Как правильно установить котел?
Устройство пиролизного котла.
Стоит помнить, что котел является достаточно габаритным оборудованием, которое весит много. Поэтому обязательно понадобится изготовить основание для конструкции.
Если в частном доме имеется простое напольное основание без усиления, то есть под ногами нет плиты из бетона, то надо вырыть яму глубиной в 20-30 см, после чего залить в нее бетонный раствор. В некоторых случаях основание выкладывается кирпичами, однако здесь все зависит от личных предпочтений хозяина частного дома.
Основание из бетона является прочной конструкцией, которая способна с легкостью выдержать вес печи, при этом фундамент не будет деформироваться на протяжении длительного периода.
Первым делом нужно определиться с тем, где лучше всего расположить печку. Выбирать нужно исключительно из нежилых помещений. Несмотря на новейшие технологии, пиролизная печка будет вырабатывать при сгорании ядовитые вещества. Если произойдет разгерметизация конструкции, то могут возникнуть большие проблемы.
В процессе кладки нужно использовать специальный раствор из песка и глины. Стандартную цементную смесь использовать не допускается, так как при больших температурах она может образовывать трещины и пропускать газы и продукты горения.
Обыкновенный строительный кирпич будет использоваться, для того чтобы вывести в ноль основание. После этого допускается использовать исключительно огнеупорный керамический материал.
Особенности конструкции
https://youtube.com/watch?v=Lkhm4z4sF7c
Пиролизные котлы — один из видов твердотопливных котлов, который в последнее время пользуется повышенным спросом из-за постоянно растущих цен на газ и электроэнергию, их еще называют — газогенераторные котлы.
Основным топливом для пиролизного твердотопливного котла является:
- древесина;
- брикеты;
- щепа;
- древесные отходы.
Очень редко в качестве топлива используется каменный уголь или кокс. Пиролизные котлы комфортны в эксплуатации, отличаются надежностью и большим сроком эксплуатации. Прежде чем купить пиролизный котел нужно изучить возможность выполнения строгих требований по качеству используемого топлива.
В подавляющем большинстве разрешается применять древесину, влажностью не более 20 %. При использовании древесины с большим количеством влаги резко снижается эффективность.
Пиролизный котел работает по принципу сухой перегонки топлива.
При недостатке кислорода, под воздействием высокой температуры, сухая древесина разлагается на твердый остаток и летучую часть (пиролизный газ, который впоследствии смешивается с горячим воздухом).
Эта воздушно-газовая смесь, которая образовалась в процессе пиролиза, является топливом пиролизного котла. Процесс пиролизного сжигания является экзотермическим (сопровождается выделением теплоты).
Происходит он при температурах от 200 до 800 оС и обеспечивает подогрев поступающего в камеру сжигания воздуха. При этом происходит прогрев и подсушивание топлива в камере агрегата, за счет чего минимизируется выход сажи и золы.
Для пиролизного или газогенераторного котла характерным является более высокий КПД по сравнению с традиционной твердотопливной техникой.
При сжигании качественного топлива, КПД пиролизного котла находится на уровне пеллетных котлов и котлов длительного горения и достигает 90 %.
Пиролизные твердотопливные котлы используются как в частных домах и квартирах, так и для отопления производственных помещений.
Пиролизные котлы являются весьма рентабельным видом отопительной техники. Достаточно высокая цена на пиролизный котел покрывается за счет низкого потребления топлива.
В обычном твердотопливном агрегате длительного горения теплоноситель нагревается от тепла, выделяемого при горении топлива, то пиролизные котлы работают по-другому принципу.
При сжигании органического топлива (дров, пеллет, дровяных брикетов и даже угля) при температуре 400-800°С выделяется газ, сжигая который, можно получить намного больше тепла, чем при сжигании топлива.
Процесс газообразования из твердого топлива и последующее сжигание полученного газа называется пиролизом, а агрегаты, использующие такой принцип работы, называются пиролизными, или газогенераторными котлами.
В пиролизном котле присутствуют две камеры, и в обеих осуществляется горение:
- Камера сгорания – сжигаются (обугливаются) дрова или другое топливо.
- Камера дожига – сжигается газ, выделяемый топливом.
В камере сгорания располагается и поджигается топливо. В зону горения подается первичный воздух. При прогреве топлива до определенной температуры начинается газовыделение.
