Конструирование пиролизного котла своими руками

Твердотопливные котлы долгое время были единственным источником тепловой энергии в регионах, где не было газа. Электричество, к сожалению, было всегда дорого. Сегодня многое изменилось в подходе рационального и эффективного использования дров и угля.

Пиролизные отопительные котлы и печи – вот средство, которое помогает сэкономить топливо, сделать обслуживание системы отопления и, в частности самого котла, более удобным. Но этот вид оборудования очень дорог, поэтому многих потребителей интересует вопрос, а можно ли сделать пиролизный ? Если вы хороший сварщик и неплохо читаете чертежи, то никаких проблем нет.

Что такое пиролиз?

Пиролиз иногда называют «сухой перегонкой». Все дело в том, что твердое топливо при невысоких температурах (плюс 200-800 °C) и небольшом количестве кислорода не горит, хотя и выделяет тепло. При таких условиях топливо тлеет, выделяя пиролизный газ. Остается лишь твердый остаток, который носит название древесный кокс.

Так вот пиролизный газ, если смешать его с необходимым количеством кислорода, образует горючую смесь, при сгорании которой выделяется огромное количество тепловой энергии. На этом принципе и работают и печи.

Твердый кокс, оставшийся после выделения горючего газа, не остается без дела. Он продолжает тлеть, прогорая до конца. Так что в итоге остается только небольшое количество золы.

Исходя из вышесказанного можно сделать заключение: для того чтобы котел работал по пиролизному принципу, необходимо в составе конструкции использовать две камеры сгорания. В первой будут тлеть дрова, во второй сгорать газ, обогащенный кислородом.

Для обогащения нужно будет продумать систему подающих свежий воздух каналов, соединенных со второй топкой. Добиться того, чтобы кислород естественным путем поступал в топку, будет сложно. Поэтому специалисты рекомендуют устанавливать в конструкцию котла небольшой вентилятор. Он может быть отводящим с установкой на дымоходе, или нагнетательным с установкой в начале канальной системы. Обязательно конструкция прибора оснащается зольником.

Сам процесс начинается с подбора чертежей. Если вы не инженер, а тем более не теплотехник, то не надо заниматься самодеятельностью. Чертежи вы найдете в свободном доступе в Интернете и спецлитературе.

Главное, подогнать конструкцию под необходимые требования системы отопления дома. Итак, чтобы сделать пиролизный котел своими руками, надо предварительно подготовиться.

Инструменты

Сначала собираем инструменты:

• электросварочный аппарат;
• болгарка;
• молоток;
• рулетка и карандаш;
• дрель.

Подготавливаем материалы:

• стальной лист толщиною 4 мм;
• труба диаметром 100 мм;
• труба 32, 50 мм;
• прямоугольная труба 60х30 мм толщиной 2 мм;
• вентилятор.

Если собирать самодельный пиролизный котел упрощенного типа, то его можно сделать из буржуйки. Только прибор этот будет не горизонтального типа, а вертикального, потому что оптимальный вариант конструкции – топка для сгорания пиролизного газа над топкой, где тлеют дрова. Таким образом, газ будет самотеком подниматься из первой камеры во вторую.

Поэтому из листового железа надо будет нарезать несколько прямоугольников, составляющих стенки корпуса. Плюс еще надо будет сделать несколько прямоугольных участков: для перегородки двух топок, для отсечения камер сгорания от отсека, где будет располагаться теплообменник. На одном из листов вырезаются два прямоугольных отверстия: верхнее – под дверцу топочной камеры, нижнее – под зольниковый отсек.

Из прямоугольной трубы необходимо нарезать два отрезка шириной, равной глубине котла. Обязательно из арматуры варится решетка (можно приобрести готовую). Изготавливается теплообменник из трубы 50 мм.

Конструкция устройства может быть змеевидной или в виде трубчатого радиатора с коллекторами.

