- Що таке піролізного горіння
- Переваги і недоліки використання піролізного котла
- Розбір схеми, креслень і розрахунків
- Як зробити агрегат своїми руками
- З металевих листів
- З газового балона
- із цегли
- Яке паливо використовувати
- Вимоги безпеки і правила експлуатації
Чим опалювати будинок в холодні зимові дні? Доступ до газової магістралі є не скрізь, та й ціни на «блакитне паливо» постійно зростають. Дровами або вугіллям - незручно, електрикою - занадто дорого. Там, де є можливість використовувати в якості палива деревину або спеціальні пресовані брекети, оптимальним виходом вважається установка, в якій використовуються принципи піролізного горіння. ККД такого агрегату досить високий, але ціни на промислові моделі відчутно «кусаються». Очевидне рішення проблеми - виготовити піролізний котел своїми руками. Чимало умільців успішно здійснили цей складний процес. Давайте і ми з вами розберемося в цьому питанні.
Що таке піролізного горіння
Топити дровами не дуже зручно, оскільки в звичайних умовах деревина згорає дуже швидко, а значна частина тепла при цьому не використовується. Доводиться постійно завантажувати паливо в котел або піч. Піроліз передбачає створити такі умови, при яких паливо згорає значно повільніше, віддаючи при цьому помітно більшу кількість тепла. Досягається такий ефект, коли деревина згорає при пониженому вмісті кисню, т. Е. Дуже повільно. В результаті утворюється зола, кокс і горючий газ.
Цей газ в піролізної установки змішується з повітрям і теж згорає при дуже високих температурах, виділяючи значну кількість теплової енергії. Таким чином, принцип роботи піролізного котла включає два етапи горіння:
- спочатку при обмеженому надходженні кисню згорає деревина, виділяючи горючий газ;
- потім відбувається згоряння повітряно-газової суміші.
Подібний принцип двоетапного горіння використовується в різних саморобних установках, наприклад, в дров'яної печі повільного згорання і навіть в твердопаливних генераторах, що дозволяють використовувати дрова як паливо для автомобілів. Однак роботу піролізного котла слід правильно відрегулювати, щоб не пошкодити опалювальну систему будинку.
Висока ціна промислових котлів цілком виправдана. По-перше, тому що при їх створенні використовуються високоякісні матеріали, здатні витримувати високу температуру горіння (жаростойкое залізо, 8-міліметрова легована сталь, шамотна глина і т.п.). По-друге, через складну системи автоматичного управління, яка і забезпечує високу ефективність роботи обладнання.
Щоб забезпечити максимальний ефект горіння, враховується температура прогріву дров і їх вихідна вологість, оскільки процес випаровування води помітно впливає на кількість енергії, що виділяється. Щоб керувати процесом горіння, необхідно ретельно контролювати кількість повітря, що подається в установку. Подача повітря здійснюється за допомогою вентилятора, для роботи якого знадобиться постійний доступ до електроенергії. Наявність вентилятора перетворює піролізний котел в електрозавісімий установку. При відключенні електроенергії рекомендується використовувати джерело безперебійного живлення UPS або інший аналогічний пристрій.
Переваги і недоліки використання піролізного котла
Піролізні котли мають такі переваги:
- відсутність сажі і їдкого диму, мінімальне виділення відходів горіння; Це один з найбільш екологічно безпечних видів печей;
- для роботи можна використовувати будь-яке тверде сухе паливо, наприклад, відходи швейного виробництва;
- якісне паливо забезпечує 12 годин безперервної роботи котла на одній порції пального, тобто, завантажувати дрова доведеться лише два рази в день;
- економічна технологія, витрати на оплату комуналки знижуються в середньому на 60% за рік;
- застосування технології піролізу дозволяє автоматизувати управління процесом горіння, що підвищує безпеку печі.
Недоліки також слід врахувати:
- перш ніж обладнання окупиться, доведеться вкласти чималі кошти в купівлю котла і його установку, але вже з перших днів роботи стане відчутна його економічність;
- використовуване паливо повинне мати вологість близько 20%, інакше горіння припиниться. Тому вологе паливо потрібно досушувати;
- котел може згаснути при недостатньо високій температурі теплоносія. Цю проблему вирішують за допомогою монтажу обхідної труби. Така зміна ускладнює конструкцію і знижує ефективність роботи.
