Как сделать пиролизный котел своими руками – чертежи и схемы

Отопительная система в том или ином варианте, но присутствует в каждом доме. Если раньше ее основу составляла печь, то сегодня ее практически повсеместно заменили специальные устройства – отопительные аппараты.

Но если большинство из них имеют похожие конструкции, то схема пиролизного котла от них отличается очень сильно. Это связано с работой на различных видах топлива.

Однако способ его сжигания тоже может быть разным. Чтобы убедиться в этом рассмотрим устройство пиролизного котла, его принцип действия и схему подключения в подробностях.

Новинка в отоплении дровами

То, что работа любой домашней печи, да и многих современных отопительных аппаратов основана на сжигании топлива, при обязательном поступлении воздуха, обогащенного кислородом, известно всем. Но современные газогенераторные модели котлов в корне перечеркнули данный принцип.

Для их работы необходима высокая температура при недостатке кислорода, а значит, конструкция пиролизного котла в корне отличается от других моделей. Что же происходит с дровами в данном случае?

Под воздействием высокой температуры они распадаются на составляющие:

• Твердые остатки (уголь)
• Пиролизный газ
• Смолу
• Метиловый спирт

Все полученные вещества горючи и сжигаются при работе аппарата, при этом, чем сильнее будут нагреваться дрова, тем больше газа получится на выходе. А на его сжигании и основана работа аппарата, за что их часто называют газогенераторными.

Чтобы понять, как происходит данный процесс, рассмотрим, что представляет собой конструкция пиролизных котлов и какие функции выполняет каждый из узлов.

Функционирование котла с пиролизным горением

Принцип работы пиролизного котла основывается на термическом разложении твердого топлива на химические составляющие:

• углерод;
• пиролизный газ.

Процесс генерации горючего пиролизного газа из древесины и других видов твердого топлива возможен при высоких температурах, находящихся в диапазоне 200-8000, в условиях дефицита кислорода и последующего дожигания выделившегося газа, который смешивается с вторичным разогретым воздухом в камере дожига. При процессе пиролизного сжигания дымовые газы на выходе из котла главным образом содержат углекислый газ и водяные пары, количество вредных примесей сведено к минимуму.

Классическая схема устройства

Основные элементы пиролизного котла:

• Камеры дожигания и газификации
• Каналы подачи воздуха
• Водный теплообменник
• Колосниковая решетка
• Дымоход
• Датчики температуры и давления
• Вентилятор или дымосос

Однако для того чтобы хорошо представлять себе весь процесс работы отопительного агрегата рассмотрим устройство пиролизных котлов, и познакомимся с назначением каждого из входящих в него узлов.

Начнем с того, что любой отопительный аппарат предназначен для подогрева воды до необходимой температуры, и подачи ее в систему. Для этой цели используется водный теплообменник. Теплоноситель поступает в него через патрубок обратной линии, нагревается и возвращается обратно через подающую линию.

Топочная камера применяется для сжигания топлива и его разложения при недостатке первичного воздуха. Количество последнего регулируется при помощи независимого терморегулятора.

Отсек дожигания необходим для окисления пиролизного газа при взаимодействии с вторичным воздухом и сбора золы. Патрубок отходящих газов и дымоход – необходимы для выброса дыма в атмосферу.

Схема работы пирокотла

Схема пиролизного котла заключается в последовательности следующих процессов:

• загрузка топлива в топку котла, розжиг;
• после того как топливо разгорелось, заслонка прикрывается, процесс горения постепенно переходит в стадию тления;
• по первичному каналу в камеру загрузки подается наружный воздух, часть которого используется на поддержание процесса тления и достижения необходимой температуры газификации;
• пиролизные газы через колосниковую решетку поступают в камеру сгорания;
• для обеспечения процесса горения пиролизных газов в камеру дожигания по вторичному каналу подается воздух;
• летучие продукты сгорают, выделяя определенное количество тепла, часть которого направляется под колосниковую решетку и используется для поддержания пиролиза, вторая непосредственно идет на нагрев котла;
• отработанные продукты горения проходят через водный теплообменник и выводятся в дымовую трубу;
• поддержание оптимальной температуры сгорания поддерживается системой терморегулирования.