При помощи дымососа газ, вместе с вторичным воздухом, засасывается в камеру дожига (она расположена ниже уровня топлива) и сгорает там, выделяя тепло.
Продукты горения попадают в дымовой тракт (газоход) и поступают в дымоход, проходя через водяную рубашку агрегата и нагревая теплоноситель.
В результате, дрова превращаются в древесный уголь, сгорая практически полностью, а дым очищается от неприятных запахов и угарного газа.
Конструкция
Мощность определяет габариты конструкции. Процедура создания своими руками включает такие операции:
- сварка двух камер и стального корпуса;
- создание фундамента из кирпича;
- создание отверстий, организация подачи воздуха в камеры;
- вырезка окна камеры, установка двери;
- в выводящую трубу вставляется вентилятор;
- стенки котла вырезаются из листовой стали и профилированной трубы (для ребер жесткости) с использование болгарки;
- в передней стенке создается отверстие, учитывая размеры дверцы;
- для создания емкости для воды используется листовая нержавеющая сталь;
- теплообменник делается своими руками из комплекта водопроводных труб.
Пиролизный котел самостоятельного изготовления
Сбор системы
Сборка печи пиролизного сжигания делается прямо на месте монтажа, чтобы не утруждаться в перемещении габаритного прибора.
— Укладка фундамента должна быть непременно из термостойкого кирпича.
— Потом по периметру устанавливают внутренние стенки котла, а на дне размещают отсек для золы. Внутренние стенки соединяются сваркой.
— Когда корпус готов, приступайте к внутреннему монтажу. Камеры нужно приварить, а также теплообменник и колосники по ранее прикрепленным направляющим.
— Ребра жесткости, прорезанные из профиля, крепятся снаружи сваркой в вертикальном положении.
— В завершение устанавливают внешние стенки и верхнюю плиту. На плоскости устанавливают баки для воды.
— В прибор, между стенками засыпают чистый песок, который будет выполнять универсальную функцию: защитит камеру от прогорания или перегрева и дополнительно аккумулирует тепло.
На этой стадии происходит герметическая установка дверок камер. Емкость с водой подключают к контурам. Все — металлическая самодельная пиролизная печь готова.
Котел разжигают твердым топливом, затем огонь фиксируется дверкой. Ровное горение может быть лишь при регулированной подаче воздуха камерам. Для этого необходимо прикрепить специальную систему, состоящую из клапанов и рычагов.
Пиролизная печь из консервных банок
Походная печь из консервных банок (вид снизу).
Кому нужна пиролизная печь из консервных банок? Очевидно, человеку, который много времени проводит на природе. Это туристы, рыбаки, охотники и путешественники. Учитывая тот факт, что заводские модели стоят дороговато и весят немногим больше 300 грамм, лучше всего самостоятельно взяться за изготовление. Сразу отметим, что для работы потребуются:
- ножницы по металлу;
- дрель.
Если вместо ножниц по металлу еще можно использовать нож, то дрель заменить ничем нельзя. Поэтому сделать данное приспособление в полевых условиях вряд ли представляется возможным. Да и незачем это, проще уж на обычном костре разогреть все необходимое. Как говорится: «Готовь сани с лета». Для того чтобы сделать простую пиролизная печь своими руками из консервных банок потребуются как раз таки две консервные банки разного диаметра. Других материалов не нужно. Последовательность работ:
- в более толстой банке вырезаем дно по диаметру более тонкой банки. Последняя должна входить очень плотно;
- в тонкой банке делаем отверстия по верхней и нижней кромке, а также в дне;
- в толстой банке делаем отверстия только по верхней кромке, там, где мы не вырезали отверстие;
- соединяем две банки. Маленькая вставляется в вырезанное отверстие в большой банке до упора.
Просверленные отверстия должны быть достаточно широкими, чтобы была хорошая тяга. После того как сделать пиролизную печь все же удалось, остается только проверить изделие. Ставите ее на землю и внутрь закладываете мелкие палочки и бумагу. Так как это приспособление используется в полевых условиях весьма вероятно, что разжигать придется огнивом. Спички и бумага могут промокнуть. Что делать в таком случае?
