Отсутствие в доме топки для угля или электроэнергии всегда можно компенсировать при помощи натурального природного топлива – дров. Более того, этот ресурс будет ощутимо более дешевым по сравнению с дорогостоящим природным газом. Именно поэтому многие хозяева сегодня отказываются от современных способов отопления и ищут альтернативные тепловые источники. В этих случаях на помощь может прийти такая конструкция, как пиролизный котел. Своими руками изготовить подобное оборудование вполне реально, но для начала следует более подробно рассмотреть, что собой представляет это устройство и как оно работает.
Общее понятие о пиролизе
Принцип пиролизного котла состоит в тепловом разложении веществ, имеющих сложный химический состав, при этом не вступающих в соединения с какими-либо иными реагентами. Это значит, что происходит расщепление молекул конкретного элемента на более легкие и элементарные части. Именно такое явление и именуется пиролизом.
Такая схема является широко применимой в тех частных домах, где нет стационарного отопления. Стоит отметить, что чистый пиролиз отличается тем, что распад топлива на элементы проходит без доступа кислорода в особом сосуде, а затем полученные газы поступают в накопитель и при необходимости используются.
Большим преимуществом таких установок является то, что добавлять материалы для горения можно прямо в процессе работы устройства. Кроме того, это оборудование способно функционировать на любом твердом топливе и поддерживать желаемую температуру на протяжении довольно долгого промежутка времени.
Конструкция котла пиролизного горения
В таких аппаратах топка состоит из двух частей. Первая представляет собой камеру загрузки - здесь при малом объеме кислорода топливо горит и пиролизуется, а все выделенные в процессе газы догорают уже во второй части устройства, именуемой камерой сгорания. Туда попадает уже вторичный воздух, а отвод тепла является очень незначительным.
Пиролизный котел отличается еще и тем, что разделение двух его частей выполнено при помощи колосника, покрытого брикетами. Попадающий внутрь воздух проходит сквозь дерево сверху вниз, и именно такое свойство отличает это оборудование от других бытовых нагревательных приборов.
Подобные котлы имеют высокое сопротивление аэродинамики, что делает необходимым наличие принудительной тяги, которая иногда осуществляется и с помощью специального дымососа, а не стандартного в таких случаях вентилятора.
Принцип работы пиролизного котла
Как известно, котлы пиролизного горения работают по принципу, согласно которому древесина разлагается под воздействием высокой температуры, превращаясь в итоге в уголь (твердый остаток) и летучую смесь.
Вследствие процесса, происходящего в загрузочной камере, происходит выделение генераторного газа, который, проходя через сопло котла, взаимодействует со вторичным воздухом и сгорает. Температура при этом равна 1200 °C. Полученная в результате выделения летучая смесь пересекает конвективную часть теплообменника, отдавая свою основную энергию, а после выводится через дымоход прибора.
Обе внутренние камеры этого оборудования покрыты специальной футеровкой, препятствующей проникновению огня. Это дает возможность увеличить температуру внутри аппарата и создать максимально благоприятные и эффективные условия горения древесины.
Достоинства котла на дровах
Изготавливая пиролизный котел своими руками, важно помнить об основных достоинствах этого оборудования, выгодно отличающих его от схожих аппаратов, применяемых для отопления.
Большой объем загрузочной камеры и высокая эффективность делают возможным поддержку заданной температуры на протяжении довольно длительного периода времени по сравнению с традиционными приборами. Встречаются модели, которые вполне способны работать 24 часа всего лишь с одной закладкой топлива.
Пиролизные котлы практически не нуждаются в чистке, так как в процессе сгорания не образуется сажи, а объем получаемой золы является минимальным.
Продукты сгорания в этом оборудовании являются менее вредными для здоровья, если сравнивать этот показатель с иными приборами, поскольку количество веществ на канцерогенной основе в них существенно меньше. Смесь, получаемая на выходе, большей частью состоит из углекислого газа и водяного пара, что вряд ли может быть опасным для здоровья человека.
