Пиролизный котел своими руками - изготовление и эксплуатация!

Каким образом нужно топить котел шахтного типа

Как и любой другой вид котельной техники, рассчитанной на обогрев жилых объектов, шахтный котел имеет во время эксплуатации свои тонкости и нюансы

Первое и что самое важное для нормальной работы агрегата – качество топлива, и каким образом производится загрузка дров топливную камеру. Высокая теплоэффективность твердотопливного шахтного котла достигается за счет правильной укладки дров

Правильно уложенное топливо позволит не только обеспечить максимальный рабочий эффект, но и снизит вероятность задымления жилых помещений.

Качество укладки топлива определяет продолжительность горения и соответственно, длительность работы нагревательного агрегата.

Что бы правильно использовать нагревательный прибор шахтного типа достаточно усвоить несложный алгоритм действий.

Первоначальный розжиг дров традиционным способом.
Через 15-20 минут котел сможет выйти на номинальную мощность.
После выхода котла в рабочий режим догружают в топливную шахту остальные дрова и переходят в пиролизный режим работы.

Правильно подобранные и уложенные дрова – гарантия того, что котел будет работать длительное время, обеспечивая ваш дом теплом.

Что касается непосредственно самого топлива, то здесь многое зависит от фантазии и финансовых возможностей владельца дома. Однако, несмотря на то, что отопительные приборы шахтного типа всеядны, КПД котла напрямую зависит, чем вы топите котел.

В топку котла идут топливные брикеты, отходы деревообработки, пеллеты. Брикеты и пеллеты считаются элитным видом топлива, однако их цена намного превышает стоимость обычных дров

Тем более, если брать во внимание неприхотливость шахтного котельного оборудования в плане топливного ресурса. Дрова являются основным топливным материалом для шахтных котлов

Во время эксплуатации, необходимо хотя бы половину закладки делать из дров.

Способ укладки дров в шахтный котел

Разобравшись с принципом действия нагревательных приборов шахтного типа, с требованиями, предъявляемыми к топливу, нужно обратить внимание на способах закладки. Наиболее часты случаи, с которыми приходится сталкиваться владельцам шахтных твердотопливных котлов, связаны с зависанием дров в топливной камере

Причина такого явления — неправильная закладка. Учитывая принцип действия шахтного котла, где основное горение происходит в нижней части устройства, дрова должны под собственным весом плавно опускаться вниз

Наиболее часты случаи, с которыми приходится сталкиваться владельцам шахтных твердотопливных котлов, связаны с зависанием дров в топливной камере. Причина такого явления — неправильная закладка. Учитывая принцип действия шахтного котла, где основное горение происходит в нижней части устройства, дрова должны под собственным весом плавно опускаться вниз.

Несоблюдение рекомендаций по укладке дров в данном случае чревато внезапному прерыванию основного процесса – горению топлива. Перед началом эксплуатации шахтных агрегатов следует придерживаться следующих рекомендаций:

поленья, предназначенные для закладки, должны быть меньших размеров, на несколько сантиметров меньше значений периметра топливной шахты;
дрова всегда необходимо укладывать поперек шахты, а ни в коем случае вдоль нее;
на самый низ укладываются самые сухие поленья, тогда как вверху можно расположить сырые дрова.

Нехитрые советы помогут вам добиться нормальной работы вашего котла. Одной загрузки дров, если соблюдены все правила закладки, должно хватить на 12 часов. Котел все это время будет работать самостоятельно, не требуя вашего участия.

Устройство и принцип действия пиролизных котлов

Пиролизный котёл промышленного производства

В основе работы газогенераторных котлов лежит принцип пиролиза, который заключается в том, что под воздействием высокой температуры при ограниченном доступе кислорода происходит разложение топлива на пиролизный газ и твёрдый остаток топлива. В основной камере происходит тление твёрдого топлива при температуре, достигающей 800 градусов. В результате этого выделяется тепло, необходимое для нагрева теплоносителя. Однако если в устройствах, имеющих традиционную конструкцию, выделяемый в результате горения газ, сразу удаляется через дымоход, в данных устройствах он смешивается с кислородом, который подаётся принудительно и догорает во второй камере. Здесь же происходит дополнительный нагрев воды, выполняющей чаще всего роль основного теплоносителя.

