Пиролизные котлы длительного горения своими руками: Собираем пиролизный котел длительного горения своими руками

Содержание

Самодельный пиролизный котёл: чертежи, расчёт, наладка, видео

Пиролизные котлы давно завоевали популярность у владельцев частных домов — по значению КПД они приближаются к газовому оборудованию, при этом могут быть установлены даже в любом доме и не зависят от наличия газа и электричества. Пиролизный котел можно сделать самостоятельно, сэкономив немало денег.

Отличия и преимущества

В обычных дровяных котлах и печах с водяным отоплением древесина сгорает довольно быстро, и одной загрузки дров хватает на 3-4 часа. Отопительное оборудование при этом требует постоянного внимания, ведь если огонь в топке потухнет, то теплоноситель остынет, и в доме станет холодно. Эта особенность твердотопливных котлов часто вынуждает домовладельцев устанавливать дополнительный электрообогрев или устанавливать котел длительного горения.

Котлы пиролизного типа, отличаются длительным временем работы на одной загрузке. Они могут использовать в качестве топлива дрова или пеллеты — прессованные отходы деревообработки. Длительность работы таких моделей обусловлена особым режимом работы, основанном на пиролизе.

Видео: принцип работы котла

Пиролиз — что это такое, и как его используют в котлах

Процесс горения древесины достаточно сложен. Она состоит из волокон целлюлозы, скрепленных связующим веществом — лизином. При нагреве эти связи разрушаются, и начинается выделение газа, а древесные волокна начинают темнеть и обугливаться. Газ, называемый пиролизным, содержит горючие элементы, в том числе водород. Нагреваясь от горячей поверхности тлеющего полена, он воспламеняется и образует яркий огонь.

Повышенное содержание кислорода в зоне горения увеличивает размер пламени. Это можно заметить при открывании топочной дверки — дрова сразу начинают гореть ярче. Сгорание пиролизных газов сопровождается активным выделением тепла, от чего тление дров усиливается, и очень скоро они сгорают до углей.

Пламя при этом может достигать высоты более метра, при этом греется не только печь, но и дымоход, а горячие, не до конца прогоревшие газы с высоким содержанием сажи выходят в трубу.

Конструкция пиролизного котла позволяет сжигать дымовые газы в отдельной зоне дожига. При этом дрова в зоне газогенерации тлеют долго и равномерно, с постоянной температурой. Чтобы избежать активного горения топлива, поступление воздуха в загрузочную камеру ограничивают с помощью заслонки. К зоне дожигания газов воздух, напротив, нагнетают, иногда с помощью вентилятора, но чаще — с использованием естественной тяги.

Конструкция

Внешне котел пиролизного типа не сильно отличается от твердотопливного аналога. В корпусе из стали или чугуна расположена топка, оснащенная дверкой или люком для загрузки топлива. Топка может быть разделена на камеры газогенерации и дожига с помощью перегородок, но иногда деление условное, и процессы происходят в разных зонах топки.

Для чистки от золы в нижней части камеры загрузки топлива расположен колосник, а ниже — зольник с дверцей или ящиком для сбора золы.

Отдельной дверцей для прочистки оснащается также зона дожига, так как в ней часто образуется сажа, и требуется ее прочистка.

Рядом с топкой расположен теплообменник, по которому циркулирует выбранный для системы отопления теплоноситель: антифриз, тосол или специально подготовленная вода. Он оснащен двумя штуцерами для подключения труб отопительного контура.

Для отвода дыма предназначен подключаемый к дымоходу патрубок, подсоединенный к топке в зоне дожига. Он может быть оснащен датчиками температуры и шибером для регулирования тяги.

Уровень автоматизации котла зависит от модели, при этом стоит отметить, что котлы с регулированием процесса горения энергозависимы, их установка возможна только при наличии бесперебойного электроснабжения.

Видео: конструкция пиролизного котла

Достоинства и недостатки

    Несомненное преимущество, благодаря которому пиролизные котлы по удобству использования приближаются к газовым — это эффективность и высокий КПД.
    Но этим перечень достоинств котла не ограничивается, их отличают также:
  • длительная работа на одной загрузке топливника — до 48 часов в мощных моделях, до 18 часов — в бытовых;
  • доступность и разнообразие потребляемого топлива — пиролизные котлы могут работать также на пеллетах, брикетах, стружке и обрезках досок, а некоторые модели даже на опиле;
  • котлы имеют компактные размеры, для их установки достаточно небольшого отдельного помещения;
  • температура дыма на выходе из котла невысока, максимум 200 градусов в режиме растопки, что позволяет использовать недорогой и удобный в сборке металлический сэндвич-дымоход;
  • дым содержит незначительное количество сажи, не загрязняет атмосферу и кровельное покрытие;
  • современные модели оснащены автоматическим регулятором тяги, позволяющим установить режим отопления и не тратить время на регулирование режима;
  • срок использования котла — от 15 лет.

Недостатки котлов пиролизного типа:

  • требовательны к влажности используемой древесины, она не должна превышать 20 процентов;
  • требуют правильного монтажа отопительного контура, о чем будет рассказано ниже;
  • покупные котлы, особенно чугунные модели, довольно дорогие, по цене сравнимы с газовым оборудованием.

Как можно заметить, все недостатки пиролизных котлов устранимы за счет правильной эксплуатации. А уменьшить стоимость отопительного оборудования можно, сделав самодельный котел — это вполне реально, если провести расчет тепловой мощности, а также найти готовые чертежи или сделать их своими руками по эскизам опробованных моделей.

Чертежи и описание


Предлагаемый для сборки самодельный котел, представленный на чертеже, выполнен своими руками по типу пиролизного котла верхнего горения с принудительным наддувом воздуха в камеру сгорания.

Принцип его действия таков:

  • в топливник через дверку, расположенную в верхней части корпуса, закладывают разовую порцию топлива и разжигают их сверху;
  • вентилятор-дымосос, установленный в верхней части корпуса, направляет выделяющийся при горении дым в камеру дожигания;
  • там происходит окончательное догорание газов и содержащихся в них горючих включений;
  • дым отводится через дымовой патрубок, расположенный в задней части котла, в дымоход;
  • зола, образующаяся при топке, через колосниковую решетку попадает в зольник, который находится ниже топочной камеры;
  • топку окружает водяная рубашка, играющая роль теплообменника и термоизоляции стенок котла;
  • вода в теплообменник поступает через нижний штуцер, расположенный в задней части котла, а отводится в систему — через верхний;
  • на верхней плоскости котла расположен контроллер, позволяющий регулировать режим, а внутри теплообменника — температурный датчик.

На чертеже представлены размеры котла и обозначения его конструктивных частей. Часть размеров обозначена буквенным кодом — их уточняют по таблице и выбирают по желаемой мощности котла. Эти размеры определены тепловым расчетом, от них зависит правильная и бесперебойная его работа.

