Піролізний котел відноситься до одного з найбільш ефективних опалювальних приладів, коефіцієнт корисної дії якого складає 90%. Основна частина тепла виробляється за рахунок згоряння утворюється газу. Він не вимагає постійного догляду, достатньо однієї закладки палива на добу. Вартість наявних у продажу установок досить висока, тому у багатьох виникає бажання зробити її своїми руками.
Приступаючи до роботи, слід усвідомити, що знаходиться всередині агрегату, як взаємопов’язане і впливає на тривале горіння і піроліз. Креслення допоможе в цьому розібратися, а покрокова інструкція проведе по всіх етапах монтажу. Важливо відповідально підійти до вибору матеріалу, щоб не витратити даремно свої гроші і час.
Особливості будови і принцип роботи
Піролізний котел оптимізує процес горіння, збільшує його тривалість, максимально підвищує ефективність. Він має дві камери – газифікації та допалювання. Існують основні типи установок: з примусовим піддувом і природним, від цього залежить розташування топок.
В апаратах з природною тягою дрова завантажують зверху, з механічною – знизу. В завантажувальної топці тліють дрова і тверді залишки. У другій камері згорають утворюються гази. Порівняти плюси і мінуси обох конструкцій допоможе таблиця:
| Розташування камери з пальним | Переваги | Недоліки |
| Верхнє | Зручно завантажувати дрова | Потрібна чистка обох від золи топок |
| Природний відвід диму і продуктів згоряння | Складно регулювати тягу, яка залежить від погоди | |
| Енергонезалежний котел | ||
| Нижня | Природна циркуляція деревного газу | Споживає електроенергію |
| Топки чистяться набагато рідше | Потрібне додаткове обладнання: вентилятор, джерело безперебійного живлення |
Агрегати з примусовим піддувом мають свої переваги. У них набагато швидше починається піроліз і прогрівання, системи опалення. Продукти згоряння відразу виводяться, не затримуючись всередині. Є можливість автоматичного регулювання процесу. Істотний недолік – постійна залежність від електроенергії. Котел з природною тягою невибагливий і надійний, рідко ламається.
Відмінності в пристрої не впливають на принцип роботи, він у них спільний. В топку подається кисень у такому обсязі, щоб дрова тільки тліли. Відбувається тривале горіння, в результаті утворюється деревний газ. Порівняно з природним він володіє низькою теплотворною, але здатний горіти і виділяти достатню кількість додаткового тепла.
Паливо розкладається на складові частини при мінімальному обсязі надходить кисню. Дрова в звичайному казані згоряють при середній температурі 1000° за 3-4 години, виділяючи близько 5 кілокалорій тепла. В піролізних це відбувається при 300-800° протягом половини доби. Коефіцієнт корисної дії зростає до 90% у порівнянні з звичайними 70%.
Агрегат запускається і працює в такій послідовності:
- в топку завантажують дрова, підпалюють і закривають дверці;
- відкривають заслінку димоходу – виникає перепад тиску, починається приплив кисню у верхню камеру;
- виділяється при тлінні палива газ CO важчий за повітря, тому опускається і запалюється;
- відбувається постійна циркуляція суміші – вона горить в обох камерах, процес стабілізується.
Робота котла складається з трьох стадій:
У пирокотле постійно циркулює велика кількість теплової енергії. Значна її частина використовується на самоподдержку робочого циклу. Для відбору доступна тільки та, що не потрібно для цих цілей. Якщо встановити теплообмінник в будь-якій камері, це різко погіршить ефективність агрегату, можливе утворення шкідливого чаду, який не встигає згоріти. Водогрійний регістр розташовують на шляху димових газів.
Конструкція саморобного агрегату й розрахунок матеріалів
Піролізний котел своїми руками роблять переважно з верхнього завантажувального топкою, під якою знаходиться камера газифікації. Вона простіше у виготовленні, у неї хороший ККД. Якщо є деякі інженерні навички, можна внести зміни в готовий креслення, але внутрішні розміри залишають незмінними або з незначними корективами. Топки краще зробити однаковими по ширині і довжині, відмінності тільки по висоті.