По сравнению с котлами, работающими по традиционной схеме, газогенераторные котлы имеют целый ряд преимуществ, среди которых можно выделить следующее:

Высокий КПД, а в некоторых устройствах данного типа этот показатель превышает 80%, в то время как в других устройствах это обычно 60-70% и даже меньше.
Минимальное количество вредных отходов, чему способствует взаимодействие пиролизного газа и активного углерода, что на треть сокращает выброс в атмосферу вредного углекислого газа.
Универсальность пиролизных котлов, которая заключается в возможности использования различных видов твёрдого топлива, среди которых древесина, древесные пеллеты и даже опилки.
Лёгкое обслуживание, заключающееся в том, что загрузка топлива во многие газогенераторные котлы происходит не чаще 1 раза в сутки.
Доступная цена – учитывая тот факт, что эффективность котлов, работающих на основе пиролиза, гораздо выше даже традиционных газовых котлов, а стоимость отходов производства деревообрабатывающих предприятий и вовсе незначительна, можно отметить, что использование пиролизных котлов способно приносить ощутимый экономический эффект.
Минимальное количество твёрдых отходов горения – золы и сажи, что облегчает обслуживание котлов.

Несмотря на это стоит отметить, что при работе пиролизных котлов следует учитывать, что не любое топливо подходит для их работы. В частности, чаще всего для работы котлов пиролизного типа, используемых для обогрева дома, используется древесина. Однако не любая древесина будет одинаково пригодной. Суть процесса пиролиза заключается в том, чтобы выделялось как можно больше горючих летучих веществ, а это возможно только в том случае, если влажность древесины имеет небольшие значения – не более 20%. В противном случае эффект пиролиза достигнут не будет и эффективность такого котла будет гораздо ниже. Кроме этого, пиролизные котлы, изготавливаемые промышленным способом, напрямую зависят от электроэнергии, необходимой для организации подачи воздуха. В случаях отключения последней, они могут в лучшем случае работать только на поддержание температуры, нисколько не обогревая помещение.

Экономия материальных средств при самостоятельной сборке котла

Те, кто решился сделать пиролизный котел своими руками, сэкономят немалую сумму, в пределах 2000-2500 долларов. Конечно, нужно будет изучить много информации о данном проекте, возможно, заказать чертежи на фирме, которая занимается подобными вопросами. Но все равно самостоятельный процесс по сборке пиролизного котла позволит потратить меньше средств, чем на приобретение готового механизма.

Советы по подготовке к работе

Перед началом такого ответственного задания нужно подготовить следующие инструменты:

электродрель и болгарку;
сварочный аппарат постоянного тока;
лист толщиной 4 мм;
трубы разного диаметра, от 3 до 15 см и толщиной от 0,32 до 0,45 см;
стальные полоски;
электроды;
шлифовальные и отрезные круги – 125 и 230 мм;
вентилятор или дымосос и температурный датчик.

Каждый мастер может по собственным замерам изготовить пиролизный котел, но лучше, чтобы стандартные размеры внутренней камеры сгорания топлива не менялись.

Чем топить пиролизный котел?

Пиролизный котел

Виды топлива

Для топки пиролизного котла можно использовать:

дрова;
торф в брикетах;
антрацит;
древесные гранулы и брикеты;
бурый уголь;
кокс.

Перечисленные виды топлива различаются по калорийности. От этого показателя напрямую зависит эффективность работы агрегата. Применение менее калорийного топлива может уменьшить КПД котла на 30% и более.

