Как сделать пиролизный котёл своими руками

Замеры и вычисления для составления чертежа

Перед постройкой печи необходимо сделать точные замеры, расчеты, составить схему будущей конструкции с учетом расходов материалов, времени, бюджета.

Стандартным количеством тепловой энергии для обогрева 1 м² помещения является 10 кВт, к которым прибавляется коэффициент поправки на потери тепла.

Газогенерирующие приборы в стадии догорания топлива имеют около 30% мощности, по сравнению с режимом горения дров.

Далее требуется вычислить примерную энергоемкость используемого топлива, время горения одной порции. Длительность сгорания нужно умножить на примерную мощность и 1000, чтобы получить предполагаемый объем выделяемого тепла.

Так как материал горит только на 80%, а КПД самодельной конструкции составляет около 50%, то деление длительности процесса на произведение обоих параметров с учетом коэффициента 15,5 дает почти точные данные. Рекомендуется дополнительно высчитать запас.

Полученные результаты, измеряемые килограммами, переводят в объемы, измеряемые литрами. Литраж умножают на коэффициент загрузки топочного пространства, равный 0,63, чтобы получилось значение необходимого объема топки.

Инструменты и материалы

Чтобы собрать пиролизную печь своими руками, нужно подготовить листы из стали, толщиной около 3-4 мм, желательно марки Ст20, стальной уголок 0,04 на 0,50 см, трубу 0,5-0,6 см. Дополнительные элементы: арматура на 8 мм, дымоходные стальные трубы 11-12 см, 15 кирпичных блоков.

Для сборки нужен сварочный аппарат, пила-болгарка, диски 23 см, электродрель со сверлами. Разметка, контроль ровности поверхностей осуществляются при помощи строительного уровня, рулетки, карандаша и молотка.

Куда поставить и как подготовить место

Пиролизные дровяные печи длительного горения устанавливаются на удаленном расстоянии от легковоспламеняющихся предметов, текстиля (шторы, мебель).

Печь собирается в той комнате, где будет стоять. Готовится точка установки, при этом расстояние от стены должно быть не менее 80 см.

На пол укладывается слой негорючего основания (кирпичи) таким образом, чтобы вокруг будущего сооружения оставался отступ.

Перед печкой напольное покрытие необходимо защитить листом из металла в радиусе 120 см (толщина листов не менее 1,5 мм).

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.

Как избежать проблем при строительстве и эксплуатации

Оборудование устанавливают только на бетонное основание. Стальной прокат не выдерживает вес и котел проседает. Это приводит к потере плотности соединений и повреждению труб.

Использовать самодельную дверь для топки и зольника не рекомендуют. Малейшие неровности снижают эффективность сжигания дров.

Кроме того, возможно выпадение углей через щели с последующим возгоранием. При самостоятельном изготовлении дверцы ее делают строго под отверстие, обеспечивают заслонками и теплоизоляцией между слоями.

Если котел с теплообменником используют в локальной отопительной сети, циркуляционный насос устанавливают на обратку. Так устройство работает в щадящем режиме на протяжении 6 или более лет. Для решения проблемы низкотемпературной коррозии на байпасе (перемычке) устанавливают трехходовой термостатический клапан и настраивают на 55 градусов.

Стойкий запах креозота и задымление в котельной говорят о низком качестве топлива. Дешевые деревянные шпалы не подходят для обогрева и образуют зольно-угольные остатки на стенках менее, чем за сутки горения. Чтобы исключить теплопотери через дымоход, последний оборудуют заслонкой. Она предотвращает выход нагретого воздуха, снижает скорость сжигания топлива.

Создаём пиролизный котёл

Разбор схем и чертежей

Чтобы создать пиролизный котёл своими руками, важно тщательно изучить схемы и чертежи. Именно по ним вы сможете подобрать конструкцию и максимально точно определить количество нужных для строительства материалов

На схеме и чертеже пиролизного котла отображены основные элементы, без которых невозможно построить конструкцию своими руками:

На схеме и чертеже пиролизного котла отображены основные элементы, без которых невозможно построить конструкцию своими руками:

На схеме и чертеже пиролизного котла отображены основные элементы, без которых невозможно построить конструкцию своими руками:

• регуляторы,
• дымовые каналы,
• отверстия для воздуха,
• трубы для подачи воды,
• трубы для отвода воды,
• камера сгорания,
• вентилятор.

Очень важно при изготовлении пиролизного котла своими руками придерживаться чертежей и схем. Дело в том, что это сложное устройство, в котором будут происходить высокотемпературные процессы

Поэтому малейшая ошибка может обратиться аварийной ситуацией

Поэтому малейшая ошибка может обратиться аварийной ситуацией

Поэтому малейшая ошибка может обратиться аварийной ситуацией.