Щоб підрахувати, підійде апарат по потужності, виходять з такого правила: кожні 10 м2 приміщення вимагають 1 кВт енергії. Значення множать на коефіцієнт 1,2, але на практиці його збільшують до 1,5, оскільки не завжди є якісне паливо. Якщо, наприклад, виходити з того, що апарат видає 20 кВт, то він здатний обігріти 200 м2 площі, але з урахуванням запасу – 130 м2. Котел такої продуктивності доступний для самостійного виготовлення, з більшою потужністю вимагається застосування особливої жароміцної сталі великої товщини. Зварити її в домашніх умовах важко.
Для камер рекомендується використовувати жаростійку леговану сталь, але її вартість значна, тому замінюють простої вуглецевої товщиною 5 мм Гарячий газ створює високу температуру в робочій зоні відсіку. Щоб захистити метал, знизу закладної камери встановлюють чавунний колосник, а днища обох топок футерують вогнетривкою цеглою.
Водяна сорочка функціонує під тиском, що вимагає високої якості швів. Основний фактор, що перешкоджає цьому – гарячі і холодні тріщини, що утворюються внаслідок високої різниці температур на відносно невеликій протяжності вироби. Щоб зменшити негативні наслідки, використовують кілька технологічних прийомів:
- метал нарізають, плавно подаючи ріжучий інструмент, щоб оберегти кромки від перегріву;
- зварювання проводять у м’якому режимі, зменшивши необхідний струм на 20-25 %;
- шов проходять без бокових коливань з високою швидкістю;
- підкладають товстий метал для якнайшвидшого остигання.
Конструкції багатьох піролізних котлів не передбачають використання води як теплоносія. Тоді обмінник не герметизують, за його трубах в приміщення надходить гаряче повітря, а приплив холодного – від підлоги. Подібне рішення має свої переваги, особливо для дачників, які зрідка навідуються в заміський будинок. Тоді немає ризику розморожування системи.
Істотно знизити вартість саморобної установки можна, правильно підібравши метал, а також обладнання. Необхідні матеріали, їх характеристики наведені в таблиці:
| Найменування | Розміри, мм | Витрата |
| Труби круглого перерізу | 57×3,5 | 8 м |
| 159×4,5 | 1 м | |
| 32×3,2 | 1 м | |
| Профільні труби | 60×30×2 | 1,5 м |
| 80×40×2 | 1 м | |
| 20×20×2 | ||
| Сталеві смуги | 20×4 | 7,5 м |
| 30×4 | 1,5 м | |
| 80×5 | 1 м | |
| Вогнетривка цегла | 15 штук | |
| Листовий метал | 3 і 5 мм | 10 м2 |
З інструментів, крім зварювального апарату, знадобляться болгарки з можливістю установки дисків діаметром 230 і 125 мм. Кіл потрібно 10 штук великих і 5 малих. Застосування УШМ для різання металу не забезпечує точності, що потім позначається на якості швів. Краще замовити виготовлення з використанням гільйотини в майстерні. Стане в нагоді електрична дриль. Можливо, під час роботи виникне необхідність прикупити ще якийсь матеріал, але це вирішується.
Виготовлення піролізного котла своїми руками
Частіше домашні майстри використовують популярну схему Бєляєва, доступну для реалізації. Її потужність 25 кВт. Слід підготувати сталеві листи, розклавши їх на столі. Беруть креслення і наносять розміри на метал, роблячи це дуже ретельно, щоб не було найменшого відхилення від параметрів. Потім болгаркою нарізають заготівки.
Роботу починають з топок. Їх основа – бічні стінки, однакові ліворуч і праворуч, які з’єднуються спереду листом металу. В ньому попередньо прорізають прямокутні отвори, в які будуть встановлені дверцята. Нижня призначена для обслуговування камери згоряння газу, а верхня – для завантаження палива. Розміри конструкції представлені на кресленні:
A – прилади контролю; B – завантажувальна дверцята; C – зольниковая кришка; D – димосос; E – муфта для підключення температурного датчика ½ дюйма; F – патрубок аварійної лінії (встановлюється запобіжний клапан); G – подача теплоносія; H – підведення холодної води, R¾; K – підведення гарячої води; L – зворотна магістраль; M – розширювач.
З усіх боків камери закриваються листами, які відповідають зовнішнім габаритам топок. До закінчення монтажу внутрішніх частин їх не приварюють. Для керівництва подальшим процесом пропонується покрокова інструкція.
Двокамерну топку доповнюють повітроводами. Застосовують профільну трубу 60×30 або для зручності металевий швелер. Всередині по всій площі висвердлюють невеликі отвори.
