електричного зварювального апарату. Також знадобиться дриль з набором свердел різного діаметра і кутова шліфувальна машинка (болгарка) з диском по металу діаметром 230. В деяких місцях зручніше буде працювати болгаркою під коло діаметром 125, але це не обов’язково.

Що стосується матеріалів: перелік їх досить широкий.

  1. Листова сталь товщиною від 4,0 до 7,5 мм Допускається застосування листів товщиною 4 мм для виготовлення внутрішніх деталей і 3 мм — для корпусу.
  2. Труба з вуглецевої сталі з товщиною стінки 3,5 мм (діаметром 57) — близько 8 м.
  3. Труба зі стінкою 4,5 мм (діаметром 159) — півметра.
  4. Труба зі стінкою 3,2 мм, діаметром на 32 1 м.
  5. Вогнетривка цегла в кількості півтора десятка.
  6. Профільована труба перерізом 60×30 мм зі стінками 2,0 — 1,5 м.
  7. Профільована труба перетином 80×40 мм зі стінками 2,0 — 1 м.
  8. Сталева смуга 4 мм товщиною і шириною 20 — 7,5 м.
  9. Сталева смуга 4 мм товщиною і шириною 30 — 1,5 м.
  10. Сталева смуга 5 мм завтовшки і шириною 80 — 1 м.
  11. Електроди зварювальні — близько 5 пачок.
  12. Відрізні круги діаметром 230 для болгарки — приблизно 10 шт.
  13. Шліфувальні круги діаметром 125 — 5 шт.
  14. Дуттєвий електричний вентилятор.
  15. Температурний датчик.

Вид котла зсередини з поясненнями

В основному, тут зазначено всі. В процесі роботи ще можуть знадобитися деякі дрібниці, але це не зробить серйозного впливу на кінцеву вартість.

[повернутися до змісту]

Правила установки обладнання у відповідності з протипожежною безпекою

Після того, як котел буде зібраний, його слід встановити. При цьому важливо дотримуватися правил пожежної безпеки. В іншому випадку може виникнути загроза здоров’ю і навіть життю людей.

  1. Розміщувати таке обладнання допускається тільки в нежитлових приміщеннях.
  2. Фундамент для установки агрегату виготовляється з бетону або цегли.
  3. Перед топковими камерами слід укласти металевий лист товщиною не менше 1,5 мм
  4. Мінімально допустима відстань від корпусу до меблів чи інших предметів, здатних підтримувати горіння, має бути не менше 200 мм
  5. В приміщенні необхідно влаштувати природну вентиляцію, здатну підтримувати достатній повітрообмін: для нормального горіння необхідний свіже повітря, насичене киснем.

Монтаж піролізного котла

Важливо, щоб труба димоходу була добре утеплена, в іншому випадку на його стінках буде утворюватися конденсат і осідати смоли, що буде знижувати ККД устаткування і строк його служби.

[повернутися до змісту]

Дещо про піролізних печах

Великогабаритні і потужні агрегати необхідні лише жителям великих будинків. Для господарів дачних будиночків існує інше рішення — піролізна піч. Вона зовні дуже схожа з котлом, так і принцип її роботи нічим не відрізняється. Але габарити і потужність її значно менше — до 25 кВт.

Піролізна піч — хороша альтернатива котла

Щоб її побудувати, достатньо 400 шт. керамічної цегли, 100 шт. шамотної цегли, лист зі сталі товщиною 4 мм (1,5×6,0 м), 3 шт. чавунних колосника, вентилятор наддуву, дверцята для піддувала та топкової, важільний терморегулятор. Такої печі буде достатньо, щоб зігріти будиночок взимку.