Материалы и инструмент, необходимые для сборки

    Корпус котла делают своими руками из листовой стали и металлических труб с помощью сварки. Поэтому перед его изготовлением необходимо подготовить:
  • сварочный инвертор, электроды;
  • болгарка с отрезными и шлифовальными кругами;
  • дрель с набором сверл по металлу;
  • электролобзик.

Материалы и их примерное количество:

  • 3 листа стали стандартного размера 1250х2500 мм, толщина 4-5 мм, лучше холодный прокат — его меньше ведет при скачках температуры;
  • 2 листа оцинкованной стали 1250х2500 мм, толщина 1,5-2 мм;
  • металлическая труба Ø32 мм, толщина стенок 3,2 мм;
  • металлические трубы Ø57 мм, толщина стенок 3,5 мм;
  • металлическая труба Ø159 мм, толщина стенок 4,5 м, общая длина 0,5 м;
  • профильная труба двух сортотипов: 60х30х2 и 80х40х2;
  • фурнитуру для дверок — ручки, задвижки;
  • метизы;
  • шамотный кирпич для футеровки топки;
  • асбестовый шнур для термоизоляции дверцы.

Точное количество материала необходимо уточнить по рабочим чертежам. Кроме этого, необходимо подготовить дымосос — вентилятор необходимой мощности, термодатчик, контроллер и источник бесперебойного питания на ~220 В. Мощность вентилятора определяется с помощью расчета.

Для уменьшения веса котла для внешних стенок теплообменника можно взять сталь толщиной 2 мм. Они нагреваются меньше, чем до 100 градусов, поэтому не подвержены деформации.

Технология сборки

    Последовательность операций может быть различной, но опыт мастеров показывает, что сборку котла своими руками лучше проводить так:
  1. По приведенному базовому чертежу выполняют рабочий, с размерами, уточненными по таблице и расчету.
  2. Из листов металла и труб болгаркой вырезают заготовки для сборки агрегата. Отверстия для труб и штуцеров выполняют с помощью дрели и электролобзика или плазмореза — второй вариант предпочтительнее, так как позволяет сделать идеально ровный срез.
  3. Сваривают топочную камеру из металла 4-5 мм толщиной. Вваривают перегородку, образующую дымооборот в задней части топки. Между загрузочной камерой и зоной дожига из уголка или стальной полосы делают опору для колосника. Колосник лучше устанавливать чугунный — он прослужит дольше, а при деформации или прогорании можно легко его снять и заменить.
  4. К камере в верхней его части приваривают дымовой патрубок и трубу с заслонкой для подачи воздуха. На выходе предусматривают посадочные места для дымососа.
  5. Выполняют проемы для дверок топочной и зольной камеры из обрезков металла.
  6. Наваривают перемычки, которые будут соединять внутреннюю и внешнюю стенки теплообменника и компенсировать перепады давления. Их можно сделать из стальной полосы. Перемычки должны располагаться вертикально, чтобы не мешать естественной циркуляции теплоносителя.
  7. Постепенно приваривают внешние стенки теплобменника, соединяя их с перемычками. В отверстия на задней стенке котла приваривают штуцера для подачи воды в систему.
  8. Делают из листового металла дверцы. Их выполняют двойными со слоем теплоизоляции — асбестовой тканью. Дверки крепят к котлу на петли или продумывают другой тип крепления.
  9. Топку в зоне дожига футеруют шамотным кирпичом в четверть кирпича на жаропрочный раствор.
  10. К котлу приваривают или крепят на болты регулируемые ножки, позволяющие выставить его строго горизонтально.
  11. Корпус шлифуют, удаляют окалину, после чего своими руками покрывают его жаропрочной краской из баллона.
  12. Устанавливают дымосос между дымовым патрубком и дымоходом, подключают его к сети.
  13. На верхней части котла устанавливают контроллер, а датчик размещают в теплообменнике рядом с выходным штуцером.

На этом сборка котла закончена, и можно подключать его к системе отопления и приступать к наладке.

Подключение котла к отопительному контуру

Котлы длительного горения, сделанные своими руками, могут работать в системах с естественной или принудительной циркуляцией — их конструкция достаточно надежна. Системы с естественной циркуляцией монтируются с соблюдением угла наклона труб, с принудительной — с подключением циркуляционного насоса нужной мощности, которая определяется расчетом.

Из-за склонности к низкотемпературной коррозии теплообменника рекомендуется обязательно контролировать температуру воды на входном штуцере. Она не должна опускаться ниже 60 градусов Цельсия. Для того, чтобы поддержать ее в этих пределах, между прямой и обратной трубой делают перемычку, с помощью которой обратку разбавляют горячей водой до нужной температуры.

Наладка и включение

Перед включением котла в работу необходимо заполнить систему теплоносителем. Наладка заключается в выборе режима подачи воздуха в камеру дожига, тем самым регулируется интенсивность горения газов и температура в топке.

Косвенно можно определить оптимальность режима работы по дыму, выходящему из трубы: если он не имеет резкого запаха и серого оттенка, значит, топливо сгорает полностью, и режим выбран правильно.

Первые несколько дней самодельный котел работает в режиме тестирования. В это время лучше не оставлять его без присмотра и использовать только качественное топливо, а камеру загружать на 2/3 загрузки. После тестирования котел можно запускать на полную мощность и наслаждаться теплом в доме.

Пиролизный котел своими руками: чертежи + пошаговая инструкция

Говорят, что все новинки – это хорошо забытое старое. Не является исключением и создание отопительный систем на базе пиролизного горения. Первые заводы, использующие технологию пиролиза были построены еще в 70-е годы позапрошлого 19-го века.

Самодельный пиролизный котел

До сих пор эта технология широко применяется и у нас и за рубежом для переработки нефти. Собственно «пиролиз» — это процесс химического разложения органики под действием высокой температуры. В устройствах, использующих твердое органическое топливо (как правило, дрова) твердая часть и выделяющиеся из него при температурном разложении газы сгорают отдельно, что существенно повышает эффективность таких котлов.

Несмотря на сложное название и мудреное описание процесса вы вполне можете построить пиролизный котел своими руками, для этого вам потребуется листовая сталь, сварочный аппарат и чертежи, которые вы можете взять на нашем сайте.

Суть процесса пиролиза

В пиролизных котлах на твердом топливе используются такие типы органики, которые при температурном разложении дают большой выход летучих горючих веществ. Такие котлы работают не только на дровах (и всех видах топлива из древесины, таких как пеллеты или топливные брикеты), но и на угле, вплоть до коксующихся марок, температура горения которых достигает очень больших значений!