Чем топить котел

Чаще всего для топки пиролизных котлов используют брикеты и пеллеты. Брикеты могут изготавливаться из древесины, соломы и торфа. Идеальный вариант – брикеты, изготовленные по методу прессования. Те же брикеты, которые изготавливаются из опилок, рекомендуется использовать только в комплексе с бурым углем либо дровами.

Для изготовления пеллетов тоже может использоваться древесина или солома. Материал прессуется подобно брикетам.

Нередко для топки пиролизных котлов используются дрова

Важно! Для обеспечения максимальной эффективности работы оборудования и уменьшения расхода топлива нужно использовать древесину влажностью не более 20%.. В целом же при выборе топлива следует учитывать особенности местности, в которой находится ваш дом

Если вы живете в окружении лесов, наиболее целесообразным вариантом будет использование дров. Жителям же степных полос, как правило, выгоднее топить углем.

В целом же при выборе топлива следует учитывать особенности местности, в которой находится ваш дом. Если вы живете в окружении лесов, наиболее целесообразным вариантом будет использование дров. Жителям же степных полос, как правило, выгоднее топить углем.

Если в месте вашего проживания доступно любое топливо, выбирайте самое калорийное. Этим вы обеспечите наиболее высокий КПД оборудования при минимальном расходе.

Котел пиролизный

Продукты реакции

В результате переработки резиновых отходов происходит выделение нескольких видов продукции:

Топливо жидкой формы.
Остаток, содержащий углерод.
Газ при пиролизе.
Металлическая армирующая проволока.

Жидкость

Жидкий остаток, по сути, представляет собой синтетическую нефть, схожую по своему составу с природной. При обработке полученного сырья на нефтеперерабатывающих заводах возможно получить такие виды материалов, как бензин, мазут, а также синтетическое масло для автомобильной техники.

Во многих странах такой способ утилизации нашел широкое применение, из огромного числа автошин производят дизельное топливо. С одной тонны шин в результате пиролиза получают 500 л топлива. Жидкий остаток можно применять без обработки для печей и котлов в качестве основного топлива.

Углеродсодержащий остаток

Твердый остаток нашел широкое применение в некоторых областях:

Он аналогичен активированному углю по своим абсорбентным свойствам.
Как черный краситель в лакокрасочном и цементном производстве.
Как сырье для изготовления новых резиновых изделий, а также покрышек.
Добавляется в жидкое топливо, либо сжигается сам в специальных печах.

Пиролизный газ

Пиролиз покрышек производится с выделением газа, который по своим характеристикам схож с природным. Большая часть данного газа в результате горения в печи разделяется на жидкие фракции, а также невыпадающие в осадок остатки, которые поддерживают разложение резины.

Металлический корд

Металлическая проволока при воздействии высокой температуры не подвержена разложению и остается в практически неизменном виде. Сердечник автомобильных шин производится из качественной стали, которая при дальнейшей переплавке находит свою вторую жизнь

Особенности пиролизного котла с нижней камерой

Принципиально пиролизный твердотопливный котёл, снабжённый нижней камерой дожига газов намного сложнее для изготовления своими руками. При этом для его самостоятельного изготовления понадобится больше времени и денежных затрат. Но для начала нужно понимать, что такие котлы подразделяются на системы, оборудованные дымососом или наддувом. Если не углубляться в сложные физические процессы, то можно обозначить определённые принципиальные отличия. Система с наддувом функционирует за счёт поступления горючих газов в камеру дожига посредством вмонтированного вентилятора. Из-за этого в камере нагнетается избыточное давление. При этом такая конструкция предусматривает использования любого даже самого дешёвого вентилятора, благодаря которому можно выполнить совмещение топки с камерой дожига.

Но это достоинство одновременно является и недостатком по той простой причине, что такой пиролизный котёл имеет КПД не более 83%. Из-за нагнетаемого давления часть воздуха попросту не попадает в центр процесса горения и поэтому топливо сгорает не до конца. Помимо этого под давлением часть пиролизного газа попросту вылетает в дымоходную трубу не сгорая, что опять-таки сказывается на коэффициенте полезного действия. Но самое главное слишком мощный наддув может привести к взрыву котла.