Нижче в топковій камері на поперечної стінки приварюють патрубок для вторинної подачі кисню. Далі приступають до теплообмінника в такій послідовності:
- на аркуші металу робиться розмітка для двох заготовок;
- у них свердляться отвори 60 мм;
- нарізаються труби діаметром 57 мм необхідної довжини;
- їх кінці вставляють в дірки на одному аркуші і обварюють;
- аналогічно поступають з іншою стороною.
По верхньому рівню теплообмінника поруч встановлюється заслінка димаря. Вона оснащується рукоятку з можливістю фіксації в будь-якому положенні. В торець корпусу вваривать шматки листового металу для підключення димової труби.
Внутрішній простір камер згоряння футерують шамотною цеглою. Його розрізають алмазним кругом за розмірами, частина – під кутом, щільно підганяють по місцю. Внутрішні роботи закінчені, можна приварювати задню стінку, верхню і нижню.
Основний етап складання піролізного котла завершений. При бажанні встановлюють вентилятор. Конструкцію обробляють – прибирають окалину від зварювання, підчищають шви, підправляють нерівності. З більш тонкого металу (3 або 4 міліметра) робиться зовнішній кожух. Для монтажу рекомендується застосовувати куточки. Вони з’єднуються зварюванням через отвори в листах, які попередньо зроблені по краях. Перед пуском перевіряють герметичність водяної сорочки. Її наповнюють водою і накачують повітря з надлишковим тиском. Неякісні шви протечуть.
Бюджетний варіант для дачі
Газовий балон своєю округлою формою і товщиною металу відмінно підходить для виготовлення піролізного котла. Він має майже метрову висоту, діаметр 35 див. Цих розмірів достатньо для створення опалювального приладу, здатного обігріти приміщення середньої площі. У пристрої добре спалюються самі низькі види палива: тріски і тирса, сирі дрова.
Установка працює наступним чином:
- через верх або бокові дверцята проводять завантаження і підпалюють;
- після виникнення стійкого вогню накривають поршнем (по-народному блін) і щільною кришкою, в якій є отвір для труби;
- в топку через воздуховод надходить обмежена кількість кисню, чого починається процес піролізу;
- гази піднімаються уздовж стінок котла і згоряють у верхній частині;
- інші продукти видаляються через димар.
Балон обрізають за місцем, де починається округлення. Збоку – отвір для дверцят, яка повинна закриватися дуже щільно. Тому її використовують зазвичай для чищення, а паливо завантажують зверху. Відрізану частину використовують для кришки:
- шліфують розріз, щоб добитися герметичності;
- роблять отвір на 2-3 мм більше труби повітропроводу, з’єднаної з млинцем;
- обварюють низом сталевою смугою.
Поршень має своєрідну конструкцію. Його лопаті призначені для завихрення повітряних потоків над тліючим паливом, а наваренный на них цілий шматок металу заважає виникнути відкритого вогню.
Димар роблять з труб різного діаметру: горизонтальний ділянку – 120 мм, вертикальний – 180 мм. Така конструкція сприяє створенню менш активною тяги, гальмує відведення газів. Прямий кут теж відіграє свою роль в уповільненні процесу горіння. Це забезпечує піроліз і тривалу роботу котла протягом 8-10 годин.
Знизу робиться отвір для зольника з дверцятами. Її конструкція повинна забезпечувати щільне прилягання. Можна використовувати вирізаний шматок стінки балона, на який по периметру приварюється смугове залізо. Трохи вище встановлюється колосникові грати, зварена з арматури. Крізь неї провалюються залишки палива, які потім видаляються.
У вертикальній трубі димоходу конденсується багато вологи, яка збирається в нижній її частині. Для видалення води встановлюють кульовий кран. Він зручний тим, що в разі засмічення легко прочищається шматком дроту.
Висновок
Будь-які піролізні котли оснащуються додатковим обладнанням. Наявність приладів контролю обов’язково: манометр, аварійний клапан. При бажанні встановлюють повітряний насос для примусової подачі кисню. В апаратах з нижньою камерою згоряння газу він необов’язковий – використовується природна тяга.
Застосування димососа обмежується вартістю. Електродвигун працює в умовах високої температури, тому застосовується особлива захищена конструкція. Звичайний не підійде, звідси відповідна ціна. Теплообмінник може бути як водяних, так і повітряним. Його обсяг розраховують виходячи з площі приміщення, що обігрівається.