тление топлива

Топливо в пиролизных котлах размещается на колоснике. После поджига загруженной партии топлива, закрывается плотная дверка и начинает работать дымосос. Вследствие этого в камере сгорания поднимается высокая, до 800 градусов температура, однако в ней отсутствует кислород из воздуха для обычного интенсивного горения. Вместо этого органическое топливо тлеет и обугливается, при этом выделяются летучие газы, преимущественно углеводороды.

Под действием конвекции летучие горючие газ поступают в подколосниковое пространство. Вместе с ними мигрирует и азот, находящийся в первично имеющемся воздухе в топке. Под решеткой колосника к смеси газов подмешивается кислород из вторичного контура подачи воздуха. Получившая смесь уже имеет способность к сгоранию. Она сгорает, выполняя полезную функцию (например, нагревая воду в теплообменнике), а кроме того выделившееся тепло поступает обратно к органическому топливу и поддерживает процесс тления.

Основные характеристики пиролизных котлов

Основными чертами котлов, работающих на технологии пиролиза являются следующие:

  1. Возможность изготовления из недорогих конструкционных материалов.
  2. Длительное время одного цикла пиролиза, достигающего около 30 часов,
  3. Полная взрыво и пожаро-безопасность.
  4. Простота конструкции, доступная для самостоятельного изготовления.
  5. Широкий спектр используемого древесного топлива (от классических дров до пеллет).
  6. Высокая экологичность котлов, низкое количество продуктов сгорания.

Как часть нужно подкидывать дровишки?

В обычную печь вам придется загружать топливо минимум через каждые два часа. Причиной этому является большая интенсивность горения топлива в печах такой конструкции. Большая часть тепла при этом в прямом смысле «вылетает в трубу». КПД таких котлов минимален, кроме того, в нем остается много остатков, которые приходится регулярно выгребать.

А вот если ограничить приток кислорода, то период горения значительно увеличивается. При этом тепло выделяется не только при самом процессе тления-пиролиза, но и от сгорания выделившихся газов. Вследствие этого время работы от одной загрузки может увеличиваться до суток и более.

Процесс изготовления пиролизного котла своими руками

Сразу отметим, что пиролизные котлы можно использовать не только для отопления. Но и для прямого обогрева небольших помещений, например сарая с живностью или гаража.

Нюансы с топливом

Приятная новость для владельцев автомобилей: ваш котел можно будет «кормить» не только дровами, но и отработанным машинным маслом. Цена такого топлива просто смехотворная, а в пиролизном котле он будет гореть не хуже, чем обычные дрова. Но есть нюанс: котел, «питающийся» отработкой должен иметь специальную конструкцию.

Схема пиролизного котла на отработке

Создать такой котел очень просто. В нем имеется две емкости: нижняя, в которую загружается топливо и где собственно и проходит процесс пиролиза и верхнюю воздушную камеру.

Простейшая пиролизная печь на отработке

В нижнюю часть вваривается труба с толстыми стенками, в которой проделываются отверстия. Собственно в этой трубе и происходит дожигание паров из «отработки».

Схема пиролизной печи

В верхней воздушной камере монтируются перегородки, которые направляют горячий воздух по извилистому маршруту, этим достигается повышенная отдача тепла от верхней камеры в помещение.

Подробное описание конструкции пиролизного котла

Через приваренный к верхней камере дымоход продукты сгорания удаляются в атмосферу.

Такую печь можно несколько усовершенствовать. Для этого рядом с нижней емкостью монтируется дозаправочный бак, соединенные с ней трубой. Дозаправка происходит по принципу сообщающихся сосудов.

Но, обратите внимание, в такую печку категорически не допускается попадание воды. Ее нельзя размещать в месте, где возможно выпадение атмосферных осадков. При попадании воды тлеющее масло вспенивается и резко расширяется в объеме. Это может привести даже к разрывк окнструкции.

Также при создании такой печи обратите внимание, что высота дымохода должна составлять не менее двух метров.

Если вы оснастите верхнюю камеру такой печи водяной рубашкой, то она вполне может нагревать проходящий через нее поток воды. Также верхний бак может нагревать и проходящий воздух.

промышленные пиролизные котлы

Пиролизный котел для древесных отходов

Возможно, у вас на участке накопилось много древесных отходов: щепок, опилок, стружки. Для того, чтобы эффективно сжигать такой «мусор» можно построить специальный котел. Такое устройство также станет незаменимым помощником в деревообрабатывающих цехах.

самодельный пиролизный котел из бочки

Для создания такой печи тратится минимум материалов и а ее конструкция чрезвычайно проста.

Запасемся следующими материалами:

  1. Металлическая бочка емкостью в 200 литров, у которой нужно вырезать верхнюю крышку.
  2. Крышка с бортиком, точно подходящая к горловине бочки.
  3. Круглый поршень с сечением, чуть меньшим внутреннего сечения бочки. Его нужно изготовить из массивной заготовки или искусственно утяжелить.
  4. Труба с сечением 10 сантиметров и длиной, сантиметров на 20 больше, чем высота бочки.
  5. Дымоходная труба с сечением около 10 сантиметров и длиной не менее 40 сантиметров.

В плотно подогнанной по размеру наружной крышке вырезается отверстие с сечением, чуть большим, чем у трубы, обозначенной в п «4», она же – «воздуховодная труба». Дымоходная труба вваривается в верхнюю часть боковой поверхности бочки.

Схема пиролизного котла из бочки

Воздуховодная труба плотно приваривается к поршню. На верхнем торце воздуховодной трубы размещают подвижную заслонку, регулирующую объем подаваемого воздуха. К нижней части поршня привариваем ребра, которые будут утрамбовывать топливную массу.

подгонка верхней крышки

Закладываем в бочку любое сухое древесное топливо. Грузить можно все, что угодно, вплоть до бумаги и шишек. Стоит отметить, что сухость исходного топлива очень критична для пиролизных котлов. Наполняем бочку на 2\3 ее высоты. Сверху на дрова укладываем щепки или бумагу и поджигаем их. Не возбраняется плеснуть несколько капель бензина. После того, как топливо загорелось – вставляем поршень с воздуховодной трубой, закрываем бочку верхней крышкой. Топливо будет постепенно прогорать и под собственным весом поршень будет опускаться.

По тяжестью поршня и без достаточного доступа кислорода топливо в бочке будет медленно тлеть. Выделяемый при пиролизе газ будет проникать в верхнюю часть бочки, где также будет сгорать. Наиболее будет нагреваться как раз верхняя часть бочки, в этой части температура воздуха может достигать 900 градусов. Такая температура полностью выжигает даже сажу.

внешний вид поршня и воздуховода

При хорошей регулировке и сухом топливе такая пиролизная печка может непрерывно работать на одной закладке до 30 часов.

Горизонтальная версия пиролизного котла

200-литровую металлическую бочку можно превратить и в горизонтальный котел. Как и вертикальном варианте – в такой печи будут присутствовать камера тления и камера дожига выделяющихся газов.

