Схема пиролизного котла: устройство, чертежи, обвязка, расчет

Описание и принцип работы пиролизного котла

Пиролизный котел — это один из видов источников отопления жилого дома. В качестве топлива для него можно использовать:

  • Обычные дровf (различных пород древесины);
  • Прессованный брикет;
  • Отходы пиломатериалов;
  • Древесные опилки (прессованные и рассыпные).

Виды топлива
Их использование довольно популярно во многих Российских регионах, ими все чаще заменяют обычный дровяные котлы.

Несмотря на схожесть с привычным твердотопливным котлом, принцип действия пиролизного немного отличается. Чем же они так популярны и хороши, а так же можно ли изготовить пиролизный котел своими руками, давайте попробуем разобраться.

Конструкция котла довольна проста, делится она на две камеры:

  1. Камера загрузки и горения дров, где происходит их пиролизация;
  2. Камера сжигание пиролизационных газов.

Обе камеры разделены колосником, на котором сверху располагаются дрова. Движение воздуха в камере происходит сверху вниз. Такой способ двухкомпонентного разложения дров является более эффективным, хотя встречаются пиролизные котлы с располагающейся камерой сжигания газов сверху.

Пиролизный котел длительного горения

Пиролизный котел длительного горения — принцип работы сжигания топлива

Работает такой котел по принципу пиролизного сжигания топлива. По другому процесс можно назвать сухой перегонкой. При температуре в камере парой достигающей 800°-900°С, испытывая недостаток кислорода, происходит термическое разложение дров на: уголь и пиролизный газ.

  1. Из первой камеры образовавшийся газ поступает в другую, где он воспламеняется смешавшись с кислородом доводя температуру к 1100°-1200°С.
  2. Сгораемые газы нагревают теплообменник, откуда горячая вода дальше поступает в отопительную систему, а продукты горения газа выходят через дымоход.

Таким образом можно сказать, что основная энергия для теплоносителя получается не при горении дров, а при сжигании их газов.Этапы работы котла

Как сделать распределитель воздуха

Котел пиролизный длительного горения своими руками чертежи

  1. Из листового железа необходимо вырезать заготовку меньше на два-три сантиметра, чем, Øвнутр котла. По центру этой заготовки нужно вырезать сваркой отверстие Ø 60 мм (такое же, как диаметр трубы распределителя);
  2. После изготовления распределителя для котлов нужно его закрепить. Для этого вырезается стальной круг Ø 500 мм, и по центру прорезается отверстие Ø 60 мм. Распределитель устанавливается в агрегат, верхнюю часть распределителя нужно продеть в это отверстие, после чего крышку котла можно герметично приварить. Для подъема и опускания распределителя к петле крепится стальной трос;
  3. Снизу на круг привариваются отрезки уголка или швеллера, которые будут выполнять роль лопастей. Их можно изогнуть, как на фото, но можно оставить прямыми;
  4. На противоположном конце сваркой крепится железная петля для подъема распределителя, устанавливается заслонка, которая предназначена для регулирования воздушной струи в зоне сгорания топлива.

Котел пиролизный длительного горения своими руками чертежи

Пиролизные котлы длительного горения своими руками чертежи которых в большом разнообразии можно найти в общем доступе, могут быть с нижней камерой, но такие конструкции намного сложнее изготовить своими руками. Такие агрегаты конструктивно выполняются с дымососом или с принудительным наддувом.

В таком исполнении воздух в камеру, предназначенную для догорания топлива, вдувается принудительно. Такой наддув создает высокое давление, благодаря которому происходит практически полное догорание. Вентилятор может крепиться или сразу на дверце топливника, или сбоку, с присоединением к камере металлическим рукавом.

Преимущества котлов с нижним горением топлива:

  1. Вентилятор наддува может быть абсолютно любым;
  2. Возможно совмещение топочной камеры с камерой догорания, так как осуществлением наддува обеспечивается необходимый объем воздуха, и регулировать его можно мощностью вентилятора.

Котел пиролизный длительного горения своими руками чертежи

Но это преимущество имеет и негативные стороны:

  1. Из-за высокой скорости воздушной струи не весь воздух направляется в центр очага горения, и топливо будет сгорать не полностью;
  2. Также из-за высокой скорости воздуха небольшой процент пиролизных газов не сгорает, попадая в дымоход в первоначальном виде, поэтому КПД более 80-90% получить с такой организацией процесса сгорания невозможно.
  3. При слишком сильном наддуве котел может просто взорваться, поэтому необходимо тщательно рассчитывать скорость наддува и величину создаваемого давления.

