Как своими руками изготовить пиролизный котел на опилках

Устройство и методы изготовления

Принцип, по которому работают котлы на опилках, простой. Сжигание сырья осуществляется при помощи контролируемого длительного горения, трехступенчатой подачи атмосферного воздуха и вторичного дожига продуктов сгорания. При этом топливо проходит несколько стадий:

• загрузку в бункер, где находится шнек, который чаще всего расположен вне помещения;
• поступление при помощи червячной передачи в хранилище для опилок;
• отправка в следующий резервуар, соединенный с топочной камерой;
• попадание в топку котла, в котором и происходит поджигание и сгорание сырья, в результате чего нагревается теплообменник, а нагретый воздух выводится либо в камеру газогенерации (где осуществляется вторичный дожиг горючих газов), либо сразу в дымоотводную систему.

Рекомендуем: Какой должна быть влажность воздуха в квартире?

Конструкция котлов

Как правило, такое оборудование состоит из следующих элементов:

• устройства для подачи сырья;
• колосников, располагающихся в колосниковой части оборудования;
• емкости для сбора отходов;
• распределителя нагретого в топке воздуха;
• топки, где происходит сгорание топлива. Она имеет ряд отверстий, расположенных в особом порядке, позволяющем контролировать подачу воздуха и, соответственно, обеспечивать равномерность длительного горения;
• теплообменного блока, куда выходят газы, нагревающие теплоноситель и следующие затем в дымоотводящую трубу.

Как подается топливо

На одной порции загрузки котел работает длительное время и для обслуживания устройства, обогревающего коттедж или дом до 150-180 м2, достаточно ручной загрузки топлива 1-3 раза в сутки. На такое обслуживание уходит несколько минут.

Для мощной модели, обогревающей большое здание, коммерческие или производственные помещения больших размеров, предусмотрено наличие бункера. Из него засыпанное сырье автоматически подается к топке в требуемом объеме и в назначенное оператором время. Основные узлы системы подачи топлива: ворошитель – периодически рыхлит опилки (предупреждая слеживаемость) и подает их к транспортеру; шнековый (встречается ленточный) транспортер для перемещения сырья в топку.

Защитные системы, режимы работы

Автоматика твердотопливного котла делает управляемыми процессы доставки топлива в газогенератор, подачи в рабочую топку пропорционального количеству сырья объема воздуха, подачи холодной воды, регулирования температуры теплоносителя. Для безопасной эксплуатации котлов важны реализуемые автоматикой функции предотвращения возгорания, обнаружения дыма, сигнализации о возникших проблемах. Отсутствие подобных систем – главный недостаток самодельных котлов.

Твердотопливные котлы с блоком управления работают в следующих режимах:

• Максимальный. При полной загрузке опилками и прогреве воздуха с теплоносителем до требуемой температуры, автоматически снижается интенсивность рабочего процесса котла для получения большей эффективности и экономности от использования загруженного сырья.
• Средний. Режим экономного отопления до снижения температуры (значение выставляется пользователем) помещения. При достижении минимальной величины интенсивная работа котла возобновляется.
• Пауза. Намеренная остановка котла и остывание устройства.

Элементы автоматизации

Устройство подачи твердого топлива выглядит как контейнер, устанавливающийся непосредственно на котел или рядом с ним, с топкой контейнер соединен специальной бегущей коверной лентой работающей от электродвигателя, а также датчиком контролирующим уровень щепы или другого вида топлива в топке. Как только это количество снижается до определенного уровня, открывается заслонка и начинает работать автоматическая подача и горючее отправляется в котел. Котлы с автоматической подачей топлива обеспечивают точные параметры работы оборудования в течение срока от нескольких дней до двух-трех недель.