Полезный лайфхак для туристов – трут из ватного диска. Трут – это средство для распалки огня. Чтобы сделать не промокающий трут из ватного диска, его достаточно окунуть в расплавленный парафин. Такой диск отталкивает влагу, легко поджигается как спичками, так и огнивом. Чтобы разжечь его при помощи только искр, вату нужно порвать на мелкие кусочки. После того как диск разгорелся потушить его можно только водой, от порывов ветра он не тухнет.
Установка и эксплуатация печи для сжигания мусора
Печь для сжигания мусора устанавливают по правилам или собственным рассчитанным чертежам. Если вещь из магазина, лучше монтаж и настройку доверить сервисной службе.
Дополнительного разрешения на установку бытовой конструкции на дачном участке не требуется, но инструкцию и правила эксплуатации никто не отменяет.
Устройство пиролизных печей
Конструкция предусматривает два отсека: в первом закладывается твердое топливо и происходит процесс его медленного окисления. При тлении дров выделяется большое количество горючих газов, которые поступают в отсек выше и сгорают. Чтобы топливо не вспыхнуло, а тлело, строго регулируется подача кислорода. По большому счету пиролизные устройства функционируют на газе, который вырабатывается в самом агрегате.
Схема пиролизной печи
Эксплуатация установки длительного горения дает максимальный объем тепловой энергии при существенной экономии топливных ресурсов. Это обуславливается тем, что горючее перерабатывается практически полностью, в результате сажа и зола почти не образуются, также отсутствует дым.
Топливо
В пиролизной печи может использоваться два вида твердого топлива: дрова или пеллеты. Его влажность может достигать 50%. Топливо должно быть влажно-сухим – сушить нужно на открытом воздухе, под навесом. Необходимо учитывать, что пеллеты в заводской упаковке способны увеличить свою влажность до 30%, если хранятся в неотапливаемом помещении.
Топливо для пиролизных печей
Не нельзя не отметить пиролизное масло. Оно представляет собой продукт процесса нагрева до 800 градусов на короткий период – до 30 с. По сути, пиролизное масло – разжиженный древесный деготь. Оно характеризуется высокой теплотворной способностью, однако содержит много серы, как для бытового топлива, разъедает металлы. Его используют в промышленных масштабах.
Недостатки
Пиролизная печь имеет и недостатки:
- Требуется место для хранения топлива и поддержания его влажности на необходимом уровне.
- Большие габариты. Требуется относительного много места для размещения.
- Если сжигаются отходы, запах присутствует. Для таких случаев рекомендуется использовать вентиляционную систему.
- Конденсат накапливается в дымоходе, выходном канале. Для него в конструкции обычно предусматривается накопитель, а выходную трубу и дымоход делают большего сечения.
Габаритные пиролизные котлы Учитывая все преимущества и недостатки, пиролизные печи вполне могут составить должную конкуренцию иным источникам тепла.
Порядок сборки основы
- Так, как мы стремимся рассмотреть конструкцию, имеющую право называться пиролизной печью, на первом этапе следует позаботиться изготовлением внутренних каналов, подвода первичного и вторичного воздуха и обвязкой горелки. Футеровка горелки выполняется из шамотного кирпича. Собственно из него и изготавливаются сами термостойкие сопла форсунки.
- Далее, из листового металла, нужно раскроить и сварить, первичную камеру газификации — он же бункер, и вторичную камеру дожига газа. Она должна быть хорошо защищена от высокотемпературного пламени и иметь выход в конвекционные каналы.
- На практике, используется материал толщиной 4 мм. Но желательно использовать большие толщины, во избежание короблений и преждевременного выхода из строя, из-за коррозии.
- Готовые — верхнюю и нижнюю секцию сгорания объединяют посредством обвязки форсунок и подключают воздушные теплообменники по принципу Булерьяна.
- После этого, можно приступить к промежуточному этапу, обварке крепёжных элементов, препятствующих гидравлическим деформациям наружного кожуха. Это металлические штыри, которые укрепят между собой внутренние и наружные элементы котла.
- Производится обварка элементами кожуха с одновременной стыковкой всех отверстий воздушных каналов.
- Также, надо заранее предусмотреть отверстия для рычагов, заслонки дымохода и заслонки вторичной камеры.
- После обварки наружных элементов короба, устанавливаются дверки, наружный патрубок подвода воздуха, к которому будет крепиться нагнетательный насос и лючок прочистки конвекционных дымоотводов.