Для частного дома будет достаточно пиролизного котла, мощность которого составляет 40 кВт. Не стоит стремиться к большой мощности. Дело в том, что в таком случае конструкция становится значительно сложнее. Мало того, конечная стоимость также увеличивается.

Выбор мощности пиролизного котла, который вы собираетесь создать, влияет на размер ключевых деталей на чертеже или схеме. От правильного подбора размеров зависит нормальное функционирование устройства.

Совет. Если вы владелец маленького домика, то можно остановить свой выбор на котле с мощностью в 30 кВт. Этого будет более чем достаточно.

Инструменты, необходимые для изготовления котла своими руками

Чтобы своими руками сделать конструкцию, работающую на основе пиролизной реакции по чертежам и схемам, необходимо запастись некоторым инвентарём. Для воплощения задумки в жизнь, вам понадобятся следующие материалы и инструменты:

• болгарка,
• сварочный аппарат,
• шлифовальные круги,
• электрическая дрель,
• электроды,
• трубы различного диаметра,
• полосы стали,
• термодатчик,
• вентилятор,
• металлические листы.

Это базовый набор, который необходим, чтобы создать пиролизную систему своими руками по схемам и чертежам. Конечно же, в процессе работы может возникнуть необходимость в дополнительных инструментах и материалах.

Внимание. Толщина стали для корпуса должна быть 3 мм, а лучше 4

Тонкости сборки

После того как вы выберите подходящую схему, можно будет приступить к сборке. При этом необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

Отверстие, через которое в топку будут попадать дрова и брикеты должно располагаться немного выше, чем у обычных твердотопливных конструкций. Не забудьте про ограничитель. Его главная задача — это контролировать количество воздуха. Для его создания нужна семидесятимиллиметровая труба в сечении. Её длина должна быть больше корпуса. К ограничителю приваривается диск. Элемент должен быть выполнен из стали. Место приваривания — низ конструкции. В результате у вас получится зазор в 40 мм. Чтобы установка ограничителя стала возможной необходимо сделать дырки в соответствующих местах крышки. Лучшей формой для отверстия, через которое будут загружаться дрова является прямоугольник

При этом важно не забыть о дверце. Она должна иметь специальную накладку для лучшей фиксации. Также в конструкции необходимо предусмотреть отверстие, через которое будет удаляться зола

Также в конструкции необходимо предусмотреть отверстие, через которое будет удаляться зола

Трубу для теплоносителя нужно сделать с изгибом

Также в конструкции необходимо предусмотреть отверстие, через которое будет удаляться зола. Трубу для теплоносителя нужно сделать с изгибом

Это позволит повысить отдачу тепла.

Ещё одним важным элементом согласно любой схеме и чертежу является вентиль. С его помощью вы сможете контролировать количество теплоносителя, поступающего внутрь. Поэтому лучше всего расположить его в удобном и легкодоступном месте. Сам алгоритм создания пиролизного котла своими руками по чертежам вы можете увидеть на видео внизу.

После сборки огромное значение имеет первый запуск. Лишь после того, как вы убедитесь, что в продуктах горения нет угарного газа, можно будет утверждать, что всё сделано правильно. Для этого лучше использовать специальное оборудование.

Создать котёл, работающий на основе принципа пиролиза можно своими руками. Но перед тем как начать работу необходимо написать проект. Основную роль в нём будет играть рисунок со схемой изделия и размерами.

Обсудить статью на форуме

Создание котла своими руками

Высокая стоимость заводских твердотопливных обогревателей вынуждает владельцев загородной собственности отапливать дома посредством самодельных устройств. Обязательное условие – точное следование пошаговой инструкции.

Мини-версия из газового баллона

Чтобы сделать котел из газового баллона своими руками, необходимо придерживаться определенного порядка действий:

1. У использованного сосуда объемом 50 л обрезают верхнюю часть, после шлифовки использующуюся в качестве крышки. Сбоку формируют отверстие для загрузки дров. В нижней зоне устанавливают арматурную решетку, удерживающую топливо до полного прогорания. Остатки выпадают сквозь ячейки между стальными прутьями.
2. Сверху приваривают дымоход. Интенсивность тяги повышается за счет разницы диаметров в начале и конце газоотводящей магистрали. Чтобы придать самодельному устройству эстетичный вид, наносят слой огнеупорной краски.
3. К поршню, сделанному из трубы и металлического круга, приваривают лопасти. В процессе нагревания происходит вращение импровизированной крыльчатки, создаются воздушные вихри. Диск препятствует разгоранию. В отсутствие открытого огня топливо медленно тлеет.