Еще одно неоспоримое преимущество, которым обладает пиролизный котел для дома, – это возможность регулировать мощность в весьма больших пределах (от 30 до 100%). Кроме того, такое устройство имеет функцию утилизации отходов без загрязнения воздуха, что положительно сказывается на экологической обстановке и микроклимате в помещении.
Топливо, применяемое для котлов пиролизного горения
Оптимальное топливо, используемое для такого оборудования, – это древесина, имеющая длину около 400-450 мм и диаметр от 100 до 250 мм. Вместе с цельными бревнами можно сжигать и опилки, но такими отходами не стоит занимать больше 30% объема камеры загрузки.
Правильнее всего будет применять тот материал, показатель влажности которого не превышает 40%. Это не только сделает работу аппарата более эффективной, но и продлит его эксплуатационный срок. Подобные защитные меры легко объяснить: 1 кг древесины, имеющей влажность 20%, выделяет энергию 4 кВт/час, а при влажности расходных материалов 50% этот же объем сможет обеспечить лишь 2 кВт/час.
Из этого следует, что теплота и эффективность сгорания топлива напрямую зависят от количества содержащейся в нем воды: чем ее больше, тем хуже будет результат. Поэтому непосредственно перед загрузкой древесины важно убедиться в том, что она хорошо просушена и не содержит в себе излишков влаги.
Схемы создания пиролизного котла
Чтобы понять, какое количество материала нужно использовать при монтаже, рекомендуется обратиться за помощью к специальным схемам по устройству такого оборудования. Различные чертежи пиролизного котла всегда можно найти у специалистов, занимающихся подобными работами.
Так, схема этого аппарата, как правило, отображает место расположения топки, теплообменника, а также тот участок, куда будет подаваться вода.
Очень важно правильно соединить все детали котла в соответствии с чертежом, чтобы вся конструкция работала исправно и надежно. Не стоит забывать, что теплоносителем выступает воздух, который сможет без лишних затрат прогреть помещение. Этот факт позволяет сэкономить значительную часть финансовых средств, расходуемых на отопление, особенно по сравнению с другими конструкциями подобного назначения.
Инструменты для изготовления пиролизного котла
Для самостоятельного создания этого оборудования требуется иметь в наличии определенный набор вспомогательных материалов. Кроме того, необходимо собрать максимум информации о процессе работы, начиная с расходных элементов и заканчивая сборкой. После этого требуется грамотно рассчитать все параметры, чтобы определиться с тем, каким должен быть оптимальный тип горения, подходящий для конкретного помещения, так как их может быть два: либо со щелевой горелкой, либо на колосниках. Все необходимые для монтажа материалы всегда можно приобрести в специализированных строительных магазинах, поскольку на сегодняшний день проблем с выбором возникнуть не должно.
Так, изготовление пиролизного котла требует наличия следующих инструментов:
- стальной лист толщиной 4 мм;
- железная труба с таким же параметром;
- набор электродов;
- круглый прут диаметром 20 мм;
- несколько труб профильного типа;
- приборы, регулирующие температуру;
- вентилятор центробежного образца;
- шнур из асбеста;
- шамотный кирпич;
- болты и гайки, выступающие в качестве крепежного материала.
Собственноручная сборка пиролизного котла
Алгоритм действий при самостоятельном изготовлении такого оборудования обязательно должен опираться на чертеж пиролизного котла длительного горения. Процесс сборки этого устройства проходит в несколько этапов:
- В первую очередь необходимо разрезать стальные листы и трубы, создав из них заготовки для корпуса котла, его топки и охладителя. При этом важно не забыть обработать края материала с помощью шлифовального круга и наметить участки для сварки.
- После этого следует подготовить весь инструмент, требуемый для сборки прибора.
- Затем можно начинать процедуру создания корпуса. Проходит она по следующему принципу: торцевая стенка укладывается на сварочный стол, после чего к ней посредством точечных швов прикрепляются удерживаемые распорками боковые грани, крышка и дно.
- Далее должен идти процесс установки топки котла, которая внутри всей системы представлена в виде горизонтальных полок, накрытых колосниковой решеткой. Также к ней крепится горловой патрубок, выполняющий функцию отвода олефинов.