горизонтальная пиролизная печь

В принципе, такой котел можно приобрести и в уже готовом виде. Современная промышленность предлагает массу вариантов таких устройств на любой вкус и кошелек.

промышленная пиролизная печь

Дополнительное оснащение пиролизных котлов

Помимо нагрева окружающего воздуха пиролизные котлы могут выполнять и много другой полезной работы. Прежде всего, конечно, они могут подключаться к системам отопления с воздушным или жидким теплоносителем.

пиролизный котел с конвекцией

Так, большой популярностью пользуются конвекционные печи. В них применяется принцип конвекции воздуха. Для этого на котле размещаются специальные изогнутые воздуховоды. Их нижние патрубки забирают холодный воздух, а через верхние патрубки выходит уже горячий.

самодельный пиролизный котел с конвекцией

Ну и конечно же, никто вам не мешает оборудовать любой котел трубопроводом-теплообменником, который будет нагревать воду для системы теплоснабжения или для система горячего бытового водоснабжения.

И в заключении можете посмотреть краткий видеоурок, описывающий изготовление и эксплуатацию пиролизного котла.

Видео: Пиролизный котел своими руками

Самодельный пиролизный котел своими руками: конструкция и расчет

Поскольку котлы, работающие на твердом топливе, стали пользоваться повышенным спросом, их стоимость начала возрастать. Это касается как классических простых агрегатов, так и пиролизных и пеллетных установок. Один из вариантов уменьшения стоимости – заказывать у мастеров либо самостоятельно изготовить пиролизный котел своими руками.

Чертеж пиролизного котла

Исходные данные для вычислений

Существенное понижение цены самодельного агрегата достигается за счет правильного подбора и закупки материалов и комплектующих. Это можно осуществить как с помощью опытного мастера, так и самостоятельно, имея в своем распоряжении чертеж пиролизного котла. По нему определяется количество и номенклатура материалов с таким расчетом, чтобы не покупать их с большим запасом. Дополнительно сэкономить средства позволяет и самостоятельное выполнение работ, единственное условие – умение производить заготовительные и сварочные работы на высоком уровне. Водяная рубашка установки представляет собой сосуд, работающий под давлением, поэтому качество сварных швов должно быть высоким.

Перед тем как сделать пиролизный котел, нужно выяснить, какими должны быть его параметры. Главный из них – тепловая мощность, необходимая для отопления дома. Ее можно высчитать по общей площади всех этажей здания по принципу: на каждые 10 м2 потребно 1 кВт тепловой энергии. Полученное значение умножается на коэффициент запаса, согласно нормативной документации он составляет 1.2. В реальной жизни лучше принимать коэффициент не менее 1.5, поскольку дрова разных пород имеет различную теплоту сгорания.

Пиролизные установки работают по одному принципу: газы, выделяющиеся из древесины при горении в топке, дожигаются во вторичной камере. А вот компоновка камер и расположение прочих элементов конструкции может быть разным, примеры конструктивных схем можно увидеть на рисунке.

Схема пиролизного котла

Конструктивные особенности

Чаще всего конструкция пиролизного котла, сделанного своими руками, предполагает устройство верхней топки, под которой находится вторичная камера. Такая компоновка наиболее проста в изготовлении и хорошо зарекомендовала себя на практике. Топка и камера сжигания газов облицованы изнутри огнеупорным кирпичом. Воздух подается принудительно вентилятором – нагнетателем через специальные отверстия, между камерами выполнен щелевидный проем, называемый рабочей форсункой. Габаритные размеры проема определяются мощностью установки.

Пиролизный газогенератор

Факел пламени из форсунки нагревает днище камеры, под которым находится водяная рубашка. Нагретая вода поднимается и омывает дымогарные трубы теплообменника, по которым уходят продукты сгорания. Таким образом, схема пиролизного котла данной конструкции предусматривает двойной подогрев теплоносителя.

Для розжига дров в задней стенке топки устанавливается клапан прямой тяги, открываемый вручную с помощью рукоятки, вынесенной наружу корпуса. После того как топливо разгорелось, заслонку клапана закрывают, включают нагнетатель, и установка переходит в рабочий режим. Чтобы вся система работала устойчиво и эффективно, вначале потребуется сделать расчет пиролизного котла. Исходить надо из потребной тепловой мощности агрегата.

Читайте также полезную статью про принцип работы пиролизного котла.

Выполнение вычислений

Первым делом нужно подобрать размеры проема форсунки. Самый простой способ – приобрести готовое изделие, рассчитанное под определенную мощность, такие имеются в продаже для установок разных производителей, например, ATMOS. Другой путь несколько труднее, зато гораздо дешевле: изготовить проем необходимого сечения в шамотном кирпиче, который будет уложен на днище топки. Габаритные размеры щелевидного проема для разных значений мощности представлены 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

Самодельный пиролизный котел длительного горения можно изготавливать 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.
  • Учитывая, что между поленьями в топке остается пустое пространство, нужно принять коэффициент заполнения 0,5. Тогда полезный объем камеры на 1 час работы 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 полезная ширина на 1 час работы: 0,018 / 0,6 / 0,5 = 0,06 м.
  • Чтобы загружать топливо 1 раз в 10 часов, полезный объем должен быть: 0,018 х 10 = 0,18 м3. Тогда при прежних значениях глубины и высоты полезная ширина будет: 0,18 / 0,6 / 0,5 = 0,6 м. Окончательные габариты – 0,6 м х 0,6 м х 0,5 м.

Самодельный пиролизный котел

Следующий шаг – подбор вентилятора – нагнетателя, который устанавливается на самодельные пиролизные котлы и обеспечивает подачу воздуха в обе камеры. Устройства подбираются по производительности, которая зависит от мощности установки, эти данные можно взять по Таблице 2.

Таблица 2

Мощность установки, кВт 25 32 50 80 90 100
Производительность нагнетателя, м3 98,5 195,9 242,2 253,2 284,8 316,5
Полезный объем топки, м3 0,22 0,24 0,35 0,42 0,47 0,52

Дымовые газы, покидающие вторичную камеру, имеют достаточно высокую температуру. Чтобы не выбрасывать это тепло на улицу впустую, применяется жаротрубная схема изготовления пиролизного котла. В соответствии с ней, дымовые газы, проходя через дымогарные трубы теплообменника, охлаждаются до температуры 150–200 ⁰С, отдавая свою теплоту водяной рубашке. Чтобы рассчитать полезную площадь теплового обмена, нужно определить такие исходные данные:

  • температуру теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах t1 и t2;
  • температуру дымовых газов на входе в теплообменник и на выходе из него Т1 и Т2.