Котел длительного горения своими руками обновлено: Февраль 22, 2020 автором: kranch0

Читайте по теме

О топливе

Предпочтительные виды твердого топлива для пирокотлов – топливные пеллеты (именно под них проектируются промышленные модели) или дрова. Пиролизный котел на угле с высоким КПД проработает, пока не выйдут все летучие, их же в каменном угле не так-то много, а в древесном почти нет. Затем пойдет простое горение углерода с печным КПД.

Сушилка для топлива

Сушилка для топлива

Примечание:влажность воздушно-сухой древесины может доходить до 50% Воздушно-сухая значит, что сушилась она на открытом воздухе под навесом; попросту говоря – в поленнице. Пеллеты в заводской упаковке при длительном хранении в неотапливаемом помещении могут натянуть в себя до 30% влаги. И то, и другое для пирокотла слишком много. Довести влажность очередной закладки топлива до комнатно-сухой (8-12%) можно, использовав остаточное тепло борова. Для этого над ним оборудуют самодельную сушилку для дежурной (следующей) закладки, см. рис. По расходам на отопление сразу чувствуется. В приятную сторону.

Здесь же необходимо сказать о пиролизном масле. Оно вовсе не топливо для пиролизных котлов. Пиролизное масло – продукт чистого пиролиза отходов деревообработки: кратковременного, 5-30 с, нагрева в герметичной реторте примерно до 800 градусов. Фактически, это разжиженный древесный деготь.

Теплотворная способность пиролизного масла высока, около 40 000 кДж/кг, а зольность невелика, примерно 0,2-0,3% Стоит оно дешево. Но обводненность – более 0,5%, что для жидкого топлива плохо. И содержание серы более 1%; для бытового топлива это вообще недопустимо. Кроме того, пиромасло имеет довольно сильную кислую реакцию, т.е. разъедает и металлы, и футеровку.

Пиролиз и газогенерация

Принцип работы пирокотла основан на явлении пиролиза – термического (при повышенной или высокой температуре) разложения веществ сложного химического состава без участия дополнительных реагентов. Попросту говоря, молекулы вещества от нагрева расщепляются на более простые и легкие части. Применительно к органике в топке это значит, что продукты пиролиза гореть будут легче, сгорать полнее и тепла дадут больше.

При чистом пиролизе распад закладки топлива происходит без доступа воздуха в специальном сосуде – реторте. Далее пиролизные газы собираются в накопитель – ресивер и по мере надобности используются. По такой схеме были построены немецкие, итальянские и французские пиролизные установки для автомобилей времен войны. Для нагрева реторты использовалось тепло выхлопных газов.

КПД чистого пиролиза не очень высок, т.к. при остывании пиролизных газов часть горючих компонент осаждается. Гореть они могут, но через карбюратор их не протолкнешь. Кроме того, перед выездом нужно было довольно долго греть реторту от постороннего источника, а в поездке не забывать поддавать газку, чтобы давление в ресивере не упало, иначе не заведешься после остановки.

У нас твердого топлива и сейчас в избытке, а тогда было вообще хоть завались, поэтому наши топливные автоагрегаты строились газогенераторными: в реактор загружались деревянные чурки, разжигались чем попало и тлели еле-еле. Тепло для пиролиза давала часть самого топлива, пиролизные газы поступали прямо в карбюратор, а при длительной стоянке просто стравливались в атмосферу.

Важным достоинством газогенераторных установок было то, что их можно было подтапливать на ходу и они работали на любом виде твердого топлива. Автору известен случай, когда водитель полуторки с едва уже дышащим газогенератором (его родной дядя) на прифронтовой дороге попал под обстрел «мессера». В реактор тут же полетели валенки, ватник, ватные штаны, ушанка.

Современные бытовые твердотопливные пиролизные котлы все без исключения газогенераторные. Иначе получить КПД выше 65-70% не получается. Но название «пиролизные» отнюдь не ошибочно: более 90% вырабатываемого тепла дает сгорание пиролизных газов. Поэтому далее в тексте выражения «пиролизный» и «газогенераторный» употребляются как синонимы, кроме случаев, когда иное специально оговорено.

