Если у владельцев нет возможности использовать дешёвую электроэнергию или уголь для обогрева дома, то чаще всего они обращают внимание на дрова. В свете наблюдаемого в последние годы повышения цен на природный газ немногие готовы продолжать пользоваться им. Это вынуждает собственников частных домов заниматься поиском других источников тепла. Одним из них может стать пиролизный котел своими руками, изготовленный с использованием простых материалов, топливом для которого является такой доступный ресурс, как дрова.
Основная задача пиролизного котла заключается в обогреве помещений, что достигается путем сжигания древесины, которая обычно представлена прессованными брикетами, поленьями и отходами. Газогенераторный котел имеет несколько иную конструкцию, нежели традиционное твердотопливное оборудование, работающее на дровах. Однако даже это не является серьезной проблемой для тех, кто планирует сделать пиролизный котел своими руками.
Содержание
Принцип действия пиролизного котла
Из чего состоит
В конструкционном плане топка в пиролизных котлах предусматривает две части.
Газифицирующая камера (камера загрузки) – здесь в условиях дефицита кислорода происходит горение и пиролизация дров.- Камера сгорания – сюда поступают образующие газы, где окончательно догорают. Подобное разделение позволяет свести к минимуму потери тепла из камеры загрузки.
Газифицирующая камера (камера загрузки) – здесь в условиях дефицита кислорода происходит горение и пиролизация дров.Между данными частями располагается колосник, куда загружают брикеты. Поступление первичного воздуха происходит строго вертикально через слой древесины. Поэтому основной особенностью газогенерирующих котлов следует назвать верхнее дутье.
Эти изделия имеют топки, которые отличаются повышенным аэродинамическим сопротивлением. По этой причине чаще всего в них используется принудительная тяга. В некоторых случаях для ее создания используют дымосос. Этим они выделяются на фоне небольших аппаратов, где эффект тяги обеспечивает дутьевой вентилятор.
Принцип работы газогенераторного котла
Работу котлов, использующих в качестве топлива дрова, обеспечивает принцип термического разложения древесины. Он связан со свойством сухой древесины разлагаться в процессе горения на два компонента: твердый остаток (уголь) и летучую часть (газ).
В процессе работы пиролизных котлов создается высокая температура и наблюдается дефицит кислорода. Сжигание древесины в подобных условиях приводит к образованию генераторного газа. Этот газ направляется в сопло, в котором смешивается с вторичным воздухом, а затем поступает в камеру, где и происходит его сгорание при температуре около 1200 градусов Цельсия. Остаточные газы выводятся сквозь конвективную часть теплообменника, нагревая рабочее тело, а затем покидают топку через дымоход.
Среди ключевых элементов, которые присутствуют в камере загрузки и сгорания пиролизного котла, следует упомянуть про огнеупорную футеровку. Благодаря ей в аппарате создается повышенная температура, а также условия, при которых обеспечивает качественное и максимально полное горение дров.
Котел на дровах – основные преимущества
На рынке представлены различные устройства, использующие в качества топлива дрова. Наряду с теплоаккумулирующими печами потребителям доступны водяные и воздушные котлы. При этом более других востребованы именно пиролизные котлы. Главная их особенность состоит в том, что в процессе эксплуатации происходит горение не дров, а древесного газа, являющегося продуктом их сжигания. Горение дров не сопровождается возникновением сажи. Единственную проблему может доставить лишь зола, однако ее образуется очень мало. По этой причине необходимость в чистке установки возникает крайне редко.
Среди других достоинств, которыми обладают эти устройства, следует назвать то, что в них необходимая температура сохраняется заметно дольше, нежели в обычных моделях. Этот эффект связан с повышенным КПД и увеличенной загрузочной камерой. Встречаются и такие модели, которым достаточно одной закладки топлива для поддержания нормальной работы в течение суток.
Пиролизный котел реже нуждается в чистке
Отработанные газы наносят меньший вред окружающей среде и здоровью людей из-за пониженной концентрации канцерогенных веществ. Во время работы пиролизного котла происходит реакция с участием газа и активного углерода. По этой причине выходящие из аппарата дымовые газы содержат в своем составе в основном лишь водяной пар и углекислый газ.
Следует упомянуть про другое важное преимущество газогенераторных аппаратов. В этих установках реализована возможность выбора подходящей мощности в диапазоне 30-100%. Процесс сжигания топлива в котлах сопровождается одновременной утилизацией отходов, что исключает выброс загрязнений в окружающую среду. Эти аппараты могут перерабатывать такие отходы, как резина, пластмасса и полимеры. В то же время на работу котлов влияет качество топлива, им требуется электропитание, а сами они отличаются большими габаритами.
В чем эффективность пиролизного котла
Продолжительность использования дровяных котлов может быть различной. На этот параметр оказывает влияние большое количество факторов:
- температура окружающей среды;
- температура, которая должна быть создана в помещении;
- утепление дома;
- влажность;
- тип используемого топлива;
- соблюдение размеров, определенных проектом отопительной системы.
температура окружающей среды;Можно не сомневаться, что по эффективности работы с ними не сравнятся традиционные установки.
Топка пиролизного котла
Предусмотренная конструкцией самодельного пиролизного котла топка может использоваться для утилизации резины и полимеров, что не приведет к загрязнению атмосферы.
Какими бы качественными ни были дрова, все же во время их горения максимально возможная температура оказывается существенно ниже той, которую можно поддерживать при сжигании древесного газа.