Дополнительную информацию о работе пиролизного котла можно почерпнуть из видео

Поэтапная работа пиролизного котла

Чтобы иметь наиболее полное представление о конструктивных особенностях аппарата и принципе его действия рассмотрим устройство пиролизного котла и схемы его подключения на фото, представленном ниже.

Камеры располагаются одна над другой и разделены между собой колосниковой решеткой. На начальном этапе дрова загружаются в верхнюю часть, которая представляет собой топливный бункер и поджигаются.

После закрытия дверки и запуска дымососа или вентилятора происходит подсушивание дров. Далее при повышении температуры до 200 и более градусов и недостатке кислорода в камере происходит разложение на твердый остаток и древесный газ – в этом и заключается процесс пиролиза.

Нижний отсек или камера сгорания используется для сжигания пиролизного газа и сбора оставшегося после сгорания пепла. В ней к выделившимся летучим веществам подмешивается вторичный воздух и происходит сгорание газа, а часть тепла возвращается к нижнему слою дров, увеличивая температуру и поддерживая процесс пиролиза.

При этом посредством наддува вторичного воздуха через каналы, используемые для его подачи, регулируется мощность котла.

На следующем этапе полученное в процессе реакции тепло используется для нагрева воды в теплообменнике, которая затем поступает в отопительную систему.

Режимы работы газогенераторного котла

Все пиролизные котлы предусматривают работу в трех режимах:

Догрузку топлива следует проводить в быстром темпе во избежание наполнения воздуха угарным газом и тепловых потерь.

Схема подключения в деталях

Мало купить отопительный аппарат, его необходимо еще и правильно установить, а также подсоединить к системе.

Подключение пиролизного котла может быть выполнено несколькими способами:

1. Простым
2. С контуром подмеса
3. С гидрострелкой
4. С аккумулирующей емкостью и контуром ГВС

В первую кроме самого аппарата входят: циркуляционный насос, расширительный бак и группа безопасности. При таком подключении возможно возникновение незначительного количества конденсата, но на его скопление реагирует блок управления. В этом случае он отключает подачу электроэнергии на насос и тем самым предотвращает появление большого количества конденсата.

Вторая схема подключения пиролизного котла, кроме ранее перечисленных узлов, включает в себя также контур подмеса и краны, необходимые для регулировки количество теплоносителя. Она несколько лучше простой и полностью исключает образование конденсата на стенках котла.

Третья чаще всего применяется для систем с несколькими отопительными контурами и содержит гидрострелку. Ее главная роль – это исключение гидравлического воздействия насосов между собой. Но также она способна осуществлять дегазацию отопительной системы.

И последняя – это схема работы пиролизного котла с Laddomat 21. В нее входят аккумулирующий бак и контур горячего водоснабжения идеальную работу которых обеспечивает дополнительный блок. Подбор объема емкости осуществляют по следующим показателям: не менее 25 литров на 1 кВт мощности.

Данная схема, благодаря наличию в ней блока Laddomat 21, способна заместить классическую схему подключения, состоящую из отдельных элементов. Она работает в следующем режиме. Нагрев воды до заданного значения осуществляется за счет регулировки ее поступления из накопительного бака при помощи вентиля терморегулятора. Он увеличивает или уменьшает сечение прохода обратной линии и тем самым влияет на достижение теплоносителем заданных показателей.

Кроме этого наличие в ней аккумулирующей емкости позволяет добиться работы котла в оптимальном режиме. А при внезапном отключении электричества, позволяет поддерживать температуру теплоносителя на заданном уровне в течение двух суток.

Эффективность работы контура ГВС достигается за счет энергии котла. Получение горячей воды для хозяйственных нужд возможно за счет отдачи теплоносителем части своего тепла, через стенки бака.

Какая схема подключения пиролизного котла, из рассмотренных выше, будет оптимальной, зависит от специфики системы отопления, а отчасти и наличия свободной денежной суммы.

Но в любом случае они должны удовлетворять следующим условиям:

• Отвечать требованиям безопасности
• Обеспечивать хорошую циркуляцию теплоносителя в системе

И не стоит забывать, что чем более качественно укомплектована обвязка котла, тем экономнее он будет в работе и удобнее в эксплуатации и обслуживании.