Достоинства и недостатки

Плюсы:

КПД 85–90%.
Пиролиз даёт возможность выжать максимум энергии из твёрдого материала при сгорании.
Экономичность, достигаемая с помощью вентилятора с регулируемым числом оборотов, что, в свою очередь даёт возможность изменять мощность котла по необходимости.
Топливо в пиролизном котле горит значительно дольше, чем в обычных котлах, следовательно, реже приходится топить и вычищать.

Минусы:

Высокая стоимость заводского оборудования ограничивает его применение в частных хозяйствах. Цена такого котла в 2–3 раза выше, чем у обычного.
Долгий срок окупаемости.
Необходимость применения сухого топлива. Рекомендуемая влажность древесных материалов — до 15–20%. В противном случае стабильной работы не будет, эффективность обогрева снизится. На сырых дровах котёл может не заработать.
Если использовать древесину, выделяющую большое количество смолы (ёлка, сосна), то отсеки и элементы печи быстро загрязняются и возникают сложности с их очисткой.
Возможен выброс золы через дымоход.
Зависимость от электроснабжения. Отсутствие или частые перебои с подачей электричества не позволят установить котел в отдалённых регионах.

Конструкция оборудования и устройство

Внутри крупногабаритного прибора основную часть занимает топочная камера. Ее размер влияет на объем закладки и длительность перегорания сырья. Чем крупнее этот отсек, тем выше производительность. Это следует учесть при выборе агрегата для обогрева помещения большой площади.

Каждая разновидность имеет особенности во внутреннем оснащении. В народе наибольшую популярность приобрели приборы типа Булерьян, имеющие такое устройство:

Металлический корпус цилиндрической формы. Внутри двойных стенок расположена водяная подушка, которая служит теплообменником.
Камера для топлива. Располагается в нижней части.
Пиролизная зона для дожига газа.
Дверца для закладки. Смонтирована вверху топки.
Отвод для подсоединения к дымоходу. Через него выходит наружу угарный газ.
Зольник. Расположен в самом низу. Служит для очистки от сажи, которая просыпается через колосники.

Для правильной работы Булерьяна требуется обеспечить полную герметичность зольного отдела. Он не служит, как это принято в печах, поддувалом. Воздух поступает только через верхнюю камеру. Для регулирования его подачи там делают заслонку.

Классический вариант котла отличается прямоугольной формой, но имеет похожее устройство.

Внутри монтируют чугунный или стальной теплообменник, нагревающий воду, которая затем циркулирует по трубам и подается в контур ГВС. Блок управления устанавливают сверху, чтобы защитить от попадания пыли. Там же оборудуют вентилятор, нагнетающий воздух в топочный отсек.

Принцип работы

Хотя различные модификации пиролизных устройств отопления могут сильно отличаться по строению, принцип работы пиролизного котла любого вида является одинаковым. Он осуществляется по такой схеме:

В камере газификации зажигают дрова. Когда температура поднимается до нужного уровня, подача воздуха сильно уменьшается. Топливо начинает тлеть.
Воздух подается только в таком количестве, чтобы дрова тлели. При этом температура достигает 200-800 °С.
Во время тления топливо разлагается, и из него высвобождаются различные газы, а также образуется кокс.
Пиролизные газы движутся в камеру сгорания.
В эту же камеру подается вторичный воздух. Он смешивается с газами, которые начинают гореть.
Фактически все газы сгорают. Не горят только те, которые начали реагировать с частицами свободного углерода. Результатом этого взаимодействия является образование угарного газа и окиси азота. Такая реакция сопровождается поглощением некоторой части тепла.
Образованные частицы движутся в камеру догорания и окисляются там. Во время окисления впитанное ими тепло отдается обратно.
Дымовые газы движутся в теплообменную камеру, проходят через теплообменник и выходят через дымовую трубу.
Все это время температура внутри камеры сгорания контролируется автоматикой. Температура должна быть постоянно высокой, иначе пиролизные газы не сгорят.