Классификация по материалу
Различают большое количество видов пиролизных котлов.
По материалу, из которого изготовлен котел, выделяют каменные и металлические.
Каменные печки на сегодняшний день пользуются достаточно малым спросом и устанавливаются крайне редко.
Металлический котел пиролизного горения используется куда чаще, ведь является более эффективным, нежели его предшественник. Такой агрегат также отличается простотой сборки и его, при желании, можно перемещать с одного помещения в другое.
Среди металлических пиролизных котлов выделяют:
- Печь-буржуйка. Пожалуй, пиролизная буржуйка является самой удобной и многофункциональной отопительной системой. Она может быть использована в целях приготовления пищи, для бани и сауны, также часто применяются для обогрева как жилых, так и нежилых домов.
- Печь Булерьян. Один из самых универсальных и часто устанавливаемых видов пиролизных котлов. Обеспечивает обогрев как жилого, так и нежилого помещения.
- Печь Бубафоня. Конструкция такого котла предельно проста и понятна любому непрофессиональному сварщику. В большинстве случаев используется для прогревания нежилого помещения.
- Печь на отработанном масле (отработке). Тоже не используется для прогревания жилых домов, однако активно устанавливается в нежилых помещениях. Очень проста в изготовлении и является достаточно экономичной моделью.
Среди кирпичных конструкций принято только выделять печь Кузнецова, которая может быть установлена как в жилом помещении, так и в бане.
К тому же, на таких печах возможно приготовление пищи. Их главное преимущество в том, что отдача тепла, вырабатываемого в них, более мягкая, и тепло такие печи сохраняют дольше.
Главные минусы в больших габаритах печи и ее не мобильности. Они являются более проблематичными в установке и монтаже. Кирпичные пиролизные печи, чаще всего, выглядят более эстетично, чем металлические.
Типы установок в зависимости от перерабатываемого материала
Пиролизные установки построены по одному принципу, различия в конструкции и режимах работы обусловлены сферой применения конкретного агрегата. Для утилизации некоторых отходов требуется более высокая температура.
Пиролизная установка
Переработка древесины протекает при низких (400-500°C) температурах. В результате процесса из установки извлекают древесный уголь, смолу, метиловый спирт, уксусную кислоту, ацетон.
Крекинг (процесс термического разложения) предельных углеводородов протекает при средних (700°С) температурах. На выходе получаются бензол, этилен, пропилен.
Пиролиз метана — высокотемпературный (1500°C) процесс, в результате которого образуется ацетилен. Продукты пиролиза быстро охлаждаются, после чего используются для производства синтетического каучука.
Пиролизная печь из газового баллона. Особенности изготовления
Конструкция пиролизной печи непростая
При изготовлении своими руками важно не только выдержать габариты, не менее важны пропорции элементов и узлов. Простое условие – использовать исключительно сухое топливо – не так уж просто реализовать
Но это требование – основное для корректной работы пиролизной печки, поскольку эксплуатация данного агрегата на влажном топливе смысла не имеет. Пиролизная печка не зря имеет еще одно название – углевыжигательная. Требований к конструкции много, и необходимо учесть каждое. Принцип действия пиролизных печек сложный, основан на нескольких теплотехнических процессах, которые реализуются одновременно и связаны между собой. КПД пиролизных печей высокий – от 90%, на такое не способна ни одна твердотопливная печь.
Кратко о пиролизе: это процесс разложения топлива на твердую и газообразную фазу под действием высоких температур при дефиците кислорода без дополнительных реагентов. Образующийся газ – генераторный, или пиролизный – при смешивании с воздухом сгорает с огромным тепловыделением. Таким образом, выделение тепла удваивается. Отходы от сжигания топлива при этом минимальны: небольшое количество тончайшего зольного остатка.
Основной химический элемент, который поддерживает горение – это кислород, содержащийся в воздухе. При дозированном недостатке кислорода горение переходит в другой процесс – тлеющий. Тепла при этом выделяется достаточно для обогрева помещения, а результаты пиролиза – генераторные газы – выводятся в специальный отсек, где организован приток воздуха, и сжигаются с выделением значительного количества тепловой энергии.