Изготовление корпуса котла

Для сборки пиролизного котла своими руками рекомендовано использовать стальные материалы толщиной 4 мм. Но с целью экономии для кожуха конструкции можно использовать 3 мм металл.

1. Берётся 2 трубы, диаметр которых должен составить 1500 и 1300 мм соответственно. Меньшая труба вкладывается внутрь более широкого аналога и соединяется с последней при помощи кольца, которое также изготавливается своими руками из обрезка уголка 2,5х2,5 см.
2. Из стали вырезается круг диаметром 450 мм и приваривается на дно внутреннего патрубка. В итоге получается бочонок, наваренный на водонагревательный контур, по ширине составляющий 25 мм.
3. С нижнего конца бочонка прорезается отверстие прямоугольной формы 150 мм по ширине и 80 мм по высоте. Полученное отверстие будет являться дверцей зольника. Далее, вваривается зольниковый люк и монтируется дверца, которая оснащается петлями и металлической задвижкой.
4. Вверху водяной рубахи прорезается отверстие прямоугольной формы, в которое в дальнейшем будет загружаться топливо. Вваривается загрузочный лючок, оборудуется дверца, которая также оснащается металлическими петлями и задвижкой. Лучше использовать двойную дверцу в пустую полость, которой вложить прокладку из асбестового материала. Это в значительной мере снижает тепловые потери.
5. Также сверху пиролизного котла приваривают выпускной патрубок, предназначенный для вывода отработанных газов в трубу дымохода.
6. В верхней и нижней части рубахи привариваются патрубки 4-4,5 см в диаметре, с резьбой на концах предназначенные для подключения котла к отопительной системе.
7. Все сварные стыки хорошенько подмыливаются и проверяются на герметичность. Затем выполняется опрессовка рубашки котла под давлением не меньше 2-2,5 кг на см квадратный. В случае обнаружения огрехов они удаляются с помощью сварочного аппарата.

Хочется отметить, что довольно удачно сочетается пиролизный твердотопливный котёл с воздушной системой отопления, а не стандартной конструкцией с водяным теплоносителем. В такой ситуации передача воздуха происходит по трубам, а его возврат обратно в систему по полу. Такой обогрев не перемерзает в морозы, если котёл простаивает вхолостую а, следовательно, нет необходимости сливать теплоноситель в случае отъезда хозяев.

Какой отопительный аппарат самый экономный?

Все котлы применяются для обогрева жилых или производственных помещений и подразделяются на три вида:

1. Газовые
2. Электро
3. Твердотопливные, длительного горения

Каждый из них функционирует на определенном виде топлива и имеет свои достоинства и недостатки. Но как же выбрать самый надежный и экономический выгодный образец? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо рассмотреть каждую из выпускаемых моделей и сравнив устройство самого пиролизного котла и других видов, выбрать подходящую для конкретных условий.

Наиболее распространенные — газовые

Начнем с газового оборудования, так как этот вид топлива считается одним из самых дешевых, а учитывая российские климатические условия расход его в зимний период будет большим. Аппараты такого типа на рынке представлены различными производителями и широким модельным рядом, так что выбрать есть из чего.

Однако необходимо учитывать, что газовые аппараты различаются по:

• Способу установки (напольные или настенные)
• Функциональным возможностям (с одним или двумя контурами – для отопления и ГВС)
• Типам горелки (электро- или пьезорозжигом)
• Выводу продуктов сгорания (с естественной или принудительной тягой)

Есть у них отличия и по мощности, и от ее значения в прямой зависимости находится площадь отапливаемого помещения. Обычно для расчета, принимают средние данные, а именно, что на 10 м? требуется 1кВт мощности при высоте потолков не более 3 метров.

К достоинствам газового оборудования можно отнести тот факт, что для аппаратов с принудительной тягой не требуется оборудование классического дымохода. В его качестве обычно используется коаксиальная труба, входящая в комплектацию котла.

Но есть у газовых моделей и недостатки. Самым большим из них является возможность работы только на одном виде топлива и, следовательно, возможность применения такого оборудования имеется только в газифицированных населенных пунктах.

Электрические самые простые и удобные

Следующими в нашем списке идут электрические аппараты. И хотя данный вид оборудования считается одним из самых дорогих в эксплуатации из-за высокой стоимости электроэнергии, но совсем отказываться от него не стоит.