Согласно многим видео о пиролизных агрегатах и их подключении все их типы имеют три общих рабочих режима:

Режим розжига. Во время него открывается заслонка прямого хода (находится вверху перегородки между газогенерирующей и теплообменной камерами), и все газы, пройдя через заднюю камеру, выводятся через дымоход.
Рабочий режим. Вышеупомянутая задвижка является закрытой, в топку подается ограниченное количество воздуха, происходит пиролиз.
Режим загрузки дров. Заслонка прямого хода является открытой, часть пиролизного газа выходит из нее, а часть попадает в камеру сгорания. Пиролиз продолжается.

Принцип работы котла продолжительного горения

В обычных твердотопливных агрегатах, одной закладки хватает на 6-7 часов горения. Соответственно, если в топку не будет добавлена очередная порция ресурсов, температура в помещении сразу же начнет снижаться. Это происходит из-за того, что основное тепло по помещению циркулирует по принципу свободного движения газа. Нагреваясь от пламени, воздух поднимается вверх и выходит наружу.

Теплового ресурса котла длительного горения хватает примерно на 1-2 суток с одной закладки дров. Некоторые модели могут поддерживать тепло до 7 суток.

За счет чего достигается такая экономичность и эффективность?

Схема работы котла

От обычного котла, ТТ котел длительного горения отличается наличием сразу двух камер сгорания. В первой стандартно сгорает само топливо, а во второй — выделившиеся при этом газы.

Большую роль в этом процессе играет своевременная подача кислорода, которую обеспечивает вентилятор.

Такой принцип был реализован сравнительно недавно. В 2000 году литовская компания Stropuva впервые презентовала эту технологию, которая стразу снискала уважение и популярность.

Самодельный котел длительного горения

Сегодня это является наиболее дешевым и практичным способом обогреть загородный дом, там, где не предусмотрена газификация и случаются перебои с электричеством.

Такие агрегаты работают по принципу горения верхнего топлива. Стандартно во всех печах топка располагается внизу, что позволяет забирать с пола холодный воздух, нагревать его и поднимать вверх.

Принцип работы этого котла в чем-то поход на пиролизный. Основное тепло здесь выделяется не от сгорания твердого топлива, а от выделившихся газов в результате этого процесса.

Сам процесс сгорания происходит в закрытом пространстве. Через телескопическую трубу выделившийся газ поступает во вторую камеру, где происходит его полное сгорание и смешивание с холодным воздухом, который подкачивает вентилятор.

ТТ котел длительного горения (схема)

Это беспрерывный процесс, который происходит до тех пор, пока полностью не прогорит топливо. Температура при таком горении достигается очень высокая – около 1200 градусов.

Как уже говорилось выше, в этом котле реализовано две камеры: основная большая и маленькая. В большую камеру закладывается само топливо. Ее объем может достигать 500 куб.дм.

Ресурсом для горения может выступать любое твердое топливо: опилки, угли, дрова, паллеты.

Постоянный приток воздуха осуществляет встроенный вентилятор. Преимуществом этого метода заключается в том, что твердое топливо расходуется крайне медленно.

Это значительно увеличивает экономичность такого отопительного прибора. Почему же так медленно прогорают дрова, по сравнению со стандартной печью?

Суть заключается в том, что прогорает лишь верхний слой, так как воздух нагнетается вентилятором сверху. Причем вентилятор добавляет воздух только после того, как полностью прогорит верхний слой.

На рынке представлено сегодня множество моделей, которые работают по одному и тому же принципу, но, в зависимости от габаритов, материала исполнения, дополнительных опций, имеют разную эффективность и экономичность.

Универсальные ТТ котлы работают абсолютно на любом топливе, что значительно упростит владельцам их эксплуатацию. Более бюджетным вариантом является дровяной ТТ котел продолжительного горения. Он работает исключительно на дровах и другой вариант топлива в него закладывать нельзя.