Конструювання піролізного котла своїми руками

Твердопаливні котли тривалий час були єдиним джерелом теплової енергії у регіонах, де не було газу. Електрика, на жаль, була завжди дорогою. Сьогодні багато що змінилося у підході раціонального та ефективного використання дров та вугілля.

Піролізні опалювальні котли та печі – ось засіб, який допомагає заощадити паливо, зробити обслуговування системи опалення та, зокрема, самого котла, зручнішим. Але цей вид обладнання дуже дорогий, тому багатьох споживачів цікавить питання, а чи можна зробити піролізне? Якщо ви добрий зварювальник і непогано читаєте креслення, то жодних проблем немає.

Що таке піроліз?

Піроліз іноді називають "сухою перегонкою". Справа в тому, що тверде паливо при невисоких температурах (плюс 200-800 °C) і невеликій кількості кисню не горить, хоча й виділяє тепло. За таких умов паливо тліє, виділяючи піролізний газ. Залишається лише твердий залишок, що зветься деревний кокс.

Так ось піролізний газ, якщо змішати його з необхідною кількістю кисню, утворює горючу суміш, при згорянні якої виділяється величезна кількість теплової енергії. На цьому принципі працюють і печі.

Твердий кокс, що залишився після виділення пального газу, не залишається без діла. Він продовжує тліти, прогоряючи до кінця. Тож у результаті залишається лише невелика кількість золи.

Виходячи з вищесказаного можна зробити висновок: щоб котел працював за піролізним принципом, необхідно у складі конструкції використовувати дві камери згоряння. У першій тлітимуть дрова, у другій згорятимуть газ, збагачений киснем.

Для збагачення потрібно буде продумати систему каналів, що подають свіже повітря, з'єднаних з другою топкою. Досягти того, щоб кисень природним шляхом надходив у топку, буде складно. Тому фахівці рекомендують встановлювати у конструкцію казана невеликий вентилятор. Він може бути відвідним з установкою на димарі, або нагнітальним з установкою на початку канальної системи. Обов'язково конструкція приладу оснащується зольником.

Сам процес починається з підбору креслень. Якщо ви не інженер, а тим більше не теплотехнік, то не треба займатися самодіяльністю. Креслення ви знайдете у вільному доступі в Інтернеті та спецлітературі.

Головне, підігнати конструкцію під потрібні вимоги системи опалення будинку. Отже, щоб зробити піролізний казан своїми руками, треба попередньо підготуватися.

Інструменти

Спочатку збираємо інструменти:

• електрозварювальний апарат;
• болгарка;
• молоток;
• рулетка та олівець;
• дриль.

Підготовляємо матеріали:

• сталевий лист завтовшки 4 мм;
• труба діаметром 100 мм;
• труба 32, 50 мм;
• прямокутна труба 60х30 мм завтовшки 2 мм;
• вентилятор.

Якщо збирати саморобний піролізний котел спрощеного типу, його можна зробити з буржуйки. Тільки цей прилад буде не горизонтального типу, а вертикального, тому що оптимальний варіант конструкції - топка для згоряння піролізного газу над топкою, де тліють дрова. Таким чином, газ самопливом підніматиметься з першої камери в другу.

Тому з листового заліза треба буде нарізати кілька прямокутників, що становлять стінки корпусу. Плюс ще треба буде зробити кілька прямокутних ділянок: для перегородки двох топок, для відсікання камер згоряння від відсіку, де розташовуватиметься теплообмінник. На одному з листів вирізаються два прямокутні отвори: верхнє – під дверцята камери топки, нижнє – під зольниковий відсік.

З прямокутної труби необхідно нарізати два відрізки шириною, що дорівнює глибині котла. Обов'язково з арматури вариться решітка (можна придбати готову). Виготовляється теплообмінник із труби 50 мм.

Конструкція пристрою може бути змієподібною або трубчастим радіатором з колекторами.