Что такое пиролизная печь
В обыкновенной печи любое органическое топливо в процессе горения и окисления кислородом выделяет большое количество углеводородных продуктов горения. Таким образом, тор, кизяк, дрова и другие виды природного топлива имеют большую массу попутных выделений, выводящихся через дымовую трубу в окружающую среду.
Внутренности пиролизной печи
Объём газов, выделяющихся в процессе топливного горения, значительно повышается при кислородной недостаточности, искусственно создающейся внутри топки. Например, древесина сгорает при температуре около 500 градусов, с выделением метилового спирта, ацетона, уксусной кислоты, смолы и древесного угля.
Все эти отходы первичной реакции представляют собой горючие смеси, которые могут быть подвергнуты повторному циклу горения с получением определённого количества тепла.
Печи пиролизного горения нацелены на получение тепла из продуктов горения, также нося название газогенераторов, путём создания внутри них повышенных температур порядка 450 градусов, избавляющих пользователя от необходимости регулярной очистки топки – всё топливо сжигается в пыль.
Принцип действия пиролизной печи, чертежи и её достоинства
Пиролизная или газогенераторная печь относится к классу теплогенераторов длительного горения
Чтобы понять принцип её работы, необходимо познакомиться с важной особенностью органического топлива: при воздействии высокой температуры и ограниченном доступе кислорода длинные углеводородные молекулы, из которых оно состоит, распадаются на более короткие, причём образующиеся при этом вещества имеют газообразное агрегатное состояние
Данный процесс называют пиролизом (газогенерация — русскоязычный эквивалент), а выделяющийся летучий коктейль — древесным газом. Все входящие в его состав вещества — водород, метан, азот, угарный газ и др. – являются горючими. В обычной печи сгорает только небольшая часть этой смеси (в камине часто можно видеть синие сполохи), а все остальное вылетает в трубу.
Варианты исполнения пиролизной печи
Пиролизные теплогенераторы устроены несколько иначе. Их рабочая часть разделена на две камеры: в одной (камера газификации) при температуре примерно 1100 градусов обугливается твёрдое топливо, во второй (камера дожигания) – сгорает выделяющийся при этом древесный газ. Воздух в обе зоны подаётся принудительно и строго дозировано. Тот, который поступает в первую камеру, называется первичным, во вторую — вторичным.
Твёрдый остаток, имеющийся в 1-й камере по завершении пиролиза, представляет собой древесный уголь (кокс). Его можно извлечь, тогда теплогенератор будет играть роль углевыжигательной печи. Но обычно уголь также сжигается, то есть пиролизная печь «выжимает» из органического топлива все тепло, какое только можно.
Упрощенная схема пиролизной печи
Для повышения КПД в верхней части топки пиролизной печи устанавливается специальный элемент, именуемый катализатором, дожигателем, турбулизатором или рассекателем (каждый производитель выбирает название на свой вкус). Он представляет собой керамическую деталь с вкраплениями оксидов различных металлов. Наилучший эффект демонстрируют катализаторы с добавлением платины. Роль данного элемента состоит в следующем:
- являясь хорошим отражателем, он возвращает тепловое излучение в тлеющую массу топлива и увеличивает тем самым объем выделения пиролизного газа;
- благодаря особой форме катализатора, проходящий через него пиролизный газ рассекается на несколько потоков, завихряется и хорошо перемешивается с воздухом, что в совокупности обеспечивает более полное его сгорание;
- данный элемент за счёт своей высокой температуры вызывает воспламенение пиролизного газа, являясь по сути горелкой пиролизной печи.
Сегодня пиролизные печи котлы применяются довольно широко. Ими обогревают жилые дома, производственные помещения и прочие постройки с постоянным пребыванием людей. Такая популярность объясняется следующими достоинствами данной разновидности отопителей:
- Поскольку сжигаются все составляющие топлива, установка имеет высокий КПД — до 85% (некоторые производители заявляют даже про 93%).
- В результате полного окисления органических молекул выхлоп пиролизной печи по большей части содержит только углекислоту и пар — никаких тяжёлых углеводородных радикалов, угарного газа и других недоокисленных веществ. За это качество агрегаты данного типа иногда называют бездымными. Они не наносят вреда экологии и чистить их приходится сравнительно редко.
- Подачу пиролизного газа в камеру дожигания легко можно регулировать, поэтому по удобству управления и инерционности эта печь может сравниться с газовым отопителем: мощность быстро можно менять в пределах от 5 до 100%. По этой же причине её гораздо легче автоматизировать, чем прочие твердотопливные теплогенераторы.
