Так как твердотопливные котлы, начали пользоваться популярностью , их стоимость начала вырастать. Это касается как классических простых агрегатов, так и пиролизных и пеллетных установок. Один из видов уменьшения стоимости – заказывать у специалистов либо самостоятельно сделать пиролизный котел собственными руками.
Чертеж пиролизного котла
Исходники для вычислений
Большое понижение цены самодельного агрегата достигается за счёт прекрасного выбора и покупки материалов и деталей. Это можно осуществить как с помощью умелого мастера, так и самостоятельно, имея в своем распоряжении чертеж пиролизного котла. По нему ставится кол-во и выбор материалов с аналогичным расчетом, чтобы не покупать их с большим запасом. Дополнительно сэкономить свои деньги позволяет и проведение собственными руками работ, единственное условие – способность делать заготовительные и работы со сваркой на большом уровне. Водяная рубашка установки представляет собой сосуд, работающий под давлением, вследствие этого качество сварочных швов должно быть высоким.
Перед тем как сделать пиролизный котел, нужно выяснить, какими должны быть его параметры. Главный из них – тепловую мощность, необходимая для отопления дома. Ее можно посчитать по всей территории всех этажей сооружения по принципу: на каждые 10 м2 потребно 1 кВт энергии тепла. Полученное значение умножается на показатель запаса, согласно документации правовой базы он составляет 1.2. В реальности лучше принимать показатель не меньше 1.5, так как дрова разных пород имеет самую разнообразную теплоту сгорания.
Пиролизные установки работают с одним принципом: газы, выделяющиеся из древесины при возгорании в топке, дожигаются во вторичной камере. А вот размещение камер и расположение прочих элементов конструкции бывает разнообразным, варианты конструктивных схем можно заметить на рисунке.
Схема пиролизного котла
Отличительной характеристике конструкции
Довольно часто конструкция пиролизного котла, сделанного собственными руками, учитывает устройство верхней топки, под которой находится вторичная камера. Аналогичная размещение наиболее проста в изготовлении и отлично себя проявила на практике. Топка и камера сжигания газов отделаны в середине огнеупорным кирпичом. Воздух подается принудительно вентилятором – нагнетателем через специальные отверстия, между камерами осуществлен щелевидный проем, именуемый рабочей форсункой. Размеры габаритов проема определяются мощностью установки.
Пиролизный газогенератор
Факел пламени из форсунки нагревает днище камеры, под которым находится водяная рубашка. Вода которая нагрелась поднимается и омывает дымогарные трубы теплообменника, по которой уходят продукты сгорания. Таким образом, схема пиролизного котла такой конструкции предусматривает двойной подогрев теплоносителя.
Для розжига дров в задней стенке топки вставляется клапан прямой тяги, открываемый ручным способом с помощью рукояти, вынесенной наружу корпуса. Как только горючее разгорелось, заслонку клапана закрывают, включают нагнетатель, и установка переходит в рабочий режим. Чтобы вся система работала с высокой эффективностью и удачно, вначале предстоит сделать расчет пиролизного котла. Необходимо иметь в виду из потребной мощности тепла агрегата.
Читайте также полезную статью про принцип их работы пиролизного котла.
Выполнение вычислений
Первым делом нужно подобрать размеры проема форсунки. Совсем несложный способ – приобрести готовое изделие, рассчитанное под определенную мощность, такие имеются в продаже для установок разных производителей, например, ATMOS. Другой путь немного тяжелее, зато гораздо бюджетнее: сделать проем необходимого сечения в шамотном кирпиче, который станет уложен на дне топки. Размеры габаритов щелевидного проема для разных значений мощности показаны в таблице 1.
Таблица 1
| Потребная мощность, кВт | 25 | 32 | 50 | 80 | 100 |
| Длина проема, мм | 120 | 140 | 150 | 200 | 200 |
| Ширина проема, мм | 30 | 30 | 30 | 30 | 40 |
Рукодельный пиролизный котел длительного горения разрешено делать с произвольными размерами топки, которые рассчитываются по такой схеме:
- Теплота сгорания древесины – 2,8 кВт/кг, плотность – 400 кг/м3. Чтобы обеспечить мощность 10 кВт, нужно за 1 час сжигать 10 / 2,8 = 3,6 кг дров.
- Если предусмотреть, что между поленьями в топке остается пустое пространство, нужно принять показатель наполнения 0,5. Тогда практичный объем камеры на 1 час работы как правило составит: 3,6 / 400 / 0,5 = 0,018 м3.
- Приняв длину полена равной 0,6 м, а высоту первичной камеры – 0,5 м, высчитывается ее необходимая ширина на 1 час работы: 0,018 / 0,6 / 0,5 = 0,06 м.
- Чтобы загружать горючее 1 раз в 10 часов, практичный объем обязан быть: 0,018 х 10 = 0,18 м3. Тогда при старых значениях глубины и высоты необходимая ширина будет: 0,18 / 0,6 / 0,5 = 0,6 м. Окончательные размеры – 0,6 м х 0,6 м х 0,5 м.
