- Принцип дії піролізних котлів
- Як функціонує котел на практиці?
- Саморобний піролізний котел
- Висновки і корисне відео по темі
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Термін «піроліз» має на увазі процес, де має місце уповільнене спалювання твердого палива з отриманням газового середовища. Незважаючи на «професорське» назва споруди, зробити піролізний котел своїми руками відносно нескладно, і саморобки на практиці зустрічаються досить часто.
Пояснення цього просте - газогенераторний котел на дровах простіше в обслуговуванні, найчастіше ефективніше і економніше іншого схожого обладнання. Давайте разом розберемося, як працює таке обладнання і, що знадобиться для його виготовлення.
Принцип дії піролізних котлів
Котли систем обігріву, де в якості палива використовуються тверді горючі матеріали, крім класики, відносяться також до піролізного конструкціям. Зазвичай їх називають газогенераторними котлами.
Щоб краще зрозуміти принцип роботи домашнього піролізного котла, логічно уважно розглянути пристрій такої техніки. Почнемо з особливостей топки як основної частини нагрівальної конструкції. По суті, робоча область паливної камери піролізних котлів розділяється на дві розділених камери.
Конструкція піролізного котла в розрізі: 1 - завантажувальна камера (пасивна), де проходить процес піролізу (неповного горіння); 2 - камера згоряння газу (активна), що утворюється в процесі піролізу
Одна з таких камер завантажується твердим паливом - дровами, пелетами, брикетами і т.п. Там починається первинний процес горіння твердого палива при обмеженій подачі повітря. В такому стані паливо не горить, але тліє. Гази, що виділяються при повільному горінні, надходять в іншу область камери - активну, де вже при збільшеною подачі повітря інтенсивно прогорають.
Технічно подібний процес спалювання реалізується простим способом. Підобласті загальної камери просто поділяються колосникових гратами і форсунках. Верхня частина камери - пасивна топка, нижня частина камери - активна топка. При цьому слід враховувати конструктивну особливість - верхню подачу повітря в паливну камеру (верхнє дуття).
Власне, цим і відрізняється конструкція газогенераторного котла від класичної однокамерною розробки, де застосовується нижня подача.
Класична конструкція повітряного насоса (часто називають - вентилятором, але технічно це помилкова назва), яка використовується в схемі піролізного котла. Це важлива деталь, що забезпечує ефективність роботи обладнання
Технологічно для пристрою піролізних котлів характерним моментом є також організація примусової тяги. Конструкція двоступеневої топки володіє завищеними аеродинамічним опором. Тому тут ніяк не обійтися без установки повітряного насоса.
Як функціонує котел на практиці?
Практичне застосування обладнання зручно розглянути покроковим процесом:
- Завантаження дров - укладання на колосник верхньої області камери.
- Підпал палива і запуск в роботу димового насоса.
- Освіта деревного газу при температурі 250-850 ° С.
- Перехід деревного газу в нижню область топки.
- Від згоряння деревного газу при додатковій подачі повітря.
Далі отримане в нижній області паливної камери тепло використовується для нагріву теплоносія. Теплоносієм може бути як водне середовище, так і повітряна.
1 - активна камера; 2 - вхід води; 3 - вторинний повітря; 4 - димохід; 5 - патрубок виходу; 6 - дросель; 7 - вихід води; 8, 9 - датчики; 10 - терморегулятор; 11 - двері пасивної камери; 12 - первинне повітря; 13 - пасивна камера; 14 - повітряний насос; 15 - контур теплообмінника; 16 - форсунка; 17 - двері активної камери
Якщо звернути увагу на всі існуючі конструкції домашніх котлів, що діють на твердому паливі, головною альтернативою піролізні котли виступає конструкція традиційного виконання.
Це схожий варіант котла на дровах, де діє одна нерозділене топка і працює принцип нижньої подачі повітря в камеру згоряння. Але така система вважається менш ефективною і неекономічною через швидке згоряння палива.
Піролізний котел здатний видавати коефіцієнт корисної дії на рівні 85-95% за умови 100% навантаження. Однак ККД різко падає, якщо навантаження становить менше 50%. Саме тому виробники піролізної техніки рекомендують користувачам експлуатувати обладнання з максимальним навантаженням.