Электрические модели имеют некоторые преимущества по сравнению с другими моделями.

Во-первых, они незаменимы в загородных поселках, к которым не подведена газовая магистраль.

Во-вторых они дешевле жидко- или твердотопливных моделей и очень просты в установке, а значит не потребуют дополнительных затрат, кроме собственной стоимости.

В-третьих, могут быть установлены в любом помещении, имеют небольшие габариты и вес и по этим показателям превосходят другие виды оборудования.

Их конструкция очень проста.В нее входят:

• Блок управления
• Теплообменник (состоящий из бака и ТЭНов)

Благодаря этому они очень просты в эксплуатации, не требуют профилактического обслуживания и чистки. Но самым главным их достоинством является экологическая чистота.

Она не сжигают кислород в помещении, не выбрасывают вредных веществ в атмосферу и очень легко поддаются регулировке.

Большой диапазон мощностей позволяет применять такое оборудование не только для отопления частных домов и квартир, но и крупных промышленных помещений, причем даже таких в которых другие котлы применять запрещено.

К тому же они имеют полностью автоматизированное управление. Это позволяет указать нужную температуру, которую в дальнейшем аппарат поддерживает самостоятельно.

Прогрессивные – пиролизные

Последними в нашем списке идут твердотопливные котлы длительного горения. У них есть и другое название – газогенераторные. Их принцип работы основан на сжигании дров или отходов от обработки древесины, а в некоторых моделях и угля. При этом они обладают способностью максимально эффективно расходовать топливо, и тем самым увеличивать КПД.

Они могут использоваться как для обогрева помещения, так и для приготовления горячей воды. Современные модели оснащены автоматикой, упрощающей их эксплуатацию. К достоинствам можно отнести и стоимость топлива, оно одно из самых дешевых и доступных в любом населенном пункте.

В отличие от газовых моделей они не требуют согласования на установку, а также превосходят их по пожарной безопасности, схема самих пиролизных котлов очень проста и позволяет устанавливать их самостоятельно.

Но самым главным их достоинством является полная автономность. Даже при отсутствии в доме газа и света они смогут обеспечивать вас теплом и горячей водой.

Безопасность работы котла

Работа любого агрегата связанная с газом имеет ряд потенциальных опасностей. Поэтому соблюдение простых правил безопасности очень важно. В данном случае их немного:

• котёл желательно установить в нежилом помещении;
• под агрегатом должно быть бетонное основание или металлический лист;
• расстояние от стенок котла до стены помещения или ближайшей мебели должно быть не меньше 20 см;
• обязательно наличие вентиляции в помещении, так как в случае утечки угарного газа, он должен иметь выход;
• важно также провести утепление дымохода, чтобы в нём не скоплялась смола и вода.

При конструировании пиролизного котла собственными руками, важно соблюдать технологию его изготовления и правильно читать чертежи. Это убережёт от ошибок, которые исправить будет сложно, а иногда и невозможно.

Такой агрегат даже при исполнении собственноручно будет стоить дорого, но экономит на качестве материалов нельзя. Температура работы котла высока, что подвергает все детали агрегата повышенным нагрузкам. Низкое качество материалов может повлечь за собой быстрый износ камер котла, ремонт которых, будет стоит дорого.

В целом агрегат своими руками обойдётся на 20–30 % дешевле от аналога, купленного у завода-производителя.

Как происходит монтаж и установка пиролизного котла

На первом этапе работы нашего персонала разрабатывается проект, составляется смета, создается схема монтажа и установки пиролизного котла. Мы учитываем все желания клиента, изучаем особенности здания, проводим расчет расходов материалов, оборудования, объем предстоящей работы. Приоритетным вопросом в ходе рабочего процесса остается проблема безопасности. Малейшее отклонение от правильности ведения процедуры монтажа, подбора комплектующих, настройки, может повлечь в последующем сбой в работе оборудования, и как следствие – опасность для здоровья людей. Крайне важно, чтобы монтаж и установка пиролизного котла были проведены лишь опытными мастерами, которые берут на себя огромную долю ответственности, могут гарантировать их качество.