- Топливом для пиролизных печей может выступать не только древесина, но и всевозможный мусор, в том числе старые автомобильные покрышки. Также имеются модели, работающие на жидком горючем, например, отработанном машинном масле.
- Отбор тепла можно производить при помощи воды (печь оснащается теплообменником и превращается в котёл) без ухудшения характеристик печи.
- На одной заправке топливом агрегат работает гораздо дольше, чем обычная металлическая печь (до 24-х часов).
Помимо недостатков, характерных для всех твердотопливных приборов (необходимость складировать и периодически подкладывать дрова, большие размеры и т. д.), у пиролизных печей есть и специфические:
- требуется как можно более сухое топливо (при влажности более 12% пиролиз проходит плохо);
- в дымоходе обильно образуется конденсат, что обусловлено низкой температурой выхлопа.
Для работы вентиляторов и электронного блока управления требуется электроснабжение.
Достоинства и недостатки
У печей такого типа имеется ряд преимуществ. Перечислим основные.
- Высокая экономичность печи за счет более полного и длительного сгорания топлива.
- Экологически безопасная. В выходящих из дымохода продуктах сгорания очень мала доля вредных и грязных веществ. Практически, это небольшая доля CO и остальное — пар. Данные печи называются бездымные именно по этой причине. Как следствие — чистый дымоход и отсутствие сажи. Конечно, все это верно при использовании обычных дров или угля.
- Достаточно быстрый нагрев топлива.
- Более высокий КПД (до 85%), чем у обычных печей.
- Большой интервал тепловой мощности— печь может работать в диапазоне от 5 до 100% мощности.
- Возможность подключения любого контура отопления (с естественной и принудительной циркуляцией, для отопления и для отбора горячей воды для хозяйственных нужд).
- Возможно применение различных видов топлива, как твердого (вплоть до сырых дров, мусора и автомобильных покрышек), так и жидкого (существуют модели для сжигания машинного масла — отработки).
- Минимальный контроль человека — загрузка топливом раз в сутки и редкая выгрузка золы без останова печи.
Несмотря на многочисленные достоинства, у данных печей есть и ряд недостатков.
- Достаточно большие по размерам.
- Необходимо наличие площадки для складирования топлива.
- При сжигании мусора, различных отходов, все-таки присутствуют запахи и примеси при сжигании. Поэтому при планировании сжигания отходов следует продумать систему вентиляции в помещении с печью.
- Для наличия хорошо работающей системы желательна установка вентиляторов в печь (котел) и насосов (в систему отопления), а это влечет за собой зависимость от электросети.
- Скапливание конденсата в выходном канале и дымоходе. Обусловлено это низкой температурой выходящих отходящих газов. Как правило, для сбора конденсата в конструкции предусматривают накопитель. Из-за конденсата выходная труба с дымоходом должны быть большого диаметра или сечения, и утеплены на улице — во избежание застывания конденсата при морозах.
Рекомендации по увеличению КПД самодельной печи
Как увеличить КПД бубафони? Какая проблема мешает этому генератору тепла работать на полную катушку? Одна из проблем — корпус печки нагревается неравномерно. Из-за этого получаем плохой обмен тепла в помещении. Можно ли решить эту проблему? Конечно можно. Для решения этой проблемы, возьмем лист гофрированного металлопрофиля. Обернем его вокруг печки, получив защитную «рубашку» и приварим точечно профильный лист к баллону.
Можно кроме сварки найти другое решение. Это решать, думать вам. Воплотив это решение в готовую конструкцию, мы получим устройство печи длительного горения, формирующее поднимающиеся потоки воздуха. Снизу ребер будет подниматься холодный воздух. Пройдя вдоль корпуса баллона воздух нагреется и на выходе станет горячим.Плюс к этой доработке можно сделать следующее.
Обложить всю конструкцию кирпичом. Это позволит накапливать тепло от генератора, с отдачей его равномерно по всей площади строения достаточно долго. Кроме профильного листа можно использовать обрезки трубы. Подойдут профильные или обычные круглые трубы. Их приваривают
вокруг корпуса баллона, получают эффективную конструкцию для генерации тепла с равномерным обогревом.