Как своими руками изготовить пиролизный котел на опилках

Если жилище не подключено к центральной отопительной или газовой магистрали, а обогрев электрическими приборами обходится слишком дорого, то выходом может стать пиролизный котел длительного горения, он же газогенераторный. Этот вариант можно рассматривать при возможности заготовки недорого твердого топлива – дров, спрессованные опилки, брикеты, пеллеты и т.д.

Принцип работы твердотопливных котлов и их устройство

Твердое органическое топливо является самым древним источником энергии для человечества. Отказаться от него полностью, даже в современном мире, невозможно. Тем более, что кроме дров и каменного угля сегодня появилось множество других видов горючих твердых веществ:

  • брикеты из торфа – высушенный и спрессованный торф выделяет много тепла при сгорании;
  • брикеты из отходов деревообрабатывающего производства – сжатые опилки, стружка и кора деревьев;
  • березовый уголь – такой же, как для мангала;
  • переработанный мусор со свалок;
  • топливные отопительные гранулы – мелкое топливо, полученное прессованием опилок. Могут подаваться автоматически;
  • обычные сухие опилки.

Принцип работы котла

Модификации котлов с бункером не только отличаются эффективностью, но и позволяют существенно упростить обогрев частного дома. Домовладельцу не придется ежедневно выполнять дозагрузку топлива, а при условии использования качественно высушенных опилок такие отопители будут отличаться максимально возможной эффективностью и экономичностью. Отдельные модификации, которые оснащаются увеличенными в размерах топочными баками и дополнительными бункерами с опилками, могут работать на одной загрузке топливом 5−6 дней, обеспечивая теплом частный дом площадью в 150−200 квадратных метров.

К особенностям эксплуатации отопительных приборов этого типа относят следующее:

  • Возможность регулировки подачи воздуха в горелку.
  • Большой объем топливника.
  • Увеличенная площадь водяной рубашки и теплообменника.
  • Горение топлива в зависимости от модификации котла идет сверху вниз или снизу вверх.

Популярностью пользуются автономные отопительные котлы на опилках, которые используют пиролизный принцип работы. Такие установки имеют сразу несколько камер сгорания, позволяя существенно повысить коэффициент полезного действия оборудования. В нижней топке топливо тлеет, под воздействием высоких температур из древесины выделяется газ, который дожигается в верхних отсеках, что обеспечивает максимально возможную эффективность оборудования.

Такие котлы длительного горения на опилках имеют конструкцию, аналогичную твердотопливным пиролизным установкам. Отличием является лишь наличие дополнительного бункера и специальной шнековой системы, которая автоматически подаёт топливо в камеру сгорания.

Устройство и принцип действия пиролизных котлов

Пиролизный котёл промышленного производства

В основе работы газогенераторных котлов лежит принцип пиролиза, который заключается в том, что под воздействием высокой температуры при ограниченном доступе кислорода происходит разложение топлива на пиролизный газ и твёрдый остаток топлива. В основной камере происходит тление твёрдого топлива при температуре, достигающей 800 градусов. В результате этого выделяется тепло, необходимое для нагрева теплоносителя. Однако если в устройствах, имеющих традиционную конструкцию, выделяемый в результате горения газ, сразу удаляется через дымоход, в данных устройствах он смешивается с кислородом, который подаётся принудительно и догорает во второй камере. Здесь же происходит дополнительный нагрев воды, выполняющей чаще всего роль основного теплоносителя.

Учитывая высокую стоимость теплоноситель, приходится обращать внимание на альтернативные источники энергии. К таким устройствам можно отнести пиролизные котлы, которые помимо традиционной древесины и угля могут использовать различные виды твёрдого топлива, которые являются недорогими и доступными.