Аналогічний підхід справедливий і для саморобних конструкцій, за умови їх повної відповідності класичної піролізної схемою і вимогам експлуатації.
Для «піролізу» вимоги експлуатації, треба зауважити, досить жорсткі:
- обов'язкове оснащення повітряним насосом;
- допустима вологість палива не вище 25-35%;
- навантаження на устаткування не нижче 50%;
- температура зворотного теплоносія не нижче 60 ° С;
- завантаження тільки великим паливним масивом.
Також слід зазначити дорожнечу піролізних систем промислового виготовлення. Напевно, тому користується високою популярністю варіант "зроби сам".
Саморобний піролізний котел
Як правило, при виготовленні подібної опалювальної техніки своїми руками за основу береться популярна схема Бєляєва. Не можна сказати, що це просте рішення, яке дозволяє виготовити нагрівач без проблем. Але, мабуть, одне з тих рішень, яке дійсно можна реалізувати.
Тривимірна схема піролізного котла для виробництва своїми руками. Це одна з простих схемних варіацій, яку можливо зробити в побутових умовах самостійно
Для виробництва обладнання за цією схемою майстру потрібно:
- труба металева (d = 32; 57; 159 мм);
- труба профільна (s = 60х30; 80х40; 20х20 мм);
- сталева смуга (20х4; 30х4; 80х5 мм);
- цегла шамотна;
- металевий лист;
- повітряний насос;
- температурний датчик.
Також необхідно мати повний набір слюсарного інструменту, плюс зварювальний апарат (і навички зварника, відповідно). Роботу по виготовленню піролізного котла своїми руками явно не осилити поодинці. Як мінімум потрібен один помічник.
Насамперед, відповідно до обраної схеми необхідно приготувати листові деталі споруди. Рекомендується заготовити листові панелі, обрізаючи їх за розміром професійним точним обладнанням.
Застосування для різання ручного інструменту типу «болгарки» також вимагає деяких навичок роботи і дотримання техніки безпеки при роботі, але не забезпечує точність різу, що згодом позначається на якості виконання зварювання. Цей момент слід врахувати. Розумне рішення по нарізці листів металу - замовлення в механічній майстерні.
Збірка внутрішніх частин обладнання
З однієї частини металевих листів необхідно зробити паливну камеру. Для цього матеріал, співрозмірний схемним параметрам, з'єднується і зварюється. Повинна вийти двухкамерная конструкція, яку слід доповнити воздуховодами.
Ці елементи паливної камери робляться з металевого швелера або ж для виготовлення застосовують профільну трубу. По всій площі фронтальної сторони воздуховода висвердлюють отвори.
Повітряні канали всередині камери згоряння. Через ці канали подається повітря за допомогою повітряного насоса. Для рівномірного розподілу повітряного потоку по всій довжині каналу висвердлюють отвори
Нижче за рівнем, в області активної топкової камери, на стінці, розташованої поперек воздуховодам, врізається металева труба (вторинний підведення повітря). Далі починається робота з трубами, так як підійшла черга збірки трубчастого теплообмінника.
Цю частину піролізної системи роблять з металевих труб d = 57 мм:
- Береться два металевих листа за розміром креслення і робиться розмітка.
- На основі розмітки під розташування труб по листу вирізаються отвори d = 60 мм.
- Нарізаються труби d = 57 мм за розміром довжини.
- Кінці труб вставляють в отвори одного листа і ошпарюють.
- Повторюють операцію з іншим листом.
На виході повинен вийти готовий теплообмінник, який скріплюється з корпусом котла там, де вказує схема.
Приклад виготовлення теплообмінника з двох сталевих листів і труб, нарізаних за розміром. Тут потрібна якісна зварювання, щоб в подальшому при експлуатації котла не було проблем
Поруч з теплообмінником (по верхньому рівню) встановлюється дросельна заслінка. Ця деталь оснащується рукояткою і також приварюється до спорудження. Торцева частина корпусу дроселя закривається шматком листа з патрубком під димову трубу.
Далі залишиться тільки зварити передню панель паливної камери з вікнами для дверей під кожну з двох секцій і модулем для повітряного насоса.