Кирпичный котел

Выбирая такой вариант самодельного агрегата, следует учитывать, что брусками обкладываются металлические элементы конструкции.

На заметку: для установки громоздкой печи выделяется специальное место.

Порядок дальнейших действий:

1. После высыхания цементно-песчаной смеси кладка выводится «в ноль».
2. Корпус облицовывают огнеупорным кирпичом. Для скрепления используется вяжущий раствор из глины и песка, выдерживающий высокие температуры. Строго горизонтальное направление контролируется уровнем. В нижнем ряду для поддержания конвекции формируется несколько зазоров толщиной до 1 см. На дверцы устанавливается рама и фиксируется базальтовый картон, нивелирующий расширение нагревающегося металла.
3. Перегородки внутри конструкции выкладываются шамотным кирпичом. При сооружении дымохода выполняется облицовка. Обязательное условие – тщательная затирка внутренних швов.

Кладка проводится по установленной схеме. Размеры соответствуют габаритам железных конструкций.

Оборудование из металла

Для работы потребуются специфические знания и навыки сварщика. При изготовлении самодельного пиролизного котла действуют по инструкции:

1. Из металлических листов толщиной не меньше 3 мм вырезают 4 прямоугольные пластины для корпусной части устройства. В передней стенке делают отверстия для подачи топлива и удаления золы.
2. На соответствующих участках формируют прорези для подсоединения труб и выведения дымохода.
3. Собирают корпус. За исключением задней стенки, стороны соединяют методом сварки. Швы на стыках обрабатывают шлифовальным кругом болгарки.
4. Выполняют сборку теплообменника по заранее подготовленному чертежу. Отдельные участки двух заготовок приваривают.
5. Магистральную конструкцию для циркуляции теплоносителя вставляют в корпус. Проверяют герметичность водяного контура. При отсутствии протечек сваркой закрепляют заднюю стенку.
6. Проводят монтаж колосниковой решетки, разделяющей внутреннюю полость на 2 камеры. Нижний отсек дополняется воздуховодом с форсункой.
7. На отверстия для загрузки и удаления золы устанавливают дверцы. Обязательное условие – плотное прилегание к корпусу.
8. Предварительно утеплив трубу минеральной ватой, подсоединяют дымоход.
9. Подключают к собранной конструкции водяной контур.
10. Монтируют дутьевой вентилятор.

Для регулирования интенсивности подачи воздуха устанавливают автоматизированную систему управления.

Модификация для горения на опилках

Технология аналогична созданию агрегата из газового баллона. В работах по изготовлению котла, функционирующего на опилках, используются те же материалы и инструменты.

Дополнительно потребуется:

• для циркуляции теплоносителя закрепить над топкой водяную рубашку из листового металла, по форме и габаритам соответствующую размерам корпуса;
• внутри топочной камеры по кругу приварить несколько железных ребер жесткости, предотвращающих температурные деформации;
• соединить конструкцию с водяной «рубашкой» надежным креплением;
• установить бункер с опилками.

Допускается модернизировать самодельный котел за счет монтажа шнекового механизма, автоматизирующего загрузку стружки в топочное отделение.

На заметку: необходимо учитывать обратно пропорциональную зависимость производительности обогревателей, работающих по принципу пиролиза, от влажности топлива. При закладке сырых опилок КПД резко падает. Поэтому перед применением древесную стружку просушивают.

Режимы работы пиролизного котла

Розжиг

На этом этапе нужно, чтобы шибер находился в открытом состоянии. Продукты горения движутся непосредственно в дымоход

Рабочий режим

Устройство работает при закрытой заслонке, обеспечивая, таким образом, протекание процесс пиролиза. Создание тяги в газоходе достигается принудительным образом или естественным путем.

Догрузка топлива

В этот момент шибер закрыт, но тяга в газоходе еще присутствует на протяжении некоторого времени. Процесс пиролиза не заканчивается. Догрузка топлива должна осуществляться как можно быстро, так как в противном случае оно может просто сгореть.

Принцип работы

Чем пиролизный котел отличается от обычной печки

Пиролизное сжигание древесины называют термическим разложением топлива без участия кислорода. При очень высокой температуре и отсутствии притока кислорода горящие деревянные заготовки разлагаются на две составляющие: древесный кокс и пиролизный газ.