В первую очередь свариваются между собой задняя стенка и две боковые, далее дно котла. Теперь необходимо установить теплообменник. Его можно крепить к одной из боковых стенок, например, к задней (оптимально).

Для крепления можно использовать кусочки арматуры, которые варятся одним концом к стене, другим – к трубам теплообменника. После чего устанавливается перегородка, закрывающая теплообменник.

Установка перегородки

Следующий этап – это установка перегородки между двумя камерами сгорания. Здесь два нюанса. Длина перегородки не должна равняться глубине топки. Она должна быть на 2-3 см меньше. Таким образом, создается зазор, через который пиролизный газ будет переходить с нижней камеры в верхнюю.

Перегородка должна устанавливаться с небольшим наклоном в сторону зазора. То есть, в нижней топочной камере должен образоваться небольших размеров конус с верхним углом у зазора. В принципе, можно обойтись и без конуса, установив чисто горизонтальную перегородку.

Приготовленные прямоугольные трубы используются для изготовления воздушных каналов. В них делаются дрелью и сверлом 10-12 мм через каждые 5 см отверстия с одного бока. Длина каналов равна длине перегородки между топками плюс ширина отсека, где расположен теплообменник. Один торец канала наглухо заваривается, при сборке он будет направлен в сторону лицевой стенки.

В перегородке теплообменника и задней стенке делаются два прямоугольных отверстия, которые по сечению равны внешнему сечению прямоугольных труб. Теперь устанавливаются каналы таким образом, чтобы их открытый торец смотрел из задней стенки котла. При этом отверстия в каналах смотрели внутрь топки. Профтрубы привариваются к стенкам верхней камеры сгорания.

А сзади к этим трубам привариваются точно такие же, только без перфорации, и устанавливаются они вертикально. Их длина определяется местом соединения с каналами сверху, а снизу – не доходя до низа котла на 10-15 см.

Именно в нижней части устанавливается герметичный металлический короб, в который монтируется вентилятор. По сути, короб будет выполнять функции воздушной сборной камеры. Сделать его можно из листов металла толщиною 2-3 мм. Его размеры определяются расстоянием между воздушными каналами, а высота в пределах 10-15 см.

Установка передней стенки

Самодельный пиролизный котел – это двухкамерная конструкция. Поэтому у лицевой стенки агрегата три дверцы: для зольника, для нижней камеры и для верхней.

Дверцы для верхней топки и для зольника – это небольшие лючки. В этом случае зольниковая дверца может служить воздушным отверстием для подачи кислорода в нижнюю камеру сгорания. А так как туда необходимо подавать небольшое количество свежего воздуха, то дверцу зольникового отсека можно сделать в виде заслонки.

Дверца для закладки топлива должна быть большой. И все дверцы необходимо обязательно герметизировать с помощью асбестовой ленты.

А если вам нет необходимости использовать отопительный котел? В таком случае обычная пиролизная печь своими руками собирается еще проще. В конструкцию агрегата не устанавливается теплообменник.

Срок эксплуатации

Обратите внимание, что конструкция, предложенная выше, это самый упрощенный вариант. Работать прибор будет надежно, но недолго – лет 5, не больше. Стенки котла прогорят быстро, потому что пиролизный газ сгорает при очень высоких температурах.

Чтобы продлить срок эксплуатации, необходимо верхнюю топку обложить шамотным кирпичом. Будет неплохо, если над ней соорудить воздушную камеру, через которую будут уходить угарные газы в дымоход.

Самодельный пиролизный котел надо уметь растапливать. Первые минут 10 надо, чтобы агрегат работал, как обычная дровяная печь. То есть, открыть дымоход полностью, открыть побольше дверцу зольника. Как только котел протопится, можно закрывать все заслонки и выставлять размеры их зазоров.

Обращайте внимание при этом на дым, который валит из дымохода. Если его нет или он идет в незначительных количествах, значит, ваш нагреватель был собран правильно.