Принцип работы пиролизного котла основан на трансформации целлюлозы в горючие олефины — этилен и пропилен. То есть, вы загружаете в топку дерево – источник целлюлозы, а отапливаетесь газом – этиленом или пропиленом. В итоге, такая схема отопления обойдется вам в пять раз дешевле дровяного варианта или в три раза дешевле газового аналога.
Правда сам котел стоит недешево: ведь процесс термической трансформации одних углеводов в другие (тот самый пиролиз) протекает в весьма специфических условиях. Но если построить пиролизный котел своими руками (а это вполне возможно), то отопление дома обойдется вам буквально в копейки. Ведь такой обогреватель можно «питать» даже влажной древесиной, полиэтиленовыми бутылками, сношенной обувью или любым другим сырьем, содержащим углерод или углеводы.
Поэтому в данной статье мы не только рассмотрим, как сделать пиролизный котел своими руками, но дадим практические рекомендации по «строительству» такого отопительного прибора.
В чем суть работы пиролиза?
Повторимся: пиролиз – это термическая трансформация углеводов, содержащихся в топливе, в олефины – низкомолекулярные, горючие газы. Непременным условием такой трансформации является горение топлива в малом объеме кислорода, при температуре не менее 1100 градусов Цельсия.
Причем непосредственно для отопления используются лишь отфильтрованные олефины, пропускаемые сквозь металлические сетки, на которых оседает сажа и частицы золы. Помимо твердых частиц в процессе фильтрации от олефинов отделяют органические кислоты (уксусную и муравьиную), пропуская пары сквозь трубчатый конденсатор.
На выходе из конденсатора температура газообразных олефинов снижается до 100-120 градусов Цельсия. И это очень хорошо, поскольку охлажденные газы горят с большей теплоотдачей, чем разогретая среда, поступающая прямо из камеры термической трансформации.
Как устроен пиролизный котел?
С учетом вышеуказанных нюансов устройство пиролизного котла выглядит следующим образом:
- В нижней части корпуса располагается приточный канал – поддувало, работу которого регулирует автоматическая заслонка, дозирующая порцию воздуха, подаваемого в камеру сгорания.
- Над поддувалом, отделенная от этой зоны колосниковой решеткой, находится топка-газогенератор. Дрова, пеллеты или любой другой источник углерода сгружается в топку сквозь дверцу. Причем дверца должна закрываться герметично. Лишняя порция воздуха может нарушить процесс термической трансформации.
- В верхней части топки имеется отвод – штуцер для соединения газогенератора со змеевиком системы охлаждения олефинов. Причем на входе и выходе в змеевик вмонтированы фильтры, очищающие газы от золы и сажи.
- Последний (по ходу движения газов) фильтр врезан в стенку второй топки, где сгорают олефины. Именно эта часть котла используется для разогрева теплоносителя. Поэтому стенки второй топки всегда двойные – в полость между ними заливается вода или закачивается воздух.
- Над верхней стенкой второй топки смонтирован воздухообменник – особый узел, отвечающий за насыщение камеры сгорания олефинов кислородом. Причем воздухообменник соединяется с камерой сгорания посредством обратного клапана, препятствующего выходу горючей смеси за пределы котла.
- В боковой стенке второй топки оборудован особый патрубок, используемый для монтажа трубы отводного канала – дымохода.
Таким образом, любой пиролизный котел состоит из трех зон: газогенератора, охлаждающего контура и топки, где сгорает газ (охлажденные олефины). И сборка пиролизного котла выполняется путем последовательного обустройства этих зон в границах общего корпуса.
Как построить простой пиролизный котел своими руками?
Вначале вам понадобятся чертежи, причем на чертежах должен быть изображен нагревательный прибор с четко обозначенной мощностью. Ведь излишне производительный котел будет требовать больше топлива, а недостаточно мощный – просто не нагреет ваше жилище.
Поэтому изготовление пиролизного котла своими руками начинается с расчетов мощности и поиска соответствующих чертежей. Причем, с мощностью все просто – вы можете воспользоваться калькулятором, выложенным на сайтах производителей котлов.