Далее, определяется разность температур ∆t= t1 – t2 и ∆Т = Т1 – Т2. После этого можно посчитать величину температурного напора τ, ⁰С:

τ = (∆Т – ∆t) / ln (∆Т / ∆t)

Площадь поверхности теплообмена S(м2) находят по формуле:

S = Q / k / τ

В этой формуле:

  • Q– потребная мощность котельной установки;
  • k – коэффициент передачи теплового потока, принимается 30 Вт/м2 ⁰С.

Проверить результат можно по Таблице 3, в которой представлены укрупненные значения площади поверхности теплообмена 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 своими руками, мастера зачастую устанавливают патрубок дымохода «на глазок», в то время как от правильной работы дымоходной трубы зависит КПД самого агрегата. Поэтому площадь сечения трубы, а потом и ее диаметр лучше определить по формуле:

F = L / 3600ϑ

В этой формуле:

  • ϑ – скорость дымовых газов, принимается равной 0,5 м/с;
  • L – расход газов, соответствует производительности вентилятора, м3/ч;
  • F – площадь сечения трубы дымохода, м2.

Через формулу площади круга находят значение диаметра трубы.

Рекомендации по выбору материалов

Чтобы сделать надежный пиролизный котел своими руками, нужно для топки взять легированную жаропрочную сталь толщиной не менее 5 мм, нельзя использовать простой низкоуглеродистый металл, он быстро прогорит. Жаропрочные марки сталей легированы хромом и молибденом, для их сваривания лучше применять соответствующие марки электродов. Чтобы корпус топки служил дольше, в местах с самой высокой температурой его надо облицевать изнутри 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 менее 3 мм. Между наружной поверхностью топки и внутренней поверхностью водяной рубашки необходимо точечно приваривать ребра жесткости через каждые 15–20 см. Это будет предохранять внешнюю оболочку от разрушения при повышении давления и температуры теплоносителя в экстремальном режиме работы агрегата.

Жаротрубный теплообменник, которым снабжается пиролизный газогенератор, сваривается из нескольких труб, чья площадь наружной поверхности должна соответствовать или быть немного больше расчетной. Материал трубы – углеродистая сталь СТ 20, но если удастся найти жаропрочную, то это будет только лучше. Дверцы обеих камер сваривают двухслойными, закладывая внутрь асбест или другой теплоизоляционный материал, стойкий к высокой температуре.

Качественную сборку котла своими руками лучше производить в заранее подготовленном месте, где сразу можно будет выполнить его испытания. Если в наличии есть компрессор, можно проверить качество сварных соединений без заливки водой. Достаточно создать в рубашке избыточное давление и при этом промазать все швы мыльной пеной. В противном случае придется залить в рубашку теплоноситель, разжечь котел и внимательно наблюдать за всеми соединениями.

Для управления производительностью вентилятора потребуется приобрести комплект автоматики: контроллер и датчики. С их помощью автоматически регулируется температура теплоносителя в рубашке. Изготавливать и регулировать пиролизные котлы отопления своими руками не столь уж сложно, если есть соответствующие умения и навыки, а экономию средств можно получить значительную.

Делаем пиролизный котел своими руками – советы и рекомендации


Газогенераторные или пиролизные котлы, стоят в 2-3 раза дороже, чем классические модели отопительного оборудования. Изготовление пиролизного котла своими руками, дает возможность сэкономить на расходах до 60%, по сравнению с приобретением заводской продукции.

Для производства требуется подобрать необходимые материалы, чертежи и выполнить грамотные теплотехнические расчеты.

Ниже находятся пошаговую инструкция изготовления пиролизного котла своими руками, рекомендации относительно подбора необходимых строительных материалов и комплектующих.

Можно ли получить пиролиз самому

Конструкция самодельного пиролизного котла будет эффективной, только при условии, что будут созданы необходимые условия для его работы. Горение топлива внутри топки, должно осуществляться с соблюдением следующих особенностей:

  • Пиролиз или газогенерация – это процесс продуцирования и последующего дожига газа, появляющегося при сжигании любого твердого топлива. Котел должен иметь топочную камеру, соединяющуюся каналом с топкой, для дожига газов.
  • В процессе горения требуется, чтобы поддерживалась температура свыше 600°С. В самодельных котлах, камеру дожига газов, обычно располагают под топочной камерой. Для уменьшения теплопотерь.
  • Подача воздуха и отвод газов, должны точно регулироваться. Пиролиз происходит только при ограниченном объеме кислорода в топке.


Во время горения твердого топлива, сначала происходит окисление поверхности, после чего появляется пламя. Газогенерация или пиролиз, является естественным физическим явлением.

Главная задача при изготовлении котла своими руками, это необходимость добиться максимального продуцирования CO и дожига его в специально отведенной камере.

Какой самодельный пиролизный котел лучший

В точности определить, какой самодельный пиролизный котел лучше, можно, только рассмотрев наиболее распространенные конструкции. Схемы для производства, в основном позаимствованы и являются копией уже существующих, реальных моделей оборудования. Наибольшей популярностью пользуются копии пиролизных котлов Стропува, благодаря простой и одновременно эффективной конструкции.

По своему устройству, все модели, которые изготавливают самостоятельно, внутренним устройством теплообменника и загрузочной камеры, делятся на две группы:

  1. К первой группе можно отнести котлы, в которых используется вертикальная конструкция. Внешним видом модели напоминают бочку.
  2. Вторая группа, использует горизонтальную загрузку и имеет такой же внешний вид, как и у классических котлов (форма «ящика»).

Вертикальная конструкция

Конструкция котла с вертикальной загрузкой, отличается простотой и эффективностью. Устройство используется в отечественных и зарубежных агрегатах, отличающихся длительной работой от одной закладки топлива. В конструкции присутствуют следующие особенности:

  • Отсутствует отдельная топочная камера для дожига газов. Сверху топки устанавливается специальный металлический «блин» с отверстиями, соединенный с телескопической трубой.
    По мере прогорания топлива, кожух опускается. Через отверстия, выполняющие функцию форсунок, проходит и дожигается продуцируемый газ.
  • Котлы используют принцип верхнего горения – приток воздуха идет в двух направлениях. Чтобы не допустить прогорания топлива, более чем на 10-15 см. Воздушные массы поступают снизу, через зольную заслонку. Одновременно, приток выполняется через телескопическую трубу, опускающуюся по мере прогорания топлива.
  • Теплообменник имеет вертикальную конструкцию, обеспечивающую максимальную теплоотдачу.


Вертикальная конструкция считается максимально простой, поэтому, именно ее выбирают для самостоятельного изготовления котлов пиролизного типа. Одними из первых, устройство использовал латвийский производитель Стропува. Поэтому, схемы моделей данного типа зачастую так и называют.