Примечание:по умолчанию пиролизным считается также любой котел длительного горения на твердом топливе; там большую часть тепла дает также пиролиз. В масляных приборах длительного горения (печи на отработке или темном печном топливе, к примеру) более половины тепла дает сгорание испарившихся легких фракций, а самые тяжелые, тоже пригодные для пиролиза, оседают в шлам на дне резервуара. Поэтому считать масляные печки пиролизными можно только с большой натяжкой.

Процесс изготовления

  1. Берем трубы диаметром 150 и 130 см, вкладываем их одна в другую и соединяем их между собой с помощью кольца из уголка 25х25 мм.
  2. Из листа металла вырезаем круг Ø 45 см и завариваем днище внутренней трубы. Должна получиться бочка Ø 45 см вокруг которой наварен водогрейный контур шириной в 2,5 см.
  3. В нижней части «бочки» прорезаем прямоугольное отверстие шириной в 15–16 см и высотой в 8–10 см. Это будет дверца зольника. Ввариваем люк зольника, приделываем дверцу, которую оснастим петлями и задвижкой.

Корпус котла из двух труб

  • В верхней части «водяной рубашки» прорезаем прямоугольное отверстие для загрузки топлива (размеры должны быть достаточными для того, чтобы было удобно загружать дрова). Ввариваем люк загрузки, оборудуем дверцу, оснащаем ее петлями и задвижкой. Дверцы лучше делать двойные, проложив между листами металла асбестовую прокладку и уплотнить места прилегания асбестовым шнуром. Это позволит уменьшить теплопотери котла.
  • В верхней части корпуса прорезаем дверцу для закладки топлива, привариваем дверцу

  • Также в верхней части котла ввариваем выпускной патрубок, через который полностью сгоревшие газы будут выходить в дымоход.

    Котел пиролизный длительного горения своими руками чертежи

    Привариваем патрубок дымохода

  • Сверху и снизу водяной рубашки привариваем патрубки Ø 40–45 мм для подключения к системе отопления. Нарезаем резьбу.

    Котел пиролизный длительного горения своими руками чертежи

    Привариваем штуцеры для подключения отопительного контура

  • Хорошо подмыливаем все сварочные швы и опрессовываем рубашку котла с давлением не менее 2 кгсм 2. Тщательно проверяем качество сварочных швов, при необходимости устраняем огрехи.
  • Теперь приступаем к изготовлению воздушного распределителя.

    1. Из листа металла вырезаем круг с диаметром на 2–3 см меньше, чем внутренний Ø котла, примерно 42–43 см. В его центре вырезаем отверстие Ø 5,7–6 см (по Ø трубы воздухораспределителя).
    2. В отверстие вставляем трубу воздухораспределителя соединяем все герметичным швом.
  • На нижнюю поверхность металлического блина навариваем куски швеллера или уголка в виде лопастей (можно использовать крыльчатку от какого-нибудь вентилятора, если толщина лопастей подходящая).
  • С другого конца привариваем петлю, за которую будет подниматься и опускаться конструкция и приспосабливаем заслонку, для регулировки подачи воздуха в зону горения.

    Котел пиролизный длительного горения своими руками чертежи

    Устройство распределения воздуха

  • Распределитель воздуха готов. Из листа металла вырезаем круг Ø 50 см, в центре которого прорезаем отверстие Ø 7–8 см. Распределитель воздуха вставляем в котел, верхний конец трубы продеваем в отверстие и наглухо завариваем верхнюю крышку котла. К петле воздухораспределителя прикрепляем тросик при помощи которого через блок распределитель будет подниматься и опускаться.

    Котел пиролизный длительного горения в сборе

    Все, пиролизный котел длительного горения, изготовленный своими руками готов, можно приступать к испытаниям. Такую же конструкцию, только немного более сложную имеют котлы Стропува или Буран, отзывы о работе которых очень неплохие.

    На видео представлен еще один вариант котла с верхней топкой горения пиролизных газов. Тут уже четко видно разделение топок и продемонстрирован даже сам процесс горения.

    Есть еще одни котел похожей конструкции и принципа действия. Называется он «Бубафоня». возможно он вам понравится больше.

    Предлагаем ознакомиться  Низкая температура батарей отопления
    Загрузка ...
    Adblock detector