Насамперед зварюються між собою задня стінка та дві бічні, далі дно котла. Тепер потрібно встановити теплообмінник. Його можна кріпити до однієї з бічних стінок, наприклад, до задньої (оптимально).

Для кріплення можна використовувати шматочки арматури, що варяться одним кінцем до стіни, іншим – до труб теплообмінника. Після цього встановлюється перегородка, що закриває теплообмінник.

Встановлення перегородки

Наступний етап – це встановлення перегородки між двома камерами згоряння. Тут два нюанси. Довжина перегородки не повинна дорівнювати глибині топки. Вона має бути на 2-3 см менше. Таким чином, створюється зазор, через який піролізний газ переходитиме з нижньої камери у верхню.

Перегородка повинна встановлюватись з невеликим нахилом у бік зазору. Тобто, в нижній камері топки повинен утворитися невеликих розмірів конус з верхнім кутом біля зазору. В принципі, можна обійтися без конуса, встановивши чисто горизонтальну перегородку.

Підготовлені прямокутні труби використовуються виготовлення повітряних каналів. Вони робляться дрилем і свердлом 10-12 мм через кожні 5 див отвори з одного боку. Довжина каналів дорівнює довжині перегородки між топками плюс ширина відсіку, де розташований теплообмінник. Один торець каналу заварюється наглухо, при складанні він буде направлений у бік лицьової стінки.

У перегородці теплообмінника і задній стінці робляться два прямокутні отвори, які за перерізом дорівнюють зовнішньому перерізу прямокутних труб. Тепер встановлюються канали таким чином, щоб їхній відкритий торець дивився із задньої стінки котла. При цьому отвори в каналах дивилися всередину топки. Профтруби приварюються до стін верхньої камери згоряння.

А ззаду до цих труб приварюються такі самі, тільки без перфорації, і встановлюються вони вертикально. Їхня довжина визначається місцем з'єднання з каналами зверху, а знизу – не доходячи до низу котла на 10-15 см.

Саме в нижній частині встановлюється металевий герметичний короб, в який монтується вентилятор. По суті, короб виконуватиме функції повітряної збірної камери. Зробити його можна з листів металу завтовшки 2-3 мм. Його розміри визначаються відстанню між повітряними каналами, а висота не більше 10-15 див.

Установка передньої стінки

Саморобний піролізний котел – це двокамерна конструкція. Тому біля лицьової стінки агрегату три дверцята: для зольника, для нижньої камери та для верхньої.

Дверцята для верхньої топки та для зольника – це невеликі лючки. В цьому випадку зольникові дверцята можуть бути повітряним отвором для подачі кисню в нижню камеру згоряння. Оскільки туди необхідно подавати невелику кількість свіжого повітря, то дверцята зольникового відсіку можна зробити у вигляді заслінки.

Дверцята для закладки палива повинні бути великими. І всі дверцята необхідно обов'язково герметизувати за допомогою азбестової стрічки.

А якщо вам не потрібно використовувати опалювальний котел? У такому разі звичайна піролізна піч своїми руками збирається ще простіше. У конструкцію агрегату не встановлюється теплообмінник.

Термін експлуатації

Зверніть увагу, що конструкція, запропонована вище, це спрощений варіант. Працювати прилад буде надійно, але недовго – років 5, не більше. Стінки котла прогорять швидко, тому що піролізний газ згоряє за дуже високих температур.

Щоб продовжити термін експлуатації, необхідно верхню топку обкласти шамотною цеглою. Буде непогано, якщо над нею спорудити повітряну камеру, через яку йдуть чадні гази в димар.

Саморобний піролізний котел треба вміти розтоплювати. Перші 10 хвилин треба, щоб агрегат працював, як звичайна дров'яна піч. Тобто, відкрити димар повністю, відкрити більше дверцят зольника. Як тільки котел протопиться, можна закривати всі заслінки та виставляти розміри їх зазорів.

Звертайте увагу на дим, який валить з димоходу. Якщо його немає або він йде в незначних кількостях, це означає, що ваш нагрівач був зібраний правильно.