По сравнению с котлами, работающими по традиционной схеме, газогенераторные котлы имеют целый ряд преимуществ, среди которых можно выделить следующее:

Несмотря на это стоит отметить, что при работе пиролизных котлов следует учитывать, что не любое топливо подходит для их работы. В частности, чаще всего для работы котлов пиролизного типа, используемых для обогрева дома, используется древесина. Однако не любая древесина будет одинаково пригодной. Суть процесса пиролиза заключается в том, чтобы выделялось как можно больше горючих летучих веществ, а это возможно только в том случае, если влажность древесины имеет небольшие значения – не более 20%. В противном случае эффект пиролиза достигнут не будет и эффективность такого котла будет гораздо ниже. Кроме этого, пиролизные котлы, изготавливаемые промышленным способом, напрямую зависят от электроэнергии, необходимой для организации подачи воздуха. В случаях отключения последней, они могут в лучшем случае работать только на поддержание температуры, нисколько не обогревая помещение.

Что такое пиролизный котел?

В переводе с древнегреческого термин «пиролиз» означает «распад огня», то есть это разложение природных соединений при воздействии огня, жара, высокой температуры. Пиролиз древесины и ее производных (опилок, стружки, бумаги) подразумевает ее разложение при нагревании до 450°C без доступа кислорода с образованием продуктов сгорания в виде газа, смолы и углей (зола).

Читайте также:  Делаем твердотопливный котел своими руками

Получается, что пиролизный котел на дровах –  устройство, в котором твердое древесное топливо сгорает максимально эффективно, образуя пиролиз, то есть выделяя продукты сгорания, в том числе и газ. Поэтому пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром называют еще газогенераторными, то есть производящими газ. Стоит отметить, что такой особенностью обладают не все котлы на дровах, а только агрегаты с особой конструкцией.

Для процесса пиролиза необходимы:

  1. Специальная камера сгорания для сжигания древесного газа.
  2. Сконструировать топку так, чтобы в ней мог произойти качественный пиролиз.

Габариты топочной камеры должны соответствовать размерам предполагаемого к использованию топлива. В этом качестве применяют, как правило, колотые или целые поленья 40*20 см, брикеты 30*3 см, пеллеты 25*5 см, а также опилки. Поэтому при конструировании подобных устройств своими руками, необходимо учитывать размеры используемого топлива.

При этом, согласно Руководству по эксплуатации, влажность топлива не должна превышать 45%. Чем меньше влажность, тем более эффективен котел и тем дольше не будет нуждаться в ремонте. Так порция дров 22% влажности при сгорании выдает 4 кВт-ч тепла, а древесина с 50% влажностью – только 2 кВт-ч. Помимо этого, повышенное содержание влаги увеличивает расход топлива.

Достоинства и недостатки пиролизного оборудования

Мы уже рассмотрели конструкционные особенности и принцип работы пиролизного котла, теперь изучим все его достоинства и недостатки такого отопления для дома. Начнем с положительных сторон. Во-первых, появляется возможность регулирования процесса горения. Достигается оно за счет подачи первичного воздуха. Например, на одной закладке дров вы можете отапливать дом от 12 часов до нескольких суток. Во-вторых, экономичность, так как в подобных котлах топливный материал сгорает полностью. Кроме того, эти котлы в принципе считаются до 15% более экономными, чем традиционное твердотопливное оборудование.

В-третьих, опять-таки из-за полной утилизации дров оборудование не нуждается в слишком частой очистке. В-четвертых, благодаря автоматической оснастке управлять им достаточно просто. Вы можете контролировать процесс горения и тем самым повысить либо снизить эффективность. В-пятых, подобное оборудование обладает высокими показателями пожаро- и взрывобезопасности. И последнее, по сравнению с иными твердотопливными аналогами пиролизные установки более безопасные в экологическом плане, так как выброс вредных веществ сведен к минимуму.

Однако при таком большом количестве плюсов есть и некоторые недостатки. Остановимся и на них. Прежде всего смутить может стоимость подобного оборудования, ведь она значительно превышает цену иных систем отопления. Решить эту проблему вполне реально, если собрать пиролизный котел своими руками. Еще одним минусом подобных систем оказывается их зависимость от электроэнергии, ведь и дымосос, и электроника нуждаются в постоянном питании.

Как сделать котел длительного горения своими руками – пошаговое руководство

Самым оптимальным источником отопления для отдаленных районов без газификации и электрификации является твердотопливный котел длительного горения. Благодаря надежности, экономичности и эффективности он нередко используется для оснащения загородных домов и коттеджей.