- якщо для нагнітання повітря використовується електричний насос, то робота котла стає залежною від електромережі.
Розбір схеми, креслень і розрахунків
Щоб краще зрозуміти принцип роботи пристрою, рекомендується вивчити схему піролізного котла.
Перед початком робіт рекомендується уважно вивчити схему пристрою піролізного котла, щоб зрозуміти принципи його функціонування і уникнути помилок
На ній відображено положення таких необхідних елементів, як:
- отвір для повітря;
- камера згоряння;
- димові канали;
- труби для подачі і відведення води;
- регулятори;
- місце установки вентилятора і т. п.
Оскільки піролізний котел пристрій досить складне, рекомендується при його виготовленні дотримуватися креслення. Одна з найпоширеніших моделей пристрою, яка підходить для самостійного виготовлення, представлена нижче:
На цьому кресленні докладно представлена конструкція піролізного котла, який можна зробити своїми руками. Рекомендується точно дотримуватися всі зазначені розробником розміри
Зазвичай для приватного будинку використовують котел потужністю 40 кВт. Якщо цей показник необхідно збільшити або зменшити, рекомендується відповідно змінити і параметри пристрою. Необхідні дані представлені в таблиці:
Щоб зробити своїми руками піролізний котел підходящої потужності, потрібно виготовити елементи відповідного розміру. Правильне співвідношення розмірів гарантує успішний результат
Котел потужністю 25-30 кВт може стати оптимальним вибором для невеликого будинку. Виготовлення невеликого агрегату дозволить заощадити і час, і кошти.
Як зробити агрегат своїми руками
Щоб зробити такий складний пристрій, знадобиться досить широкий набір інструментів і матеріалів. Ось приблизний їх перелік:
- електрична дриль;
- зварювальний апарат (рекомендується модель постійного струму);
- кілька упаковок електродів;
- болгарка;
- шліфувальний круг на 125 мм;
- відрізний круг на 230 мм;
- металеві листи 4 мм;
- набір труб різного діаметру;
- набір профтруба 2 мм;
- кілька смуг стали різної ширини і товщини;
- вентилятор;
- термодатчик.
З металевих листів
- Придбати сталеві листи і труби, розрізати їх на шматки потрібного розміру можна на металобазі. Рубка гільйотиною забезпечить точність розмірів, дозволить зробити ідеальні зрізи і рівні зварні шви.
Розрізати лист стали на шматки
- Спочатку потрібно зварити камеру згоряння і газову, для цього беремо сталеві листи. Між камерами кріпимо опори для колосника, який буде служити перегородкою.
Зварити корпус котла
- До готових камерам приварити задню стінку, а на бічні - повітропроводи. Їх можна виготовити з швелера або профтруби, попередньо виконавши отвори для вентиляції. У камері згоряння прорізати отвір для кріплення повітряної труби і приварити до неї патрубок. Між патрубком і димоходом змонтувати димосос. Повітряна труба з'єднується з піролізного котла спеціальної профтруба 20х20.
- Потім зварити трубчастий теплообмінник. Для нього потрібно взяти два прямокутних листа і прорізати в них отвори під труби. Діаметр трубок дорівнює 57 мм. Трубу 57 мм розділити на рівні відрізки, вставити і приварити до отворів в пластинах по периметру, виходить готова конструкція. Дросельну заслінку і теплообмінник потрібно прикріпити до котла.
зробити теплообмінник
- Приварити передню стінку з попередньо вирізаними круглими отворами для труб вхідного і вихідного повітря. Тепер можна монтувати кришку, а на місце заслінки кріпити борів. Металевою щіткою або болгаркою зі спеціальною насадкою зачистити всі зварні шви. Внутрішня частина готова. Котел повинен бути повністю герметичним, тому на цьому етапі необхідно перевірити якість зварювання за допомогою води, попередньо закривши заглушками отвори для затоки теплоносія. Місця підтікання потрібно промаркувати і заварити.