Горизонтальная конструкция

Горизонтальные пиролизные котлы имеют конструкцию схожую с классическими агрегатами. Разница заключается в присутствии в устройстве отдельной топочной камеры для дожига газов и ломаного канала дымоотведения. В конструкции предусмотрены следующие особенности:

  • Модели в основном используют принцип нижнего горения. Подача воздуха осуществляется сразу в трех направлениях. Поток воздушных масс не даёт, чтобы огонь разгорелся по всей топке и принудительно поддерживается внизу уложенного топлива.
    Второй поток воздуха, подается под колосниками и обеспечивает равномерное горение. Третий поток направлен на удаление продуктов сгорания и подачу газа в камеру дожига.
  • Камера дожига – располагается непосредственно внизу под колосниками или сверху, в зависимости от выбранной конструкции. Топка обкладывается шамотным кирпичом, для поддержания высокой температуры.

Горизонтальная конструкция требует точных теплотехнических расчетов. Выполнить необходимые работы сможет только грамотный специалист.

Пиролизный котёл из газового баллона

Устройство пиролизного котла из газового баллона, напоминает классическую Стропува. Принцип работы идентичен, более известному латвийскому бренду. Для производства понадобятся следующие материалы:

  1. Газовый баллон вместимостью 50 или 100л.
  2. Лист металла для изготовления двух кругов – поршня или «блина», а также, двух дверок: загрузочной и топочной.
  3. Металлическая полоска шириной 4 см и толщиной не менее 3 мм.
  4. Арматура для изготовления колосников.

Сделать самому самодельный пиролизный котел из газового баллона, возможно, даже при минимальных технических навыках и умении работать со сварочным аппаратом. Конструкция требует небольших материальных вложений, на приобретение металлического листа, абразивного круга для болгарки и расходных материалов для сварочных работ.

Тип теплообменника – встроенная рубашка или змеевик

В пиролизных котлах заводского производства, используется два типа теплообменника. Такое же устройство, используется и в самодельном оборудовании. Выбор теплообменника зависит от выбранной схемы сборки и влияет на производительность, и теплотехнические характеристики котла.

Прежде чем начать собирать пиролизный котел своими руками, надо определиться с типом устройства, аккумулирующего тепло:

  • Змеевик – нагрев теплоносителя осуществляется по типу проточного нагревателя. Змеевик изготавливают из меди или стали. Выглядит как обычная трубка, скрученная по спирали. Устанавливается сверху котла. Преимущество выбора змеевика для котлов, это простота установки. Недостаток – снижение теплоэффективности, в зависимости от интенсивности горения пламени.
  • Водяная рубашка – представляет собой полость, полностью окружающую топку и камеру дожига, заполненную водой. В котлах заводской сборки, теплообменник данного типа, дополнительно окружает дымовой канал, что увеличивает количество аккумулированного тепла.
    Преимущество «водяной рубашки» – более равномерный прогрев теплоносителя и лучшая теплоотдача. Недостаток – сложная конструкция и высокие требования к сборке.

На теплообменник, выполненный в виде водяной рубашки, оказывается сильное термическое давление. Поэтому, к качеству швов предъявляются высокие требования. Лучше, чтобы работы выполнял сварщик, имеющий опыт в проведении данных работ.

Как рассчитать мощность самодельного пиролизного котла

Расчеты производительности котла, выполняют двумя способами. Первый заключается в том, что сначала выбирают модель подходящей мощности, заводской сборки, а после, копируют габариты: объем загрузочной камеры, вместительность теплообменника и т.д. Чертёж практически любого котла, сейчас можно найти бесплатно или купить в интернете.

Второй метод, требует наличия минимальных инженерных навыков. Расчеты проводятся по специальным формулам, в несколько этапов:

  • Определяется мощность котла, в зависимости от отапливаемой площади. Для вычислений используют формулу 1 кВт = 10 м².
  • Рассчитывается размер топочной камеры – при вычислениях используют следующие значения. Для получения 10 кВт тепла в течение одного часа, потребуется сжечь 3,6 кг дров. Для 10 часов работы, потребуется топка размерами 0,6*0,6*0,5 м (глубина/высота /ширина).
  • Для самодельного пиролизного котла нужен вентилятор, с пропускной способностью 98,5 м³ в час.


После проведения всех расчетов и подбора подходящей модели по принципу горения и конструкции, останется только приобрести подходящие расходные материалы.
{banner_downtext}

Выбор марки стали и электродов

Сделать самостоятельно пиролизный котел длительного горения с водяным контуром или рубашкой своими руками, при наличии технических навыков, вполне возможно. Потребуется определить и составить список всех расходных материалов.

Для производства котла потребуется:

  • Топочная камера – сталь, толщиной 5 мм. Для производства не рекомендуется применять обычный металл, с низким содержанием углерода. Лучше использовать жаропрочную легированную сталь, с содержанием хрома или молибдена.
    Варят топку с помощью электродов ТМЛ-1У, ТМЛ-3У и ТМЛ-5. Топочную камеру обкладывают шамотным кирпичом, в месте наибольшего нагрева.
  • Теплообменник – изготавливают из обычной углеродистой стали, толщиной 3 мм. Через каждые 15-20 см, требуется приварить ребра жесткости, чтобы предотвратить деформацию в процессе нагрева.


При наличии минимальных технических навыков и самостоятельного изготовления пиролизного котла, можно добиться существенной экономии. Затраты на расходные материалы и оплату сварочных работ, составят не более чем 30% от стоимости котла, выпущенного в заводских условиях.

Пиролизный котел своими руками: принцип работы, видео-уроки

На значительной территории России дрова по-прежнему самый доступный вид топлива и многие отапливаются дровяными котлами. Все бы ничего, но в обычных твердотопливных котлах закладка прогорает за 2-3 часа, что совсем неудобно — дом надолго не оставишь. Есть котлы длительного горения. В них одна закладка дров может гореть до 8-10 часов, но стоят они солидных денег. Однако, как обычно, выход есть — сделать пиролизный котел своими руками. Не сказать, что это простая работа — навыки сварки должны быть на высоком уровне, да и материалы стоят немало. Тем не менее, самодельных пиролизников много. 

Содержание статьи

Принцип работы пиролизного котла

Применительно к отопительным котлам пиролизом называется горение топлива при недостаточном количестве кислорода. При этом топливо выделяет большое количество газов, практически все из них горючие. Эти газы направляются в специальную камеру сгорания и дожига, куда подается вторичный воздух. Газовоздушная смесь вспыхивает, выделяя большое количество тепла. Тепловой энергии выделяется намного больше, чем можно извлечь при обычном горении дров или угля. Дело в том, что многие из образовавшихся при горении топлива летучих веществ, имеют очень высокую температуру сгорания. В результате, из того же количества топлива, пиролизные котлы извлекают больше тепла.

Из-за особенностей процесса горения (выделения большого количества газов) такие установки называют еще газогенераторными котлами.

