Устройство пиролизного котла: сборка, условия эксплуатации

  • 97
  • 755
30-06-2014
Устройство пиролизного котла: сборка, условия эксплуатации
Оглавление: [скрыть]
  • Принцип работы газогенераторных котлов
  • Самодельные газогенераторные котлы
  • Установка и эксплуатация

Твердотопливные котлы широко распространены там, где нет магистрального газопровода. В то же время неуклонное подорожание природного газа заставляет задуматься об альтернативных источниках отопления даже жителей тех населенных пунктов, где он есть. Наиболее дешевым и доступным видом топлива является древесина, и в связи с этим установка твердотопливных котлов набирает популярность. Однако классические варианты котлов этого типа имеют два серьезных недостатка: низкий КПД и необходимость частой дозагрузки топлива. Если котел работает на дровах, то их закладку нужно производить каждые 3-4 часа. Это требует больших трудозатрат, а подключенный к водяному теплоносителю агрегат в морозный день нельзя надолго оставлять без присмотра ввиду риска замерзания системы в случае остановки его работы. Пиролизные, или, как их еще называют, газогенераторные твердотопливные котлы в значительной мере решают эти проблемы.

Устройство котла отопления на твердом топливе

Устройство котла отопления на твердом топливе.

 

Принцип работы газогенераторных котлов

Устройство пиролизного котла принципиально отличается от традиционного варианта тем, что он состоит из двух камер сгорания.

В первой камере при высокой температуре и низком содержании кислорода происходит тление древесины. При этом происходит пиролиз – процесс разложения древесины с выделением горючего газа, который поступает во вторую камеру и сжигается, выделяя тепло.

Процесс работы пиролизного котла

Процесс работы пиролизного котла.

Преимущества пиролизного котла перед традиционным:

  • газогенераторные котлы имеют более высокий КПД (в среднем 90% и выше);
  • пиролиз обеспечивает практически полное сгорание топлива;
  • остается небольшое количество золы. Трудозатраты по ее удалению минимальны;
  • длительность горения одной закладки в зависимости от размера топки составляет до 15 часов;
  • количество оседающей в дымоходе сажи минимально. Чистить дымоход придется реже;
  • экологичность. Количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ значительно меньше, чем в классических котлах, так как выделяющиеся канцерогенные древесные газы сжигаются, преобразуясь в углекислый газ и водяные пары

К недостаткам пиролизных котлов можно отнести:

  • большие габариты;
  • высокие требования к дровам. Они должны быть сухие, иначе процесс генерации газа будет невозможен. Чем выше влажность дров, тем ниже КПД котла;
  • зависимость от электроснабжения. При работе котла воздух нагнетается вмонтированным вентилятором, который подключается к электросети.
Вернуться к оглавлению

Самодельные газогенераторные котлы

Необходимые размеры котла с дымоходом

Необходимые размеры котла с дымоходом.

Газогенераторные котлы серийного производства имеют весьма высокую стоимость. Цена даже небольших и простых по исполнению моделей доходит до 1000 долларов, а более крупных и продвинутых – от двух тысяч и выше. Именно дороговизна пиролизных котлов для многих людей становится непреодолимым препятствием для их установки у себя дома или на даче.

Изготовление оборудования своими руками в несколько раз снижает его стоимость. Однако следует понимать, что пиролизный котел – достаточно сложное устройство, для корректной работы которого требуется точное соблюдение конструкторских размеров. Поэтому людям, не посвященным в тонкости пиролизного процесса, лучше не заниматься самостоятельно расчетами, а воспользоваться готовыми чертежами. За основу можно взять схему, разработанную инженером-конструктором В. Беляевым.

Для работы понадобятся следующие инструменты и расходные материалы:

  • сварочный аппарат постоянного тока;
  • электроды d=3, 4 (5-8 упаковок);
  • болгарки под круги d=250 и 125 мм;
  • отрезные круги d=250 – 10 шт., 125 мм – 5 шт;
  • домашний инструмент.
Размеры распределителя воздуха

Размеры распределителя воздуха.

Материалы для изготовления котла:

  • металлический лист из рядовой стали толщиной 4 мм – 7,5 кв.м. Для изготовления корпуса можно использовать лист толщиной 3 мм.
  • труба d=57 мм, толщина стенки 3,5 мм – 8 м;
  • труба d=159 мм, толщина стенки 4,5 мм – 0,5 м;
  • труба d=32 мм, толщина стенки 3,2 мм – 1 м;
  • труба прямоугольная 60х30 мм, толщина стенки 2 мм – 1,5 м;
  • труба прямоугольная 80х40 мм, толщина стенки 2 мм – 1 м;
  • полоса стальная 30х1500 мм толщиной 4 мм;
  • полоса стальная 20х7500 мм толщиной 4 мм;
  • полоса стальная 80х1000 мм толщиной 5 мм;
  • центробежный вентилятор;
  • температурный датчик;
  • крепеж (болты, гайки);
  • огнеупорный кирпич – 15 шт.
  • асбестовый шнур.

Сборка котла производится в соответствии с чертежом (рис. 1). Указанный расход материалов соответствует котлу номинальной мощностью 40 кВт. Размеры узлов для котлов различной мощности приведены в таблице (рис. 2).

Вернуться к оглавлению

Установка и эксплуатация

Зависимость теплотворной способности топлива

График зависимости теплотворной способности топлива от содержания воды в древесине.

Уровнем выброса в атмосферу угарного газа (CO) обеспокоены в первую очередь экологи. Но в случае с пиролизными котлами это еще и показатель эффективности их работы. Чем ниже выброс CO, тем выше КПД оборудования. При испытательном запуске рекомендуется измерить наличие угарного газа в дымоходе. Вряд ли у каждого человека найдется в бытовых приборах газоанализатор. Если достать его негде, то можно попробовать определить газ на запах. Сам по себе угарный газ не пахнет, но уловить запах органических примесей в нем можно. Проверку следует произвести в режиме всех рабочих мощностей.

Техника безопасности выдвигает определенные требования к эксплуатации отопительного оборудования такого типа. Под него должно быть отведено отдельное нежилое помещение. Котельная должна иметь вентиляционное отверстие размером не менее 100 кв.см, так как в процессе горения забирается воздух из помещения, поэтому необходимо его дополнительное поступление. Установка котла производится на бетонное или кирпичное основание. Перед топочными камерами укладывается металлический лист толщиной 1,5-2 мм. Минимальное расстояние котла от стены должно составлять 20 см.

Дымоход нуждается в утеплении. Можно использовать сэндвич-трубу или обернуть обычную трубу фольгированной минеральной ватой Игнорирование утепления трубы приведет к образованию конденсата и налипанию на стенках дымохода сажи. Это снизит тягу, и трубу придется чистить.

Основным топливом для пиролизных котлов являются дрова. Возможно использование крупных, неколотых поленьев длиной до 450 мм и диаметром до 250 мм. Одновременно с дровами можно сжигать мелкие древесные отходы и опилки, но их количество не должно превышать 30% от общего количества топлива. Рекомендуемая влажность дров – не более 20%. Сырые дрова не только снизят эффективность работы котла, но и приведут к образованию на его стенках налетов сажи. По причине образования сажи не рекомендуется использовать в качестве дров смолистые породы деревьев.