Виконати шліфування корпусу
- Зібрати зовнішній кожух з металевого листа товщиною 4 мм і куточка. Прикріпити нарізні шпильки для відкривання дросельних заслінок і утеплити верхню кришку. Зовні всю конструкцію закрити зовнішнім кожухом, потім монтувати воздухоотводную трубу.
Виконати монтаж воздуховода
- Далі наварити петлі, надіти на них дверцята, футерувати її шамотною цеглою, викласти цегла і в нижню камеру. Вирізати газову щілину форсунки, розміри якої залежать від планованої потужності котла.
- Ще раз перевіряємо герметичність за допомогою компресора і ліквідуємо недоліки зварювання. Поліпшити показники котла можна, прикріпивши до воздуховодной трубі вентилятор для нагнітання кисню. Корпус покриваємо шаром вогнетривкої фарби з балона. Кріпимо групу безпеки для контролю температури і автоматику для управління.
З газового балона
Якщо в господарстві є використаний старий газовий балон, то з нього можна самостійно зробити відмінний піролізний котел. Оптимальний обсяг балона для роботи 50 л. Додатково знадобиться арматура, смуга стали.
Принцип роботи піролізного котла з газового балона
- Балон обрізати вгорі, видалити закруглену частину, з якої можна буде зробити кришку. відшліфувати, збоку потрібно вирізати на пластину, куди буде надходити паливо. Згорілі дрова будуть провалюватися вниз крізь ґрати з арматури, залишаючи мінімум золи і сажі.
Зрізати у газового балона верхню частину
- Приварити димохід. Для кращої тяги він робиться різного діаметру на початку і в кінці. Зверху конструкцію покрити вогнетривкої фарбою.
Виконати монтаж димоходу
- Зробити поршень з труби і залізного диска, до якого приварити лопати. При горінні лопаті крутяться і створюють вихори повітря, а диск перешкоджає виникненню відкритого полум'я. Дрова тліють і виходить піролізний ефект.
Зробити поршень для котла
із цегли
Піч з цегли буде більш громіздкою, для неї необхідно виділити спеціальне місце. Щоб підлога витримав значну вагу печі і не піддався деформації, необхідно зробити фундамент з бетону, розібравши частину фінішного підлогового покриття.
Важливо розуміти, що цеглою обкладається металевий казан, тому мають бути не тільки кладочні, але і зварювальні роботи.
Для будівництва печі майстру слід підготувати матеріали та інструменти:
- звичайну цеглу для викладки підстави, 100 шт. шамотного цегли, 350 шт. вогнетривкого керамічної цегли. Кількість може варіюватися в залежності від габаритів котла;
- піддувальна і топкова дверцята;
- базальтовий картон;
- лист стали розмірами 6000х1500 мм і товщиною 3-4 мм;
- профтруба 800х400 і труби 57 мм, 32 мм і 159 мм;
- чавунний колосник - 3 шт .;
- вентилятор, потужністю не менше 300 Вт;
- важільний терморегулятор;
- зварювальний апарат;
- дриль;
- болгарка з великим і малим діаметром кола;
- набір електродів;
- термодатчик.
Покрокова інструкція для монтажу цегляної піролізної печі:
- Дуже важливо вибрати відповідну і нескладну схему викладки і скласти по ній робоче креслення. Відповідно до обраної схеми, вивести підставу в нуль звичайною цеглою, дочекавшись повного висихання бетонної основи.
Схема роботи піролізної печі з цегли
- Вогнетривкою цеглою вести кладку, використовуючи рівень і глиняно-піщаний розчин, який підходить для високих температур. У першому ряду робити кілька щілин в шов товщиною для конвекції. Навколо дверцят вставити раму і прокласти базальтовий картон, компенсуючий температурні розширення металевих деталей.
- Внутрішні перегородки робити шамотною цеглою. Спорудити димохід, обкласти його, постійно затираючи внутрішню частину кладки. Завершити кладку за схемою, змонтувати металеві елементи.
