Пиролизный котел своими руками

Нынешний рынок отопительных приборов поражает своим разнообразием, но, по мнению многих специалистов, самыми эффективными и практичными являются газогенераторные твердотопливные котлы. Они имеют достаточно высокий КПД, в некоторых моделях  до 90% и даже выше. Принцип работы твердотопливного газогенераторного котла заключается в использовании «медленного» горения в условиях недостатка кислорода. В результате образуется большое количество горючих газов, которые потом сжигаются во второй камере. В качестве горючего можно использовать дрова, торфяные брикеты, солому, каменный уголь, пеллеты, опилки, а также бытовой мусор.

Пиролизные отопительные котлы пользуются довольно неплохим спросом, однако, стоимость их доступна далеко не каждому. В зависимости от типа конструкции, мощности агрегата и фирмы производителя предложения стартуют от 500€. Поэтому многие народные умельцы пробуют изготовить такой котел самостоятельно.

Несмотря на то, что конструкция пиролизного котла достаточно сложна, сделать это вполне по силам каждому, кто умеет обращаться со сварочным аппаратом и разбирается в чертежах. Прежде чем начинать изготовление стоит уяснить, что все они делятся на агрегаты с верхней или нижней камерой сжигания синтез-газов. Это зависит от способа подачи этих самых газов в камеру вторичного сгорания: когда они, повинуясь законам физики, поднимаются кверху самостоятельно, то это котел с верхней камерой дожига, а если продукты сгорания при помощи принудительного наддува опускаются в нижнюю топку и сгорают там — это конструкция с нижней камерой.

Стоит понимать, что котлы с нижней камерой догорания имеют не только более сложную конструкцию, но и потребуют дополнительных расходов на приобретение вентилятора, обеспечивающего требуемое направление движения газов. Потому быстрее и дешевле сделать котел с верхней пиролизной камерой.

Конструкция котла с верхней камерой

Если не погружаться в глубины, суть работы заключается в следующем:

• берутся два стальных корпуса одной формы, но разного размера (обычно цилиндрические) и тщательно соединяются меж собой;
• больший корпус — внешний кожух котла, а меньший — топка;
• пространство между ними заполняется водой, которая играет роль теплоносителя;
• меньшая конструкция также разделяется на 2 части распределителем воздуха, в одной части сгорает топливо, а в другой дожигается пиролизный газ;
• распределитель воздуха имеет вид телескопической трубы, на которую с одного конца приварена площадка с лопастями, позволяющими равномерно распределять газ, выделяющийся в результате сгорания топлива;
• с другого конца через распределитель непосредственно в зону горения подается воздух, необходимый для поддержания процесса;
• по мере сгорания топлива распределитель опускается вниз и подача воздуха осуществляется на следующий уровень;
• параметры рабочего процесса контролируются автоматическими приборами управления, поэтому котел требует подключения к электросети;

  

Для работы понадобится

Техника:

• комплект чертежей или хотя бы принципиальная схема с указанием достаточного количества размеров;
• сварочный аппарат, 2–3 пачки электродов;
• большая и маленькая углошлифовальные машинки (если таковых не имеется, можно взять обычный лобзик, получится дольше);
• несколько отрезных и пара шлифовальных кругов Ø 125 и 230 мм (или парочка пилок по металлу для лобзика);

Материалы:

• труба длиной в 130 см и Ø 50 см, толщ. стенки — 3 мм;
• труба длиной в 150 см и Ø 45 см, толщ. стенки — 3 мм; если таких у вас не найдется, то можно взять пару листов металла 1250х2500х2,5 мм и найти фирму, где их прокатают, потом при помощи сварки изготовить 2 трубы;
• труба Ø 5,7–6 см и длиной в 120 см;
• два кольца Ø 50 см и шириной в 2,5 см (можно вырезать из листа металла, а можно согнуть из уголка 25х25 мм);
• лист металла для изготовления загрузочной дверцы и люка для чистки золы;
• два комплекта петель, ручки, задвижки;
• пара кусков швеллера или уголка для изготовления ножек и крыльчатки;
• асбестовое полотно для закладки в дверцы (чтобы не сильно нагревались и для уменьшения теплопотерь);
• асбестовый шнур для уплотнения дверцы топки и лючка зольника;

Процесс изготовления

Изготавливаем корпус котла:

1. Берем трубы диаметром 150 и 130 см, вкладываем их одна в другую и соединяем их между собой с помощью кольца из уголка 25х25 мм.
2. Из листа металла вырезаем круг Ø 45 см и завариваем днище внутренней трубы. Должна получиться бочка Ø 45 см вокруг которой наварен водогрейный контур шириной в 2,5 см.
3. В нижней части «бочки» прорезаем прямоугольное отверстие шириной в 15–16 см и высотой в 8–10 см. Это будет дверца зольника. Ввариваем люк зольника, приделываем дверцу, которую оснастим петлями и задвижкой.