Как работает агрегат

Секрет здесь в следующем: в отличии от традиционных котлов, схема котла длительного горения включает в себя не одну, а две камеры сгорания. Первая из них предназначена для сжигания топлива, вторая – для поступивших из первой камеры газов.

Качество процесса во многом зависит от своевременной подачи воздуха, для чего в конструкции имеется вентилятор.

Подобный подход является инновационным: его впервые представила литовская компания Stropuva в 2000 году, после чего чертежи твердотопливных котлов длительного горения были взяты на вооружение ведущими производителями котельного оборудования.

На сегодняшний день агрегаты, работающие по этому принципу, являются наиболее недорогим и практичным вариантом обогрева домов в местностях, лишенных газификации. Сутью работы приборов данного типа выступает горение верхнего топлива. Обычно месторасположением топки является нижняя часть: как следствие, холодный воздух после нагревания имеет возможность подниматься вверх. Котлы длительного горения очень похожи на пиролизные: выделение основной порции тепла происходит не от сгорания твердых брикетов, а от выделившегося при этом газа.

Для сгорания внутри конструкции имеется специальное закрытое пространство. Камеры соединены между собой телескопической трубой, по которой выделившийся газ из первого отделения поступает во второе. Процесс его дожига сопровождается смешиванием с холодным воздухом, нагнетаемым вентилятором. Эта процедура проистекает без пауз, до полного перегорания топлива. Она отличается достаточно высоким температурным режимом – до +1200 градусов.

Камера для сжигания твердого топлива имеет более обширные размеры: ее объем иногда достигает 500 дм3. В нее можно загружать уголь, опилки, дрова, паллеты. Стабильное нагнетание воздуха обеспечивается встроенным вентилятором. Процесс горения характеризуется очень медленной скоростью расхода топлива. Как следствие, экономичность котельного оборудования резко возрастает.

Читайте также:  ДЕЛАЕМ ПОЛКИ ДЛЯ ЦВЕТОВ СВОИМИ РУКАМИ. ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ?

В продаже имеется целый ряд нагревательных приборов, сутью работы которых является один и тот же чертеж котла длительного горения на дровах. Разная степень их экономичности и эффективности объясняется различием размеров, материалов изготовления и наличием дополнительных функций.

Для работы универсальных ТТ котлов можно использовать любое топливо, что значительно упрощает их обслуживание. Наиболее экономичными моделями считаются дровяные ТТ котлы.

Конструкционные особенности и устройство

Дороговизна и сложность изготовления чертежа котла длительного горения своими руками ставит определенные препятствия на пути распространения последнего из них на территории нашей страны. В отличии от него, метод Булерьян широко используем народными умельцами для самостоятельной организации отопления загородных домов.

Чертеж котла длительного горения на твердом топливе Булерьян состоит из следующих узлов:

Также имеется еще одна любопытная деталь. Как известно, в обычных печах функция поддувала выполняется зольником: именно через него поступает необходимый для горения воздух. В случае с Булерьян зольный отсек делается полностью герметичным: каналом подачи воздуха здесь является верхняя воздушная камера. Для регулировки подачи кислорода в верхней части этой камеры имеется заслонка. По ходу сгорания дрова в топке постепенно оседают, что приводит к опусканию распределителя. Таким образом обеспечивается беспрерывная подача свежего воздуха.

Технологический процесс

Прежде чем приступать к расчетам, желательно определиться с подходящей моделью обогревателя:

  • какие функции она должны выполнять (только отопление или еще и как домашняя кухня);
  • какое топливо наиболее доступно;
  • предполагаемое место установки.

Крупные печи позволяют обогреть просторные помещения. Металлические агрегаты мобильны, без труда переносятся с места на место. Кирпичная печь всегда стационарна.

Если эти вопросы решены, можно начинать мастерить пиролизную печь своими руками.

Корпус печи типа буржуйка можно изготовить с нуля, используя стальные листы высокого качества. Проще делать корпус печи в виде прямоугольника с двойными стенками, заполнив проем песком или водой (получится водяной контур). Иной вариант – задействовать имеющуюся стальную емкость типа бочки или газового баллона.