Устройство автоматизации состоит из двух элементов, внутреннего термометра определяющего степень разогрева топки и механизма соединенного с заслонкой. В тот момент, когда температура горения становится слишком большой, автоматическое устройство задвигает заслонку, уменьшая приток кислорода и соответственно температуру горения. При слишком низкой температуре заслонка открывается, и огонь становится ярче. Таким образом, автоматизация котла обеспечивает равномерное горение и в тоже время снижает расход, например, щепы, а также уменьшает нагрузку на воздухоотводчик.

Автоматический воздухоотводчик для котлов достаточно простое, но очень важное оборудование в системе автоматизации отопления. При работе системы отопления в трубах накапливается воздух и водяной пар, которые со временем могут образовывать пробки

Воздухоотводчик выступает в роли датчика воздуха и выпускного клапана одновременно.

5 лучших котлов с автоматической подачей топлива

Одним из самых популярных котлов с поддержкой автоматизации является модель с пеллетной горелкой ZOTA Pellet 100A. Агрегат отличается повышенной эффективностью, поскольку может функционировать в течение нескольких суток без внесения горючего сырья.

Котел ZOTA. Источник фото: stoldoma.ru

Конструкцией котла предусмотрена загрузка пеллетов с помощью шнекового механизма, а наличие надувной вентиляционной системы делает его востребованным для северных регионов с суровыми зимами.

Пиковые значения мощности достигают 100 кВт, а объем резервуара для топливного сырья составляет 606 л. Поддержка шнековой загрузки способствует полной защите от перегрева, а еще предотвращает попадание искр в бункер с топливом.

К преимуществам модели следует отнести:

1. Полную автоматизацию.
2. Поддержку электронного управления рабочими узлами.
3. Высокие значения мощности и КПД до 90%.

К минусам относят энергозависимость и большой вес.

Модель ACV TKAN 100 отличается эффективной автоматизацией процесса и использованием разных типов твердого топлива для работы. Это может быть уголь, брикеты древесины, дрова и прочее горючее. Агрегату свойственна высокая производительность и минимальный расход сырья. В конвективной части расположена пневматическая система очистки, а с целью повышения комфорта эксплуатации производитель снабжает модель специальными решетками. Допустимое давление составляет 3 бар.

Котел ACV TKAN 100

ACV TKAN 100 относится к пиролизным котлам с показателями мощности от 18 до 80 кВт. Систему используют для сжигания разной древесины и обогрева частных домов или небольших промышленных помещений. За счет наличия пиролизной технологии обеспечивается полное сгорание топлива. Камера достаточно вместительная, а сама система может удерживать тепло в течение 12 часов без необходимости повторного розжига.

К преимуществам оборудования следует отнести:

1. Высокую мощность.
2. Сжигание отходов горения.
3. Поддержку автономного управления.

Wattek PYROTEK 36 — одно из самых популярных устройств с полной автоматизацией всех режимов работы. Сгорание дров занимает 12 часов, а если используются брикеты, время этого процесса увеличивается до 15-17 часов.

Kronas Combi 62 кВт относится к автоматизированным устройствам, которые функционируют на гранулированном топливе. При высоких показателях КПД расход топлива умеренный.

Источник фото: kharkov.prom.ua

Использования щепы в качестве топлива

Отходы деревообработки отлично подходят в качестве источника тепла для отапливания частных домов, теплиц, фермерских хозяйств. Щепа, опилки не уступают пеллетам и брикетам по многим характеристикам. Этот материал привлекателен из-за доступности и цены, которая в два раза ниже, чем у пеллет.

Использование отходов древесины рентабельно в районах, в которых имеются производства по обработке древесины, лесозаготовки. Небольшой объёмный вес щепы, в сравнении с брикетами, повышает её цену из-за расходов по доставке.

Использование щепы может создавать сложности для частного потребителя. Теплотворная способность материала зависит от его влажности. При хранении слежавшееся сырьё и высокая влажность могут привести к пожароопасной ситуации, создавая нагревание и «горение» щепы. Хранение в одном месте больших объёмов сухого сырья также создаёт опасность пожара.