Встановлений теплообмінник і частина конструкції дросельної заслінки. Варіант регулювального механізму у вигляді ручного важеля з можливістю фіксації заслінки в будь-якому положенні
Перед тим як ставити фронтальну панель, внутрішню частину камер згоряння необхідно посилити шамотною цеглою. Цей матеріал ріжеться за розміром, деяка частина під кутом. Цегла обточується і підганяється за місцем укладання.
Обробці шамотною цеглою піддаються обидві робочих секції паливної камери котла. При цьому акуратно обкладаються місця області заслінок воздухоотводящие (підвідних) труб. Після викладення цеглою, встановлюється фронтальна панель.
Приклад викладання шамотною цеглою внутрішньої області паливної камери. Цегляна обкладка захищає стінки камери піролізного котла від можливого прогорання в міру довгострокової експлуатації
По суті, основну збірку піролізного котла на цій стадії можна вважати завершеною. Зібрану конструкцію необхідно обробити - прибрати окалину від зварювання, підчистити зварні шви, підрівняти, якщо десь є невеликі нерівності.
На наступному етапі - висновок зібраної конструкції в герметичний корпус. Ця частина споруди також робиться з металевих листів. Однак перш потрібна опресовування.
Тестування і остаточне складання конструкції
Зібрану конструкцію необхідно випробувати. Обов'язкові дії - перевірка на герметичність області котла, де повинен циркулювати теплоносій. Для проведення опресовування теплообмінника тимчасово встановлюють заглушки на патрубках подачі і повернення теплоносія.
Потім теплообмінник заправляють водою. Бажано використовувати гарячу воду з мережі опалення або ГВП, щоб мати можливість перевірити зварні шви в умовах теплового розширення металу.
Передня частина вже майже готової конструкції з виведеними патрубками для подачі повітря всередину робочих камер. Вікна секцій паливної камери поки що без дверцят. Ця споруда буде обшивати корпусними листами
За умови відсутності витоків по швах теплообмінника воду зливають і приступають до оздоблення конструкції піролізного котла зовнішніми металево панелями. Також на цьому етапі виготовляються і навішуються двері вікон секцій камери згоряння.
Двері піролізної установки вимагають виконання з урахуванням високотемпературних умов експлуатації. Тому роблять (або застосовують уже готовими) ці конструктивні елементи звичайно з чавуну з додатковим температурним посиленням шамотною цеглою.
Приклад конструкції двері однієї з секцій паливної камери піролізного котла. Для посилення захисту від впливу високої температури процесу горіння додатково до металу використовується шамотна цегла
Завершальний етап - установка піролізного котла за місцем його майбутньої експлуатації. Монтаж конструкції ведеться на фундаменті або на бетонній плиті. Висоту фундаменту (плити) щодо рівня грунту рекомендується витримувати розміром не меншим ніж 100 мм.
Після установки і балансу за рівнями нижня частина котла закріплюється до фундаменту. Чи залишиться приєднати димову трубу, встановити повітряний насос і підключити лінії подачі / виходу теплоносія.
Котел піролізного дії повністю закритий в металевий корпус і готовий до установки на робоче місце. В якості опорних елементів кріплення на корпусі приварені кутові зачепи
Виготовлення піролізної конструкції котла самостійно - це робота, що вимагає значного вкладення сил. Звичайно ж, не обійтися і без накладних витрат в плані фінансових коштів.
Можливо, із закупівлі матеріалу і за зверненнями до сторонніх послуг витрати виявляться менше, ніж вартість обладнання промислового виготовлення. Однак різниця, швидше за все, буде не такою істотною. Але головне питання не в грошах.
Висновки і корисне відео по темі
Про самостійному виготовленні котла піролізного дії:
Технічно самостійне виробництво піролізних котлів без наявності відповідної бази є вкрай складним процесом. Також необхідні професійні навички в роботі з металом, чітке розуміння інженерних схем і технологічних тонкощів виготовлення котельного обладнання. Без всього цього не варто навіть братися за роботу.
Якщо ви володієте необхідними знаннями та вміннями, і можете дати цінну пораду по збірці піролізного котла іншим відвідувачам сайту - залишайте, будь ласка, свої коментарі, діліться секретами майстерності, задавайте питання в блоці під статтею.