Рукодельный пиролизный котел
Второй шаг – подбор вентилятора – нагнетателя, который устанавливается на самодельные пиролизные котлы и обеспечивает подачу воздуха в две камеры. Устройства подбираются по продуктивности, которая зависит от мощности установки, эти данные можно взять по Таблице 2.
Таблица 2
| Мощность установки, кВт | 25 | 32 | 50 | 80 | 90 | 100 |
| Эфективность нагнетателя, м3/ч | 98,5 | 195,9 | 242,2 | 253,2 | 284,8 | 316,5 |
| Практичный топочный объем, м3 | 0,22 | 0,24 | 0,35 | 0,42 | 0,47 | 0,52 |
Дымовые газы, покидающие вторичную камеру, имеют довольно высокую температуру. Чтобы не выбрасывать это тепло на улицу зря, применяется жаротрубная схема изготовления пиролизного котла. В согласии с ней, дымовые газы, проходя через дымогарные трубы теплообменника, охлаждаются до температуры 150–200 ?С, отдавая свою теплоту водяной рубашке. Чтобы сосчитать полезную площадь теплового обмена, следует определить такие исходники:
- температуру теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах t1 и t2;
- температуру газов дыма на входе в теплообменник и на выходе из него Т1 и Т2.
Дальше, ставится температурная разница ?t= t1 — t2 и ?Т = Т1 — Т2. После можно посчитать величину температурного напора ?, ?С:
? = (?Т — ?t) / ln (?Т / ?t)
Площадь поверхности передачи тепла S(м2) находят по формуле:
S = Q / k / ?
В этой формуле:
- Q– потребная мощность котельные установки;
- k – показатель передачи теплового потока, принимается 30 Вт/м2 ?С.
Проверить результат можно по Таблице 3, в которой показаны укрупненные значения площади поверхности передачи тепла в зависимости от мощности агрегата.
Таблица 3
| Мощность котла, кВт | 25 | 32 | 50 | 80 | 100 |
| Smin, м2 | 4,5 | 6,3 | 8,5 | 14,5 | 16,5 |
| Smax, м2 | 5,2 | 7,8 | 10,2 | 15,2 | 16,7 |
Изготавливая пиролизные котлы длительного горения собственными руками, мастера чаще устанавливают сгон дымохода «на глазок», в то время как от правильной работы дымоходной трубы зависит КПД самого агрегата. Вследствие этого площадь сечения трубы, а после и ее диаметр лучше определить по формуле:
F = L / 3600?
В этой формуле:
- ? – скорость газов дыма, принимается равной 0,5 м/с;
- L – расход газов, отвечает продуктивности вентилятора, м3/ч;
- F – площадь сечения трубы дымохода, м2.
Через формулу площади круга находят значение трубного диаметра.
Рекомендации по выбору материалов
Чтобы сделать отличный пиролизный котел своими руками, нужно для топки взять легированную жаропрочную сталь толщиной не меньше 5 мм, нельзя использовать простой низкоуглеродистый металл, он быстро прогорит. Жаростойкие марки сталей легированы хромом и молибденом, для их сваривания лучше применять подходящие марки электродов. Чтобы корпус топки служил длительнее, в местах с самой высокой температурой его необходимо обложить в середине огнеупорным кирпичом. То же самое делается и во вторичной камере.
Конструкция пиролизного котла
Для водяной рубашки можно брать обычную углеродистую сталь марки СТ 20 толщиной не меньше 3 мм. Между наружной поверхностью топки и внутренней поверхностью водяной рубашки необходимо точечно приваривать жёсткие ребра через каждые 15–20 см. Это будет предохранять внешнюю оболочку от губительных процессов при повышении давления и температуры теплоносителя в экстремальном рабочем режиме агрегата.
Жаротрубный теплообменник, которым снабжается пиролизный газогенератор, сваривается из нескольких труб, чья поверхностную площадь с наружи должна подходить или быть немного больше расчетной. Материал трубы – углеродистая сталь СТ 20, но если удастся найти жаропрочную, то это будет только лучше. Дверки 2-ух камер сваривают двухслойными, закладывая во внутрь асбест или другой материал утепления, стойкий к высокой температуре.
Хорошую сборку котла собственными руками лучше делать в заранее подготовленном месте, где сразу сделать можно будет его проверки. Если в наличии есть компрессор, можно выверить качество сварных соединений без заливки водой. Достаточно создать в рубашке избыточное давление и при этом смазать все швы мыльной пеной. В ином случае придется залить в рубашку теплоноситель, распалить котел и тщательно наблюдать за всеми соединениями.
Для управления работоспособностью вентилятора придется приобрести набор автоматики: контроллер и датчики. При их помощи автоматично меняется температура теплоносителя в рубашке. Делать и настраивать пиролизные котлы отопления собственными руками не таким уж тяжеловато, если есть подходящие умения и способности, а экономию средств можно получить значительную.