Крім того, слід дотримуватися ряду рекомендацій:
- рекомендована товщина стали, яка використовується при самостійному виготовленні піролізного котла, складає 4 мм. Однак з метою економії для корпусу пристрою можна використовувати трьохміліметрового сталь;
- на пластину для палива у саморобних моделей зазвичай розміщують трохи вище, ніж у звичайних твердопаливних котлів;
- обов'язково потрібно встановити обмежувач, який дозволить контролювати кількість повітря, що надходить в паливну камеру, а також своєчасно підкладати дрова або брикети;
- для виготовлення обмежувача можна використовувати трубу діаметром близько 70 мм, довжиною трохи більше корпусу пристрою;
- до нижньої частини обмежувача слід приварити сталевий диск, який утворює зі стінками труби зазор близько 40 мм;
- для установки обмежувача в кришці котла слід зробити відповідний отвір;
- на пластину для дров слід зробити прямокутним. Закривають цей отвір дверцятами, зі спеціальною сталевою накладкою, що забезпечує надійне прилягання;
- нижче необхідно зробити отвір для видалення золи;
- трубу, по якій рухається всередині котла теплоносій, потрібно зробити з вигином, щоб максимально поліпшити віддачу тепла;
- кількість теплоносія, що надходить в котел, можна регулювати за допомогою встановленого зовні вентиля.
Корпус піролізного котла слід виготовляти з досить міцної сталі, здатної витримати високу температуру. Товщина металу повинна бути не менше 3 мм
Яке паливо використовувати
Для економічної і ефективної роботи піролізного котла можна використовувати будь-яке тверде паливо: дрова, вугілля, торф, пелети, інші горючі матеріали. Головна умова, необхідне для підтримки процесу піролізного горіння - найнижчий показник вологості, не більше 20%. Більш вологе паливо необхідно спеціально досушувати до потрібного рівня.
Можливість використання відходів деревного, швейного, олійно та інших видів виробництва, робить цю піч ще більш вигідною в експлуатації. Зміст деревини при цьому має бути не менше 70%.
Для роботи піролізного котла рекомендується вибирати тверде паливо
У звичайних печах дрова потрібно підкладати кожні дві-три години. На зимовий період йде приблизно 10 кубометрів дров. У піролізних котлах горіння дров триває 12 годин, економія за зиму становить до 40%.
Вугілля горить набагато довше, до п'яти діб, відповідно економиться не тільки паливо, але і час. Існують моделі, які оснащені автоматикою для подачі паливних гранул, тобто працюють в автономному режимі тривалий час.
Вимоги безпеки і правила експлуатації
Котли тривалого горіння, як і будь-яке інше опалювальне обладнання є пожежонебезпечним, оскільки процеси горіння в такому пристрої можуть досягати дуже високих температурних показників. При його монтажі та використанні потрібно дотримуватися наступних рекомендацій:
- розміщують котел на бетонному або цегляному підставі, перед топкою кладуть металевий лист товщиною від 2 мм, для захисту підлоги від випадково випали вугіллячок;
- відстань до стін не менше 20 см, і якнайдалі від меблів;
- бажано наявність окремої котельні, отвір для вентиляції в ній повинен бути розміром не менше 100 кв. см;
- рекомендується також ретельно утеплити димохід, за яким відводяться продукти горіння. Відсутність теплоізоляції не тільки призведе до тепловтрат, а й викличе утворення дьогтю і конденсату, які сприяють передчасного зносу устаткування і численним поломок;
- автоматика з термодатчиками дозволить налагодити автономну роботу котла і забезпечить пожежну безпеку. Саме автоматика регулює правильне змішування горючого газу з повітрям за спеціальною схемою;
- обов'язково встановлюють групу безпеки котла: манометр, автоматичний і аварійний клапан, який стравити повітря при надлишковому тиску;
Будівництво або збірка котла тривалого горіння - справа не проста і не дешева. Провівши один раз всі витрати, розрахунки і виконавши всі роботи за спеціальною технологією, дбайливий господар отримує економічний та високоякісний котел, який в процесі роботи заощадить сімейний бюджет і час, робить будинок теплим і затишним в зимові холоди. При дотриманні правил роботи ця піч буде опалювати кімнати і гріти воду, буде справно працювати довгі роки.