В случае кирпичной постройки понадобятся навыки мастера кладки.

В любом случае придется делать две камеры сгорания. Одна – топочная, где перерабатывается твердое топливо, во второй сгорают продукты переработки, вступая в контакт с воздухом. Между камерами устанавливают колосники. Дымоход желательно делать съемным, так его проще чистить.

Габариты будущей установки зависят от требуемой мощности. Основной элемент – топочная камера. При вычислении ее объема исходят из скорости сгорания предполагаемого топлива и его массы. Коэффициентом загрузки принято считать 0,63 (на который делят массу топлива).

Предположим, нужно создать металлическую печь. Понадобятся следующие материалы:

  • стальные листы марки cт. 20 толщиной 4 мм (раскройку лучше доверить специалистам);
  • стальные уголки с одинаковыми полками 4х50 мм;
  • стальная арматура сечением 8 мм;
  • труба диаметром 60 мм для поддувала;
  • трубы 120 мм для дымохода;
  • полтора десятка кирпичей.

Также для работы нужны инструменты:

  • аппарат для сварки с набором электродов;
  • болгарка, дрель;
  • строительные уровни, рулетка, карандаш;
  • молоток.

Самостоятельное создание с нуля

Чтобы смастерить пиролизный котел своими руками, нужно подобрать подходящий чертеж, на котором понятно и подробно поясняются конструкторские особенности и принцип действия агрегата.

В подготовленном месте собирают кирпичное основание, достаточно просторное, чтобы вместить всю печь. Расстояние нагревателя от ближайших стенок – 80 см и более. Желательно, чтобы и пол вокруг имел пожаробезопасное покрытие.

Сначала делают каркас: из уголков мастерят вертикальные стойки, которые скрепляют горизонтальными, затем соединяют с помощью сварки.

Каркас обшивают раскроенными листами, образуя стенки. На лицевой стороне готовят два отверстия:

  • через одно будет загружаться топливо;
  • через другое выгребается зола и прочие продукты горения.

Отверстия перекрывают навесными дверцами. Изнутри, в месте, где смыкаются две камеры, приваривают уголки – подставку для колосниковой решетки и поддона перфорации.

Поддувало монтируют в боковой стеночке на верхней границе топки. Его обязательно снабжают заслонкой. Делают это по следующей схеме:

  1. Сверлят в трубе отверстие.
  2. Вставляют арматуру на 8 мм – ось заслонки.
  3. К оси внутри трубы приваривают диск из стали, совпадающий по диаметру с поддувалом.
  4. Выходящий наружу кусок арматуры изгибают, превращая в рукоятку.
  5. Ручке желательно обеспечить надежную фиксацию, чтобы заслонка не вращалась сама по себе.

Сборку осуществляют начиная с днища. Уже в крышке делают отверстие под дымоход, вваривая подходящую трубу с углом поворота в 90°. На трубе приваривают горизонтальный боров, который будет тормозить отход газов из камеры дожига, давая им возможность полностью выгорать. Завершается боров еще одной заслонкой, сделанной по той же схеме, что и для поддувала.

Далее осуществляется обвязка котла.

Конструкция

Для изготовления своими руками важно иметь чертежи и знать, как устроена печь изнутри , из чего она состоит и как работает каждый ее элемент.

Читайте также:  Как правильно топить печь длительного горения

Топка . Наверно, это самый важный элемент печи, ей нужно уделить особое внимание. Котлы Попова имеют две камеры:

  • нижнюю камеру , в которой происходит горение топлива (пиролиз);
  • верхнюю камеру , в ней идет дожиг газов.

Если нижняя камера состоит из одного отсека, в который загружаются дрова, то верхняя камера устроена чуть сложнее. Камера для дожига разделена перегородкой на две горизонтальные секции.

Также над камерой сжигания располагается блок, куда поступает вторичный воздух для дожига газов; в блоке есть лопасти, их задача – равномерно распределить газы по всему пространству камеры.