В свою очередь, поиск действительно верных чертежей – это не такое уж и простое дело. Но на тематических форумах можно отыскать и чертеж пиролизного котла и технологическую карту сборки такого агрегата.
Подготовка инструмента и расходных материалов
Следующий шаг – это подготовка инструментов и поиск материала для заготовок.
Ведь твердотопливные котлы пиролизные своими руками не собираются – в этом процессе вам пригодится следующий набор инструментов:
- Болгарка – ее используют для раскроя заготовок.
- Дрель – она пригодится для рассверливания приточных отверстий.
- Сварочный аппарат электродугового типа, рассчитанный на работы с постоянным током.
Помимо этого нам понадобятся струбцины, шлифовальные круги, тиски, трубогиб, молоток, напильник и прочий слесарный инструмент.
В качестве расходного материала будут использоваться:
- Трубы профильные с толщиной стенки не менее двух миллиметров.
- Трубы круглые, стальные, с аналогичной толщиной стенки.
- Стальные листы, толщиной от 4 до 8 миллиметров.
Причем погонаж расходных материалов и площадь стальных листов рассчитывается исходя из потребностей, приведенных в спецификации к чертежам. Поэтому «правильный» чертеж – это залог успеха всего процесса.
Сборка отопительного прибора
Собирая пиролизные котлы отопления своими руками лучше всего придерживаться следующего порядка действий:
- Вначале нужно раскроить трубы и листы, вырезая все заготовки для газогенератора, топки и охладителя олефинов. Причем края заготовок нужно обработать шлифовальным кругом, сточив кромку и обозначив разделку для сварочных швов.
- Далее нужно подготовить сварочный стол и аппарат, с помощью которого и будет выполняться сборка.
- Следующий шаг – сборка корпуса. Она осуществляется в следующем порядке: торцевую стенку укладывают на стол, после чего к ней монтируют точечными швами боковые стенки, укрепляемые распорками, дно и крышку. А вот монтаж лицевой стенки стоит отложить до полной сборки «сердцевины» котла. То есть, на выходе получается ящик без лицевой стенки.
- Следующий шаг – монтаж топки газового генератора. Причем сама топка обозначается в корпусе горизонтальными полками, на которые укладывают колосниковую решетку и монтируют горловину патрубка для отвода олефинов.
- Далее собирают колоны фильтрации и охлаждения газа, пронизывающие корпус котла и частично выходящие за его пределы. Колоны собираются из труб, монтированных в мете заранее высверленных отверстий в корпусе.
- Следующий шаг – обустройство второй топки – камеры горения олефинов. Ее располагают над зоной газогенератора, подводя к этой части корпуса охлаждающую колону. На этом же этапе можно смонтировать «рубашку» системы отопления, установив параллельно корпусу вторую стенку, отделенную от первой (корпусной) перегородкой.
- На следующем этапе обустраивается воздухообменник и патрубок дымохода.
- В финале на лицевой стороне монтируется последняя стенка корпуса, после чего на нее навешивают дверцы и патрубки приточной системы (поддувала).
Сборка ведется односторонними сварочными швами, накладываемыми с учетом герметизации зоны газогенератора и второй топки.
Установка пиролизного котла: правила техники безопасности
Пиролизный котел – это очень мощный нагреватель.
Поэтому такое устройство нужно монтировать только в отдельном помещении, соблюдая следующие рекомендации:
- Нагревательный прибор должен иметь собственный фундамент из кирпича или бетона, возвышающийся над уровнем пола на 10 сантиметров
- Полуметровое пространство перед топкой нужно защитить стальным фартуком, уложенным поверх напольного покрытия.
- Котельная должна быть оборудована приточно-вытяжной вентиляцией, обустроенной по «газовым» правилам. То есть, минимальный размер вытяжного отверстия должен быть равен 100 см2, а воздухообмен в помещении должен быть минимум тройным (от общего объема котельной).
- Расстояние от котла до стен и предметов меблировки не может быть меньше 20 сантиметров.
Соблюдая эти правила установки котлов можно увеличить уровень общей пожарной безопасности этого отопительного прибора.