Европейские муниципальные программы поощряют применение древесных отходов в качестве топлива. Разработанные документы предъявляют конкретные требования к характеристикам сырья.

В составе отходов не должно быть более 8% коры и более 5% гнилых остатков. Сырьё для котлов дважды просеивают при обработке. Остаются древесные частицы диаметром 15-30 мм. Для обогрева частных построек запрещено использовать сырьё с примесями и фрагментами металла. Твердотопливный котёл может функционировать на влажном сырье, но это значительно снизит теплоотдачу.

Древесная щепа прекрасно обогревает частный дом, стоимость отопительного сезона выходит вполовину ниже среднего.

Плюсы и минусы котла на опилках

Преимуществ у отопительных приборов, работающих на древесной стружке достаточно много. Среди них можно выделить:

• высокий уровень КПД;
• быстрый прогрев системы;
• небольшие затраты на топливо;
• отсутствие вредных выбросов в воздух;
• возможность контроля температурного режима и расхода топливного сырья;
• обеспечение беспрерывной выработки тепловой энергии;
• безопасность использования.

Сложность может возникать при хранении древесного топлива. Опилки нужно сохранять в сухом отдельном помещении. При сгорании древесины сажа оседает на стенках дымохода и его следует регулярно прочищать. Котел на опилках выделяется своей продуктивностью и универсальностью. Таким отопительным устройством можно обогреть любой тип помещения. Конструкция прибора достаточно проста, что позволяет сделать его своими руками

В процессе подключения и эксплуатации котла важно соблюдать техник безопасности

Экономическая эффективность котлов на опилках

Котлы и теплогенераторы используются для получения тепла при сжигании топлива, в данном случае БИО массы в виде опилок. На экономическую эффективность влияет транспортные расходы, стоимость сырья, обслуживание оборудования. Вы можете влиять на все эти факторы, но самым основным показателем в данном случае является теплотворная способность топлива. Опилки влажностью в 30% и влажностью в 50 % будут в два раза отличаться по теплотворной способности. Для того чтобы довезти влажность опилок до 30% нужны площади, склады для хранения возможно дополнительные сушильные установки все зависит от масштабов переработки опилок в тепло.

Перспективным направлением над которым трудятся специалисты компании GRV является получение пиролизного газа из массы опилок в ретортных установках, очистка газа и использование его в ДВС. Данная технология достаточно давно известна. Мы работаем над совмещением выработки газа и получения тепла на нужны производства, систем отопления. За счет того что установка размещается на улице, то в таком случае не требуется решать массу вопросов по защиты от угарного газа.

Использование пиролизной установки совмещенной с теплогенератором или котлом позволяет разместить ТЭС на своем предприятии лесопереработки, сельскохозяйственном предприятии, а так же на тепличных комплексах и т.д.

Особенности эксплуатации котлов на опилках, теплогенераторы на опилках

Использование опилок в виде топлива подразумевает наличие минимальной инфраструктуры под хранение опилок, наличие котельной и ответственного лица за эксплуатацией котельного оборудования.

Достоинства и недостатки

Котлы на древесном сырье считаются самыми надежными, экономными и простыми в обслуживании. При этом они экологически безопасны для природной среды.

Основные преимущества использования древесных отходов для отопительных систем зданий:

1. Простота эксплуатации установки. Монтаж изделия не требует специального разрешения соответствующих инстанций, как для газовых агрегатов.
2. Эффективность нагревания теплоносителя, с помощью которого осуществляется не только отопление помещений, но и обеспечение жилого дома горячей водой.
3. Экологическая чистота сырья. Сгораемый продукт не выделяет в окружающую среду токсичные элементы.
4. Опилки намного дешевле газа и электричества. Особенно выгодно оборудовать такими котлами коттеджи, расположенные вблизи деревообрабатывающих предприятий.

Недостатки:

1. Трудности с хранением горючего сырья. Щепки требуют отдельного и просторного помещения.
2. Необходимость чистки дымоотвода от золы и сажи.