Регуляторы . Все процессы горения и мощности зависят всего от трех регуляторов:

  • малые трубы окислителей, они отвечают за поступление кислорода в камеру , где происходит процесс пиролиза. Благодаря регулировке подачи кислорода можно менять мощность котла; при достаточном поступлении кислорода процесс горения будет интенсивнее, соответственно, и мощность будет больше. При ограничении доступа к кислороду будет происходить процесс тления (пиролиза), за счет чего температура выровняется, мощность чуть снизится. Данный регулятор находится под дверцей;
  • верхний шибер предназначен для регулировки выведения дымовых газов . При изменении скорости меняются характеристики работы агрегата. Располагается шибер на верхнем патрубке теплогенератора;
  • шибер также располагается и впереди в центре, он выполняет функции «заглушки» и не допускает попадания угарного газа в помещение, где установлен котел.

После пиролиза и дожига пиролизных газов выделяется большое количество тепла, происходит нагрев теплообменников. Для сохранения тепла и исключения потерь агрегат можно утеплить наружным изолирующим слоем или водной рубашкой.

Дымоотводящая труба . Не менее важная часть в работе печи. Тяга обеспечивает вывод продуктов горения. Правильно установленная труба обеспечит оптимальную работу агрегата и безопасность при его использовании. Труба для отвода дыма должна быть смонтирована в соответствии со всеми нормами и требованиями ее установки. При монтаже или сборке котла своими руками важно и установить трубу. Труба должна быть не менее 7 м. Горизонтальный участок не должен превышать длины в 1 м.

Для обеспечения безопасности важно учесть тип крыши; например, при крыше с козырьком труба должна быть выше самой высокой части как минимум на 30 см. Это оградит от задувания дыма или искр под кровлю.

Конструкция

И его проверка должна осуществляться регулярно, особенно если в качестве топлива используются смолосодержащие деревья (ель, сосна) или отходы. Горение пластика или подобных отходов в печи нежелательно, так как они выделяют вредный газ и копоть, что может испортить топку и трубу. В качестве отходов можно использовать бумагу, щепу, ветки деревьев или кустарника. Для чистки дымохода в основании предусматривается дверца.

Обвязка. К печи можно выполнить или бака накопителя с водой, для этого обязательно нужно использовать трехходовый клапан. Обвязка позволит использовать котел как в отопительных целях, так и для горячего водоснабжения. Обвязку котла можно выполнить своими руками, руководствуясь чертежами из интернета.

К преимуществам также можно отнести то, что котел можно чистить от золы без выключения. При этом точность выставляемой температуры максимальна, погрешность составляет 1–2 градуса. Поэтому такой агрегат очень удобен для отопления как жилых, так и производственных помещений. Но котел, сделанный своими руками, нужно протестировать, чтобы избежать пожароопасных ситуаций.

Как правильно выбрать

Сегодня множество производителей выпускают газогенераторное оборудование, поэтому выбор модели становится довольно сложной задачей. На пиролизные твердотопливные котлы цена варьируется от 30 до 300 тысяч рублей в зависимости от мощности, комплектации, габаритов и других показателей.

При покупке стоит ориентироваться на следующие характеристики:

  1. КПД. Чем выше этот показатель, тем меньше топлива будет расходоваться на обогрев дома.
  2. Мощность прибора должна соответствовать площади отапливаемого помещения.
  3. Виды горючих материалов, которые можно использовать.
  4. Габариты, внешний вид котла, качество сварочных швов.
  5. Толщина металла стенок должна быть не менее 4–5 мм.
  6. Срок службы самого котла и период гарантийного обслуживания.
  7. Стоимость. Нужно отметить, что отечественные модели в 2–3 раза дешевле импортных.

Немного истории

Разработку печи Бубафоня приписывают народному умельцу Афанасию Бубякину из Колымы. Впоследствии в его честь и было названо новое изобретение. Афанасий во время своих опытов отталкивался от устройства пиролизного котла Strоpuva литовского производства.

Отечественный изобретатель постарался максимально упростить конструкцию, чтобы ее можно было сооружать своими руками. Эта специфика Бубафони и объясняет ее высокую популярность. Учитывая то, что материалом для изготовления этого прибора в основном выступают подручные средства, внешней эстетичностью он похвалиться не может. Сильными сторонами печки является ее простота, эффективность и надежность.