Конструктивная особенность пиролизных котлов — топка, состоящая из двух камер. В одну закладывается топливо (часто это верхняя часть топки), в ней же происходит выделение газов, и потому эта часть называется камерой газогенарации. Через неширокую горловину газы попадают во вторую камеру — дожига. Тут перемешиваются с вторичным воздухом, вспыхивают и сгорают практически без остатка.

Пиролизный котел с нижней камерой дожига

В среднем КПД пиролизников — выше 85%. Есть модели, способные выдавать 92% и даже немного больше. Но данные показатели возможны только и исключительно при использовании сухого топлива. Его влажность должна быть 5-8%. При 40% содержании влаги горение может полностью затухнуть, а при 20% просто буде неэффективным. И это — один из главных недостатков этой технологии: дрова и уголь приходится предварительно сушить, например, сделав площадку возле дымовой трубы. Просто дрова, просушенные в дровнике не пойдут, как и уголь, взятый из кучи на улице.

В видео продемонстрирован котел, в котором камера дожига находится вверху. Хотя котлы такого типа имеют более простое строение (образовавшиеся газы сами поднимаются вверх), самодельщики предпочитают камеру с нижним располодением камеры дожига (как на фото выше).

На что обратить внимание при изготовлении

Если вы собираетесь делать пиролизный котел своими руками, вам надо четко представлять не только механизм и принцип его работы, но и учитывать все неприятные моменты, которыми данные агрегаты обладают. В первую очередь необходимо сказать о том, что практически все пиролизные газы ядовиты. То есть, агрегат должен быть полностью герметичным, сварные швы должны быть высшего качества.

Кроме того, для обеспечения безопасности необходима система контроля за процессом горения (датчики температуры, дыма, наличия тяги) и автоматика, которая в зависимости от показаний датчиков регулирует процессы горения. Если самодельный пиролизный котел собираетесь делать на естественной тяге, автоматика может быть простейшей — энергонезависимой. При наличии вентилятора наддува для подачи воздуха в току, нужны уже более серьезные (и дорогие) устройства, а они питаются от сети 220 В. Работа котла такого типа без автоматики опасна, потому необходим источник бесперебойного питания, который обеспечит работу вентилятора и автоматики на 10-12 часов — время прогорания закладки.

Примерная компоновка пиролизного котла

Второй момент. В некоторых моделях пиролизников температура в активной фазе достигает 1000°C и выше. Обычная конструкционная сталь при таких условиях быстро прогорит. Чтобы котел существовал долго, необходима жаростойкая сталь и внутренняя футеровка самых термонагруженных частей. Если пиролизный котел делают своими руками, футеровку чаще всего делают из шамотного кирпича. В рабочей фазе шамот разогревается до малинового свечения и становится очень хрупким. Если, вдруг, вам придется в это время орудовать в печи, будьте аккуратны — повредить футеровку в данный момент легко, а ремонтировать — долго и сложно.

Сколько будут стоить материалы и запчасти

Сколько точно будет стоить пиролизный котел, сделанный своими руками, зависит от требуемой мощности и выбранной конструкции. Однако, если покупать жаростойкую сталь, колосники, делать футеровку, ставить автоматику (пусть и недорогую), сумма набегает 850-1200$. Это затраты на материалы и компоненты, но с самостоятельной сваркой. Они озвучены теми, кто уже пиролизник сварил и использует. Если за сварку придется платить, то расходы надо удвоить.

Как видим, в случае владения сваркой, экономия есть, но далеко не самая большая. Можно найти готовые варианты твердотопливный пиролизных котлов за 1500$. Хотя, как известно, дешевый товар имеет низкую цену не просто так. На чем-то там сэкономили. И даже можно предположить на чем: на футеровке. Именно секреты предохранения стенок топки от перегорания берегут производители больше всего, и тратят на исследования в этой области большие деньги. Потому качественное оборудование и стоит больших денег.

Видео-проект пиролизного кола, процесс сборки

<

для длительного горения, пошаговая инструкция, для древесины, чертежи

Если вам нужно сделать пиролизный котел, следует в точности придерживаться инструкции

Впервые конструкцию длительного горения изготовил литовский инженер, но отечественное производство сумело усовершенствовать твердотопливные котлы. Но такое изготовление пиролизного оборудования можно провести и своими руками. Это позволит сэкономить на приборе.

Особенности процесса пиролиза древесины

Во время горения дров не используется весь потенциал топлива, так как древесина сгорает достаточно быстро. Из-за этого процесс горения значительно утруднен, ведь постоянно приходится подкладывать дрова в котел или печь. С этой целью была сконструирована печь длительного горения Беляева, Попова и Холмова.

Пиролиз создает для топлива такие условия, когда сгорание древесины замедляется и выделяется намного больше тепла. Длительное горение достигается при понижении подачи кислорода. В результате образуется, природный кокс и горючий газ. Данный газ смешивается с кислородом и также сгорает под воздействием высоких температур, выделяя достаточно много тепла.

Этапы пиролиза:

  1. С минимальным доступом кислорода сгорает дерево и выделяет горючий газ;
  2. Сгорает горючий газ в камере догорания, выделяя тепло.

Пиролизное горение в двух этапах широко используется в печах длительного горения и в твердотопливных генераторах. Так можно устроить газогенераторный котел для автомобиля. Но важно правильно настроить работу котла.

Стоимость промышленных элементов может отличаться высокой стоимостью. Для устройства такого котла необходимые качественные и дорогие огнеупорные материалы. К тому же в промышленных котлах предусмотрена эффективная автоматическая система.

На скорость горения влияет температура прогрева дров и их влажность. Чем больше воды, тем длительнее будет она испаряться.

Контроль за горением происходит путем контроля подачи воздуха. Подача кислорода может происходить за счет вентилятора. Работает он за счет подключения к электросети. При обустройстве вентилятора получает установка, которая зависима от электрической сети.

Чертежи и принцип работы пиролизного котла своими руками

Принцип работы устройства зависит от конструкции системы. Для начала следует внимательно изучить схему и чертежи системы длительного горения. Это поможет лучше понять функции каждого элемента.

Схема пиролизной установки:

  • Вход для кислорода;
  • Топка;
  • Дымоход;
  • Трубопровод для подачи и отвода жидкости;
  • Регуляторы;
  • Место монтажа вентилятора.

Дымоход для пиролизного котла ничем не отличается по своему устройству от труб для выброса продуктов горения классических агрегатов. В нашей следующей статье вы узнаете, какие трубы лучше выбрать для монтажа дымохода: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/truby-dlya-dymokhoda.

В систему могут входить и другие детали. Вся сложность конструкции разобрана в чертежах. Наиболее простая конструкция наблюдается в чертеже котла «Пиролиз71».

Для отопления частного дома достаточно мощности котла в 40 кВт. Для увеличения или уменьшения мощности прибора потребуется внести изменения в саму конструкцию оборудования. В этом случае учитывают пропорциональные размеры всех элементов котла.