Обогревательные установки на опилочных материалах имеют больше преимуществ, поэтому они вскоре могут полностью заменить газовые модели.

Достоинства и недостатки

Твёрдотопливные котлы, предназначенные для сжигания отходов древесины достаточно популярны в России и за рубежом. Приобретение такой установки имеет плюсы и минусы.

Преимущества

Автоматический аппарат не требует особого внимания со стороны владельцев помещения. Он достаточно экономичен, позволяет регулировать режим горения, отапливать дом в течение суток на одной загрузке сырья. Тепло появляется через полчаса после начала сжигания топлива. КПД такого котла достигает 90% и больше.

Отходы древесины, используемые в таких котлах, относятся к экологически чистому топливу, имеют низкую себестоимость, не загрязняют окружающую среду.

Недостатки

К минусам относят, что автоматический котёл на щепе занимает много места. Для него потребуется две смежные комнаты, которые нужно предварительно переоборудовать. Стоимость автоматического аппарата превышает цену обычного котла, работающего на твёрдом топливе, в 3-5 раз.

Древесные отходы обладают сыпучестью, но это не мешает им застревать в системах доставки, блокируя подачу топлива в котёл. Для предотвращения такой ситуации в бункер встраивают систему для ворошения сырья.

Котлы на опилках и щепе привлекательны из-за низкой цены топлива. Установка такого аппарата целесообразна при условии непрерывной доступности сырья или отсутствии газового снабжения в помещении. С другой стороны вложенные средства в покупку и установку автоматизированного котла окупаются его автономной работой, комфортом управления, надёжностью.

Что еще использовать в качестве топлива

Для твердотопливных котлов, помимо щепы, подходят другие древесные отходы: опилки, стружка, пеллеты.

Опилки

Опилки образуются в результате пиления древесины. Они отличаются от щепы, которая обрабатывается специально. Размеры частиц зависят от метода, каким обрабатывалось дерево. Это дешёвый материал для отопления, практически не уступающий по теплоёмкости дровам при правильном использовании. древесные отходы

Древесные отходы

Древесными отходами считается часть дерева, которой не нашлось применение в изготовлении основной продукции. Каждое производство, связанное с переработкой древесины, имеет неизбежные в таком деле отходы: стружку, опилки, древесную пыль. Их используют как самостоятельное сырьё или изготавливают путём прессования брикеты, пеллеты. Прессованное топливо имеет высокий КПД сжигания за счёт отсутствия воды.

Принцип работы

Твёрдотопливные котлы, предназначенные для работы со щепой, опилками, различаются методами подачи сырья в камеру сгорания и его сжигания.

Автоматические котлы

Автоматические аппараты оснащены шнековым механизмом, который беспрерывно подаёт сырьё с хранилища до бункера и далее в камеру сгорания. Аппарат самостоятельно регулирует скорость подачи сырья и воздуха в соответствии с установленным режимом работы. Тлеющий заряд разжигает поступающее сырьё. При достижении термоносителем заданной цифры идёт отключение подачи воздуха и сырья. Такие установки обычно оснащаются защитой от пожара, которые не дают огню по шнеку распространиться до хранилища.

Камеры, предназначенные для сжигания топлива, могут быть:

• пиролизного типа
• для прямого сжигания сырья в потоке воздуха
• смешанного типа, где параллельно со щепой сжигают другие виды топлива

Неавтоматизированные котлы

Неавтоматизированные котлы оснащаются камерами, использующими принцип пиролиза. Загрузка сырья в бункер производится вручную. В камерах сгорания происходит тление топлива, при этом процесс можно контролировать, изменяя количество поступающего в камеру воздуха. Верхний слой над зоной горения выделяет пиролизные газы за счёт нагревания, подсушивания. Горючая смесь сгорает от реакции с катализатором, выделяя дополнительное тепло. Котёл с пиролизной топкой требует использование сырья с влажностью не выше 20%. Повышенная влажность снижает количество тепла, выделяемого при сгорании газа, оставляет много сажи и конденсата.