Современный рынок богат разнообразием отопительных приборов. Если Вы теряетесь в выборе конкретной модели твердотопливного котла, разрешить Ваши сомнения, дать квалифицированный совет могут наши специалисты.

Монтаж отопительной системы состоит из этапов:

• установки необходимых коммуникаций и входящих в ее состав приборов;
• проведения пусконаладочных работ;
• гидравлического контроля и проверки работы элементов и узлов сети;
• введения в эксплуатацию системы отопления.

Компания в дальнейшем обязуется оказывать комплекс требуемых услуг по стабилизации работоспособности установленного котла, выполняя гарантийное и сервисное обслуживание. Мы сделаем все необходимое, чтобы отопительная система служила Вам долго и надежно. Наша компания заинтересована в четкой и эффективной организации своей трудовой деятельности, дающей хорошие результаты. Поверьте, нам крайне приятно, если заказчики вспоминают о нас с благодарностью.

Плюсы и минусы

К отрицательным характеристикам твердотопливного котла относят:

• очень высокая стоимость;
• необходимость подготавливать дрова, которые должны быть абсолютно сухими;
• работает от электрической сети.

Несмотря на минусы, у газогенераторного устройства есть и плюсы. Это:

• комфортное тепло с пиролизным котлом;
• достаточно прост в использовании;
• выделяется очень маленькое количество вредных элементов;
• способен довольно долго работать после того, как будет положено топливо;
• можно применять при любом виде системы подачи тепла;
• можно полностью автоматизировать процесс;
• применяется для утилизации таких материалов, как пластмасса, резина и полимеры.

Данный вид твердотопливного кола для отопления в своей особенности конструкции имеет несколько участков: отделения для топки, теплообменник и узел, который подводит воду к устройству.

При самостоятельно сборке пиролизного котла, необходимо правильно сделать схему и чертеж. Затем по ней собрать агрегат, который сразу же можно проверить, а в дальнейшем использовать в быту. Для создания необходимо лишь проследить за герметизацией труб отопления, которые подводят воду, чтобы избежать различных неприятностей в будущем. При правильной сборке котла длительного горения, оборудование очень быстро нагревается до нужной температуры, потратив всего полчаса.

Фото схемы пиролизного котла

Любая газогенераторная машина в своей конструкции содержит две камеры. Одна камера котла служит для наполнения ее необходимым топливом, где происходит разложение на сухие остатки и горючий газ. Он перемещается в следующее отделение. Внутрь оборудования подается дополнительный воздух с помощью специального вентилятора, для того, чтобы эффективнее происходило горение дров. Дым, образующийся в данном процессе, удаляется через установленный дымосос. Камеры отделены между собой колосником, изготовленным из чугуна.

При больших значениях температурного режима и отсутствия кислорода, из древесины выделяется газ, при смешивании его с потоками воздуха происходит нагревание теплообменника до 1200 градусов. После этого тепло передается теплоносителю системы. Отработанные газы выходят через специальную трубу дымохода. В состав входит смесь паров воды и углекислого газа. В дымоходе рекомендуется сделать слой материала, который состоит из минеральной ваты, покрытой сверху специальной фольгой. Он делается для того, чтобы при охлаждении не образовывались деготь и конденсат, которые могут оказать довольно негативное воздействие на трубу.

Все отделения котла на пиролизе оснащены огнеупорочной футеровкой, которая выкладывается из шамотного кирпича. Именно она создается благоприятные условия для сгорания топлива в пиролизном котле.

Основные элементы

Для примера возьмем готовую схему котла Беляева с мощностью 40 кВт. Она содержит следующие основные элементы:

1. Контроллер для контура котла.
2. Дверца, предназначенная для загрузки топлива.
3. Крышка зольника.
4. Дымосос.
5. Муфта для датчика предохранителя температуры.
6. Патрубок для аварийной линии.
7. Подающая магистраль.
8. Подвод в защитный теплообменник холодной воды.
9. Подвод в защитный теплообменник горячей воды.
10. Обратная магистраль.
11. Патрубок опорожнения и расширительный бак.

Безусловно, имея опыт и некоторые инженерные познания, можно без проблем изменить конструкцию котла. Схема подключения пиролизного котла может видоизменяться на ваше усмотрение. Однако работы выполнять нужно таким образом, чтобы не нарушать размеры внутренней камеры.