Немаловажно и то, что потребность во вторичном воздухе для создания условий для горения газа существенно меньше. Это позволяет добиваться повышенной температуры, в результате чего горение становится более эффективным и продолжительным. Также во время сжигания пиролизного газа не приходится решать серьезных проблем, чтобы контролировать этот процесс.
О топливе для газогенераторных котлов
В качестве топлива для самодельных пиролизных котлов используют древесину, которая должна обладать определенными габаритами: длина – 380-450 мм, диаметр – 100-250 мм. Это правило распространяется и на топливные брикеты, чьи размеры должны быть равны 30 на 300 мм. Котлы могут работать и на мелких древесных отходах и опилках, которые следует загружать в топку вместе с дровами. Правда, их количество не должно превышать 30% от объема загрузочной камеры. Эти аппараты можно применять для сжигания древесины с влажностью до 40%.
В качестве топлива для этих устройств желательно использовать высушенную древесину, так как лишь при ее сжигании установка сможет демонстрировать свою предельную мощность и служить максимально долго. В процессе горения древесины, влажность которой составляет 20%, выделяется тепло из расчета 4 кВт в час на килограмм дерева. В свою очередь, при сжигании дерева с влажностью 50%, выделяется тепло из расчета 2 кВт в час на килограмм дров.
На основании этого можно сделать вывод, что влажность древесины оказывает влияние на то, сколько тепла образуется при сжигании топлива. Поэтому по мере увеличения влажности брикетов последние будут обеспечивать все меньше тепла. Одновременно с этим для достижения требуемой температуры потребуется тратить в два раза больше топлива.
Делаем пиролизный котел своими руками
С каждым годом все больше появляется желающих купить отопительные котлы с пиролизным сжиганием. Ведь эти аппараты позволяют не думать о необходимости покупать природный газ, цена на который в последнее время повышается. Сейчас в продаже можно встретить достаточно надежные газогенераторные установки, обладающие необходимыми техническими параметрами. Однако из-за их высокой стоимости не все потребители решаются на их покупку.
Если вспомнить про недавно проведённую строительную выставку, то на ней посетители смогли познакомиться с обычным котлом отечественного производства стоимостью от 1 тыс. долл. По этой причине у большинства потребителей и возникает желание изготовить пиролизные котлы своими руками.
Инструмент для работы
Для изготовления самодельного котла на дровах мало одного желания. Нужно также подготовить и необходимые инструменты. Естественно, это займет какое-то время, однако, если постараться, то эту задачу сможет решить каждый.
Первое, что необходимо сделать — узнать как можно больше об этой установке. Необходимо сразу определиться, как именно будет проходить горение — на колосниках или же со щелевой горелкой. Уже после этого можно отправляться в ближайший магазин за недостающими деталями. Для создания самодельного пиролизного котла необходимо подготовить следующие материалы:
- труба из стали толщиной 4 миллиметра;
- 4-миллиметровый лист стали;
- несколько профильных труб;
- электроды;
- 20-миллиметровый круглый прут;
- центробежный вентилятор;
- шамотный кирпич;
- автоматика, что регулирует температуру;
- гайки и болты;
- асбестовый шнур.
труба из стали толщиной 4 миллиметра;Чертежи и схемы газогенераторных котлов
Чтобы не ошибиться с количеством материала, который вам понадобится для изготовления пиролизного котла своими руками, следует воспользоваться чертежами. С их поиском проблем не должно возникнуть, так как в интернете их представлено довольно много. Имея под рукой чертежи пиролизного котла, можно не сомневаться, что вы сможете сделать котел неплохого качества. Благодаря схеме пиролизного котла вы будете знать, где должна располагаться топка, теплообменник и место подачи воды. Лучше не тратить свое время и силы на разработку новой схемы для дровяного котла. Вы облегчите себе задачу, если воспользуетесь общей схемой, ведь ее всегда можно подкорректировать с учетом своих потребностей.
Чтобы максимально упростить процесс создания газогенераторного котла, можно воспользоваться схемой отопительного аппарата мощностью 40 кВт, предложенной конструктором Беляевым. Впоследствии в этот чертеж можно внести необходимые изменения, чтобы при лазерной резке свести к минимуму количество составных элементов. При желании можно вносить изменения в конструкцию устройства. Главное, о чем нужно помнить – его внутренний объем должен остаться прежним.
Вы выиграете, если теплообменник будет оснащен более широкой рубашкой. Во время соединения элементов пиролизного котла необходимо опираться на план чертежа. Для выбранного варианта в качестве теплоносителя будет применяться воздух, благодаря которому вы легко доведете температуру в помещении до требуемого уровня, избежав значительных потерь.
Заботиться о герметичности труб вовсе не обязательно, так как в процессе эксплуатации дровяных котлов не приходится сталкиваться с утечкой тепла, а также необходимостью размораживания системы отопления. Поэтому эти аппараты прекрасно подойдут для дачи, где необходимость в обогреве возникает нечасто.
Принципиальная схема пиролизного котла
Когда котел будет собран, можно заняться его монтажом и проведением испытаний. Если все работы были выполнены правильно, то аппарату потребуется минимум времени, чтобы обеспечить в помещении необходимый температурный режим. Оптимально, когда прогрев системы отопления занимает не более получаса. При таком режиме работы котел быстро прогревает помещение.
Невзирая на то, что человечество шагнуло в 21-й век, многие из нас и сегодня используют для обогрева своих жилищ дрова. Этот факт и объясняет, что заставляет большинство потребителей отдавать предпочтение пиролизным котлам среди всех видов моделей, предлагаемых на рынке. И можно надеяться, что эта ситуация еще долго не изменится.