- После этого необходимо начинать сборку колонн фильтрации и газового охлаждения, которые идут сквозь корпус печи и немного выступают за ее пределы. В их основе лежат трубы, установленные в заранее проделанных в корпусе отверстиях.
- Затем следует произвести устройство второй камеры котла, которая должна быть связана с колонной охлаждения. На этом же этапе можно установить и вторую, параллельную корпусу стенку, чтобы наладить отопление. От первой она отделяется посредством перегородки.
- Продолжается процесс сборки монтажом воздухообменника и дымоходного патрубка.
- Последний шаг – это установка последней (лицевой) стенки корпуса, оснащенной дверцами и поддувалами.
Этот способ того, как изготовить пиролизный котел своими руками, является самым проверенным и надежным, он отличается быстротой и относительной простотой работы.
Можно ли изготовить печь из баллона?
Зачастую хозяева, не имея под рукой необходимых материалов для сборки, решаются на конструирование котла из подручных средств. Особенно пристальное внимание уделяется емкости для сжиженного газа, обладающей округлой формой и подходящей по размеру. Кроме того, толщина стенок такого сосуда соответствует нужным параметрам.
Тем не менее изготавливать пиролизный котел из газового баллона не рекомендуется. Связано это в первую очередь с тем, что корпус такого аппарата состоит из стандартной стали, плохо переносящей жар и иные химические воздействия даже при условиях комнатной температуры.
Однако не стоит полностью отказываться от баллона, поскольку он может сыграть роль накопителя горячей воды в небольшом частном доме, кроме того, благодаря своему небольшому размеру нагрев будет выполняться быстро, а его форма позволит надолго удержать тепло даже при использовании самой простой изоляции. Но если вы решите использовать такой баллон, чертежи пиролизного котла будут совершенно лишними - от его установки тогда лучше отказаться.
Необходимые условия эксплуатации
Работа пиролизного котла, как и любого другого устройства, функционирующего при воздействии огня, безусловно, связана с некоторым риском. Поэтому важно не только правильно оборудовать всю систему, но и позаботиться о правилах соблюдения техники безопасности.
Так, изготавливая пиролизный котел своими руками, нужно принимать во внимание следующие моменты:
- установка должна выполняться исключительно в нежилом помещении;
- желательно, чтобы основание под котлом было выполнено из бетона или кирпича во избежание чрезмерного нагрева покрытия;
- аппарат следует располагать так, чтобы он находился не ближе 30 см от стен и предметов в помещении;
- комнату с котлом важно обеспечить качественной вентиляцией, чтобы выделяемые в процессе работы испарения выходили наружу.
Кроме того, важно помнить еще об одном: по окончании установки оборудования крайне важно утеплить его дымоход при помощи минеральной ваты для того, чтобы изнутри трубы не скапливались смолы и конденсат.
Альтернатива пиролизному котлу
Несмотря на четко регламентированный способ изготовления такого устройства, некоторые хозяева нашли способы того, как сделать его при помощи иных материалов.
По мнению многих, конструировать котел, имеющий мощность менее 15 кВт, не имеет смысла. Но иногда такие массивные образцы создавать не хочется, особенно в том случае, если площадь помещения является небольшой. Именно для этих целей и существует вариант создания пиролизной печи, схожей по своим свойствам и внешним характеристикам с котлом. Беспокоиться по поводу функционирования такого оборудования не стоит, так как принцип горения топлива в нем является аналогичным.
Для изготовления этого образца понадобится следующий ряд материалов:
- шамотный кирпич;
- вентилятор;
- лист стали толщиной приблизительно 4 мм;
- кирпич из керамики;
- дверцы, используемые для поддува и камеры сгорания;
- колосники из чугуна;
- терморегулятор рычажного типа.
Такая печь является альтернативой стандартному котлу пиролизного горения и полностью подходит для монтажа в любом помещении. При желании сэкономить финансовые средства подобный аппарат станет незаменимым и даст возможность качественно и долго отапливать всю постройку.