Как устроена котельная установка?

Не зависимо от варианта носителя тепла — воздух или вода -, котельная установка для работы на щепе устроена одинаково.

Ее база – водонагревательный или воздухогрейный котел с подключенным к нему шнековым транспортером и маленьким бункером, в который помещается запас топлива на 10–40 рабочих часов.

Недалеко от теплогенерирующей установкой устраивают хранилище топлива с достаточным на всю зиму запасом щепы, причем между кладовкой и бункером обязаны быть 1–2 стенки из материала который не горит.

В экономном варианте теплогенерирующей установкой бункер загружают ручным способом, таская и засыпая в него щепу ведрами или мешками.

В намного дорогом — бункер и хранилище объединяют пневматическим или ленточным транспортером, который если для этого есть необходимость наполняет бункер топливом.

В котельной установке в первую очередь устанавливают детекторы возгорания и загорания, а еще иные элементы противопожарной системы.

При выявлении дыма система блокирует подачу воздуха в котел и выключает мотор шнекового привода. Если же кроме дыма датчики выявили увеличение температуры, то противопожарная система в первую очередь выключает подачу электрической энергии в теплогенерирующую установку, потом подает воду, разбрызгивая ее при помощи специализированных насадок.

Самостоятельное изготовление и монтаж

Вместо того чтобы покупать такое нужное и эффективное для отопления устройство, его можно изготовить своими руками. Для создания котла на опиле понадобятся следующие инструменты и материалы:

• несколько труб: с прямоугольным профилем 60-40 мм и круглых, диаметром 4 и 5 см;
• аппарат для сварки и электроды к нему;
• угловая шлифовальная машина («болгарка»).

Участки труб следует подбирать таким образом, чтобы они поместились внутри котла размерами 36х40х80 см. При этом конструкции прямоугольного сечения будут использоваться в качестве вертикальных стоек, в которых вырезаются круглые отверстия для остальных деталей. Стоит учитывать, что с той стороны, где будет располагаться дверца, диаметры трубопроводов будут равны 50 мм. В задней же части котла размеры первых 4 вырезанных прямоугольников должны быть равны 5х6 см, а следующих четырех – 4х4 см.

Сварка передней и задней частей устройства производится следующим образом:

• привариваются прямоугольные стойки;
• к ним присоединяются круглые трубы таким образом, чтобы они располагались перпендикулярно полу помещения;
• к котлу подключаются трубопроводы подвода и отвода теплоносителя;
• торцы всех открытых труб завариваются при помощи кусков металла.

Теперь можно проверять котел на опилках на герметичность – залить в трубы жидкость и проверить утечку.

После этого оборудование монтируется в кирпичный топливник. Его тоже можно сделать своими руками, используя в качестве материала огнеупорные кирпичи.

Как сделать котел на щепе своими руками

Несмотря внешнюю простоту, схема подачи топлива самоосыпанием позволяет построить своими руками свою версию котла на щепе. Для корпуса котлоагрегата можно использовать отрезок водопроводной трубы высокого давления, диаметром 30-40 см. В нижней части устанавливают колосники от обычной угольной печки или сваренные из арматурного прутка.

В боковой стенке на высоте 20-25 см вырезают окно размером 100-120 мм, к которому с внешней стороны приваривают колено с подающим конусообразным бункером стружки. Чтобы сделать процесс осыпания более управляемым, в бункер вмонтируют маломощный электродвигатель с приваренным к валу отрезком арматуры. При вращении вала стержень подбивает стружку к входному отверстию и увеличивает количество осыпавшейся щепы на колосниках. Для нормальной работы самодельного котла потребуется сделать вытяжную трубу, высотой не менее трех метров.

Это интересно: Как украсить балкон цветами (видео)