После того, как твердое топлива сгорает в топке котла, выделившийся пиролизный газ попадает в камеру для дожига, сгорая в ней, выделяя очень высокую температуру (300 — 800°С). Энергия, образовавшаяся после горения пиролизного газа, поступает через теплообменник к тлеющим дровам, поддерживая процесс тления и выработку пиролизного газа. Благодаря этому круговому процессу, пиролизные котлы имеют очень высокий КПД.

Также стоит отметить, что при высокотемпературном пиролизном сжигании топлива все вредные примеси преобразовываются в генераторный газ и в дальнейшем распадаются при высоких температурах, благодаря чему дым у пиролизного котла не содержит канцерогенов и вредных примесей. Из-за данной особенности допускается сжигать в печах резину, полимеры, обрезки ДСП и ДВП плит. Но, примесей не должно быть более 20%.

Работу пиролизного котла можно разделить на 4 этапа.

1. Первый этап — сушка и разложение древесины на твердые и газообразные компоненты (температура 420 градусов).
2. Второй этап — сжигание пиролизного газа вместе с нагнетаемым вторичным воздухом (температура 600 градусов).
3. Третий этап — продув пламени и возврат тепла (температура больше 1000 градусов).
4. Заключительный этап — отвод продуктов сгорания через дымоход (температура — 160 градусов).

Материал изготовления

Пиролизные котлы характеризуются повышенной температурой рабочей зоны. В камере газификации горения не происходит, однако обратный поток тепла способен разогревать стенки до 500–600 °С. Наибольшему температурному воздействию подвергается низ газогенераторного отсека — именно эта часть контактирует с воспламеняющимися газами и испытывает серьёзную термическую нагрузку. Рекомендуется низ камеры закладки выполнять в виде чугунного колосника или специального огнеупорного изделия с тонкой прорезью либо рядом небольших отверстий.

Основная трудность в самостоятельном изготовлении котловой техники заключается в выборе подходящей марки стали, которая поддаётся обработке в домашних условиях без специального оборудования. Наиболее пригодными в этом плане считаются стали аустенитного и аустенито-ферритного класса с умеренным содержанием хрома и никеля. Примерами марок таких сталей можно назвать 12Х18Н9Т, 08Х22Н6Т или AISI 304.

Технология сварки таких металлов признаётся умеренно сложной, но воспроизводимой в кустарных условиях с применением дуговой сварки покрытыми электродами без защитной среды. Основным фактором, ухудшающим качество сварной конструкции, считается образование горячих и холодных трещин, обусловленное высокой разницей температур на относительно малом линейном участке металлического изделия.

Для устранения негативных факторов термического воздействия используют следующие технологические приёмы:

1. Нарезка деталей с плавной подачей режущего инструмента, чем исключается перегрев кромок.
2. Ограничение плотности сварочного тока на 20–25% по сравнению с конструкционной сталью, сварка в мягких режимах.
3. Ограничение температуры сварочной ванны, выполнение многопроходного шва с высокой скоростью без боковых колебаний.
4. Правильная разделка соединяемых кромок согласно ГОСТ 5264 и их зачистка металлической щёткой.
5. Подкладка под изнанку шва металлического теплоотвода, поковка шва в процессе остывания.

И, конечно же, следует сделать правильный выбор содержания легирующих добавок в стержне электрода, чтобы обеспечить содержание феррита в структуре шва порядка 5–8%. К использованию рекомендованы электроды марок ЦТ-15 и ЦТ-16, а также специальные электроды 6816 MoLC или ROST 1913.

После сваривания конструкций рекомендуется их первичный отжиг при температуре не менее 700 °С в течение 2,5–3 часов. Достаточно загрузить внутренность сваренного корпуса каменным углём и разжечь горючее, обеспечив слабый принудительный поддув. Перед проведением отжига желательно протравить сварочные швы специальной пастой, соответствующей используемой марке стали.

Устройство

Любая горелка преследует одну цель – создание мощного пламени для нагрева воздуха или водной рубашки котла. При этом саму мощность горения можно регулировать самостоятельно.

Пеллетная горелка преследует аналогичные цели. Устройство представляет собой аэродинамическую трубу, в которую подаётся твёрдое топливо и нагнетается воздух для горения. Подача топлива в трубу осуществляется с помощью специального конвейера шнекового типа. Само топливо перед горением находится в загрузочном бункере. Бункер может иметь различный объём, при этом именно от объёма зависит, как долго горелка может гореть самостоятельно без вмешательства человека (подсыпка топлива).