   

4. В верхней части «водяной рубашки» прорезаем прямоугольное отверстие для загрузки топлива (размеры должны быть достаточными для того, чтобы было удобно загружать дрова). Ввариваем люк загрузки, оборудуем дверцу, оснащаем ее петлями и задвижкой. Дверцы лучше делать двойные, проложив между листами металла асбестовую прокладку и уплотнить места прилегания асбестовым шнуром. Это позволит уменьшить теплопотери котла.

   

5. Также в верхней части котла ввариваем выпускной патрубок, через который полностью сгоревшие газы будут выходить в дымоход.

   

6. Сверху и снизу водяной рубашки привариваем патрубки Ø 40–45 мм для подключения к системе отопления. Нарезаем резьбу.

   

7. Хорошо подмыливаем все сварочные швы и опрессовываем рубашку котла с давлением не менее 2 кг\см 2. Тщательно проверяем качество сварочных швов, при необходимости устраняем огрехи.

Теперь приступаем к изготовлению воздушного распределителя.

1. Из листа металла вырезаем круг с диаметром на 2–3 см меньше, чем внутренний Ø котла, примерно 42–43 см. В его центре вырезаем отверстие Ø 5,7–6 см (по Ø трубы воздухораспределителя).
2. В отверстие вставляем трубу воздухораспределителя соединяем все герметичным швом.

   

3. На нижнюю поверхность металлического блина навариваем куски швеллера или уголка в виде лопастей (можно использовать крыльчатку от какого-нибудь вентилятора, если толщина лопастей подходящая).
4. С другого конца привариваем петлю, за которую будет подниматься и опускаться конструкция и приспосабливаем заслонку, для регулировки подачи воздуха в зону горения.

   

Распределитель воздуха готов. Из листа металла вырезаем круг Ø 50 см, в центре которого прорезаем отверстие Ø 7–8 см. Распределитель воздуха вставляем в котел, верхний конец трубы продеваем в отверстие и наглухо завариваем верхнюю крышку котла. К петле воздухораспределителя прикрепляем тросик при помощи которого через блок распределитель будет подниматься и опускаться.

Все, пиролизный котел длительного горения, изготовленный своими руками готов, можно приступать к испытаниям. Такую же конструкцию, только немного более сложную имеют котлы Стропува или Буран, отзывы о работе которых очень неплохие.

На видео представлен еще один вариант котла с верхней топкой горения пиролизных газов.  Тут уже четко видно разделение топок и продемонстрирован даже сам процесс горения.

Есть еще одни котел похожей конструкции и принципа действия. Называется он «Бубафоня», возможно он вам понравится больше.

Пиролизный котел с нижней камерой

Схема пиролизного котла длительного горения с нижней камерой догорания древесного газа несколько сложнее и его изготовление потребует немного больше затрат и усилий.

Прежде всего нужно уяснить, что котлы такого типа тоже бывает двух видов: с наддувом и с дымососом. Не вдаваясь в подробности физики и теплотехники, обозначим принципиальное отличие.

В первом случае в камеру догорания вторичный воздух нагнетается при помощи вентилятора. Это создает в камере избыточное давление (выше атмосферного). К достоинствам  такой конструкции можно отнести то, что вентилятор вам подойдет любой, хоть компьютерный кулер и можно совместить топку с камерой дожига, т. к. при помощи наддува можно обеспечить достаточно большой объем избыточного воздуха. Однако это «достоинство» можно рассматривать и как недостаток, т. к. оно не позволяет поднять КПД котла выше 80–82%. Под давлением часть воздуха просто не попадает в середину процесса горения, потому топливо сгорает не полностью. Плюс к этому, из-за избыточного давления, некоторая часть пирогазов просто не успевает сгорать и улетает в дымоход в чистом виде, поэтому обеспечить КПД 90% практически невозможно. И самое главное, если наддув будет слишком сильным такой котел может взорваться.

Во втором случае при помощи вытяжного вентилятора создается недостаточное давление (ниже атмосферного), поэтому наружный воздух, повинуясь силе Кориолиса, попадает прямо куда надо, ввинчивается в самый центр горения. Прирогазы сгорают полностью, котел работает во всю мощь и способен выдавать КПД 90%, а иногда даже больше.

Котлы с нижней камерой сгорания гораздо сложнее конструктивно. Один из них, который сделан своими руками мастером-сварщиком, продемонстрирован в видео.

Установка пиролизных котлов

При монтаже системы отопления нужно помнить, что пиролизные котлы нельзя ставить в жилых помещениях, кроме потенциальной опасности для здоровья несоблюдение этого требования грозит еще и штрафом от соответствующих служб. Поэтому обустройством котельной следует озадачиться заранее. При самостоятельной установке котла необходимо обязательно соблюдать правила пожарной безопасности:

• соблюдать расстояние до стен котельной (не менее 30 см);
• оборудовать негорючий фундамент (бетонный или асбестовый), не связанный с основным покрытием пола котельной;
• обеспечить хорошую систему вентиляции котельной, т. к. для хорошей работы пиролизника необходим приток свежего воздуха;
• хорошенько заизолировать дымоход (например, обернуть минватой и фольгой) во избежание возгорания крыши котельной;

  

Придерживаясь этих простых правил, вы не только избежите неприятностей, но и обеспечите качественную работу вашего пиролизного котла, собранного своими руками.