Устройство пеллетной горелки: 1 — Пеллет поступает в горелку под действием силы тяжести; 2 — Воздух поступает в горелку за счёт разряжения, создаваемого тягой дымовой трубы; 3 — Горение пеллета происходит в камере горения, которая называется «корзинка»; 4 — За счёт высокой температуры, в корзинке происходит термическое разложение древесины, которое формирует поток горючих газов; 5 — Под корзиной проходит поток вторичного воздуха; 6 — В сопле горелки поток горючих газов и вторичного воздуха смешивается, формируя факел; 7 — Твёрдые продукты горения потоком вторичного воздуха выбрасываются из горелки в зольник котла или печи; 8 — Вентиляция канала подачи не позволяет горячим газам диффундировать вверх по каналу и разрушать пеллет, обеспечивая стабильную подачу гранул.

Воздух в зону сжигания подаётся принудительным путём за счёт нагнетания посредством вентилятора.

Камера для сжигания топлива в горелке может иметь круглый либо прямоугольный тип. Круглые горелки наиболее распространены за счёт простоты изготовления. Снаружи к камере сжигания прикреплён патрубок трубы, через который с конвейера подаётся топливо.

В конструкции также предусмотрен зольник, в котором накапливаются отходы горения. В процессе горения пеллет образуется немного золы, потому очищать зольник нужно не чаще, чем раз в неделю при активном использовании горелки.

Выделяют несколько видов пеллетных горелок, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки.

Факельного типа

Изначально устройство использовалось для получения тепла посредством сжигания зерна, в дальнейшем оно было переоборудовано для сжигания твёрдого прессованного топлива.

Вид сбоку на горелку факельного типа

• Небольшие габаритные размеры;
• Можно использовать совместно с котлами, у которых топочная камера имеет небольшие размеры;
• Упрощённая эксплуатация;
• Повышенная надёжность;
• Можно сжигать пеллеты низкого качества.

• Небольшая мощность по сравнению с другими горелками;
• Пламя направлено горизонтально, из-за чего оно нагревает котёл локально.

Объёмного типа

В отличие от предыдущей модели, обладают повышенной мощностью и высоким коэффициентом полезного действия. К недостаткам устройства относят усложнённую конструкцию, большие габаритные размеры, зависимость от качества используемых пеллет.

Общий вид горелки объёмного горения

Каминные

Горение пеллет в каминной горелке Подобные конструкции преимущественно используются в бытовых условиях, устанавливаются в каминах и котлах. Принцип работы устройства следующий: пеллеты падают в специальную чашу, где происходит их сгорание под действием подаваемого снизу воздуха.

К недостаткам модели относят размеры устройства и необходимость проведения точечной настройки для правильного горения.

Что такое пиролиз

Суть пиролиза заключается в том, что при температуре от 200 до 800 градусов (в условиях недостатка кислорода) происходит газификация древесины – она обугливается и тлеет, постепенно распадается на твёрдый углеводород (кокс), смолы и смесь неконденсируемых горючих газов. Выделяемый топливом пиролизный газ можно дожигать отдельно от твёрдого остатка, что даёт возможность получить дополнительную тепловую энергию. Используя уникальные свойства данного процесса, есть возможность создать полноценное отопительное устройство для обогрева крупного дома. По такому же принципу работают походные пиролизные минипечи, которые своими руками собирают туристы и любители активного отдыха на природе.

Это фабричная походная печка. Аналогичные по конструкции изделия собирают из жестяных банок и коробов

Фактическая теплота горения высвобождаемых газообразных продуктов может отличаться в разы (примерно от 3 до 15 МДж/м3), теплотворность дожига зависит от состава газовой смеси. В свою очередь, состав пиролизного газа определяется способом подвода тепла для нагрева топлива, скоростью и конечной температурой протекания процесса. От этих же условий будет зависеть процентное соотношение получаемых твёрдых и летучих компонентов.

Обратите внимание! Во время топки пиролизной печитвёрдый остаток (уголь) горит в штатном режиме. При этом его теплотворность в два с половиной раза выше, чем у древесины

Внутреннее устройство и элементы

Внутреннее устройство

Конструктивная особенность пиролизного котла заключается в наличие 2-х камер для сгорания топлива. Такая необходимость обусловлена особенностями процесса пиролиза.

Первая камера сгорания необходима непосредственно для пиролиза топлива. Процесс разложения древесины на составляющие возможен только при низком проценте содержания кислорода.

Газы, полученные в результате пиролиза, попадают в следующую камеру сгорания с принудительным притоком кислорода, обеспечивающим более качественное горение.

Разделяются две камеры колосником, на который происходит укладка брикетов. Повышенное аэродинамическое сопротивление в топке обязывает применять принудительное нагнетание воздуха при помощи дымососа или вентилятора.