Для устройства отопительной системы с помощью твердотопливного котла своими руками необходимо сделать правильный расчет с учетом габаритов всех деталей.

Для маленького дома вполне достаточно котла с показателем 25-30 кВт. Абсолютно бесплатно пиролизную систему отопления не устроишь. Но есть выполнять работы своими руками, то можно сэкономить.

Твердотопливный котел – это отопительное устройство, которое использует энергию горящего твердого топлива. В статье: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/kotly-na-tverdom-toplive вы найдете описание и классификацию современных систем отопления длительного горения с использованием котлов на твердом топливе.

Принцип работы, плюсы и минусы пиролизного котла

Разобраться в принципе действия можно исходя из схем и чертежей. Но для самостоятельно изготовления понадобится больше углубиться в принцип работы устройства. Горелка работает благодаря сухой перегонке. При достижении температуры 500-600 градусов начинается разложение дерева. В итоге появляется горючий газ и натуральный кокс.

Горючий газ смешивается с воздухом. Именно это становится спусковым крючком для начала горения. Но для правильного процесса в камере должна поддерживаться оптимальная температура.

В результате пиролизного горения получается дым, который абсолютно безвредный для окружающей среды.

Устройство длительного горения позволяет максимально использовать твердое топливо. В итоге остается совсем мало отходов. Потенциал древесины раскрывается лучше, выделяется больше тепла и можно отопить большие площади.

Пиролиз относится к экзотермическим процессам. Это общее название класса, в результате деятельности которого образуется тепло. Но данное тепло используется для обогрева и сушки топлива.

Преимущества пиролизных котлов:

  1. Длительное время поддерживается стабильная температура;
  2. Вместительность загрузочного бункера;
  3. Высокий КПД;
  4. Можно использовать для утилизации продуктов древесной переработки.

Но самодельный пиролизник имеет свои недостатки. Среди минусов выделяют большие размеры конструкции, зависимость от электричества и выборочность топлива. При покупке готовой системы отмечают высокую стоимость оборудования. Для отопления дома нельзя использовать влажную древесину. Из-за высокой влажности пиролиз будет затрудненным.

Пошаговая инструкция, как сделать пиролизный котел своими руками

Для работы потребуется внушительный список инструментов. Потребуется дрель, сварочный аппарат, болгарка, вентилятор, термодатчик. Также понадобятся электроды, металлические листы, набор различных труб и стальных полос.

Толщина стали должна составлять 4 мм. Для экономии на корпус котла применяют более тонкий материал. Достаточно 3 мм толщины.

Для корпуса котла используется качественная и прочная сталь. Оптимальная толщина – не меньше 3 мм.

После изучения всех планов и чертежей можно изготовить гидролизный котел. Все детали системы вырезаются с помощью болгарки. Для их скрепления используется сварочный аппарат. Но выполнить работу правильно поможет пошаговая инструкция с учетом всех нюансов.

Рекомендации по оборудованию пиролизника:

  1. Загрузочный бункер необходимо разместить выше, чем у обычных топливных конструкциях;
  2. Горелка предусматривает наличие специального ограничителя для контроля подачи воздуха;
  3. Ограничитель делается из трубы сечением 70 мм, длина должна быть больше корпуса прибора;
  4. К нижнему отсеку ограничителя приваривают диск из стали, который создают со стенками трубы зазор в 4 см;
  5. Монтаж ограничителя предусматривает отверстие в крышке котла;
  6. Загрузочный бункер должен иметь прямоугольную форму;
  7. В качестве дверцы используется стальная накладка;
  8. Нижняя приставка имеет отверстие для удаления продуктов горения;
  9. Для улучшения теплоотдачи трубы внутри котла, ее выполняют с небольшим изгибом;
  10. Контроль количества теплоносителя проходит с помощью вентиля.

Правильность монтажа определяется после первого запуска котла. В продуктах горения не должен находиться угарный газ. Эксплуатация котла предусматривает регулярную проверку герметичности сварных швов. Также потребуется очищать печь на дровах или угле от золы и копоти.

Часто пиролизные котлы используются в комплексе с водяным отоплением. Но можно попробовать параллельное функционирование с системой обогрева воздуха. Воздух передвигается по трубам, а возвращается по полу.

Пиролизные котлы с водяным контуром и без – это высокоэффективное оборудование для качественного и быстрого прогрева помещений. В нашем следующем материале вы найдёте информацию об особенностях устройства агрегатов, а также ознакомитесь с популярными моделями: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/piroliznyj-kotel.

Эксплуатация пиролизного котла длительного горения своими руками

Настройка правильного функционирования котла после установки также имеет свои особенности. В норме котел не дымит. Перед первым включением котел подсоединяется к дымоходу и наполняется водой. На котле размещается терморегулятор для контроля показателей температуры жидкости. Чтобы смонтировать термометр в котлах предусмотрены специальные отверстия.

Последовательность включения котла:

  1. Вентилятор подключается к электросети и проверяется на работоспособность. Воздушные заслонки должны быть на среднем положении.
  2. В загрузочный бункер необходимо положить небольшое количество бумаги и щепок. Дверцы камеры потребуется закрыть.
  3. Открывается дроссельная заслонка дымохода, включается вентилятор и поджигается бумага.
  4. После разгорания дров форсунка перекрывается.
  5. Через нижний отсек сжигания выполняется контроль горения.
  6. После закипания жидкости потребуется отключить вентилятор. Пламя погаснет, а вода начнет остывать.

Установка котла предусматривает соблюдения правил безопасности. Монтировать прибор лучше в отдельно котельной. Оборудуют прибор на основе из кирпича или бетона. Предусматривается интервал между котлом и стенами – от 20 см.

Пиролизный котел своими руками: чертежи (видео)

Пиролизный котел имеет множество преимуществ. Это надежная система, которая позволяет получить максимальное количество тепла от сгорания древесины. Можно приобрести заводской вариант или сделать котел самостоятельно в домашних условиях.

самостоятельное изготовление по схемам и чертежам

В связи с тем что на дворе опять кризис, цены на бытовой газ и электричество неуклонно растут. Многие владельцы газовых и электрических котлов ужа стали задумываться об альтернативном источнике отопления. Все чаще они обращают внимание на твердотопливные котлы. Однако цена таких отопительных устройств тоже довольно высока. Поэтому те владельцы загородных домов, кто обладает навыками работы с металлом и понимает устройство котла на твердом топливе, пытаются изготовить такой котел самостоятельно. В данной статье мы постараемся осветить тем моменты, на которые стоит обратить внимание если вы хотите изготовить пиролизный котел своими руками.

В чем особенность пиролизного котла?

О том как создать своими руками классический твердотопливный котел мы рассказывали в одной из наших прошлых статей. Давайте разберемся чем пиролизные отличаются от традиционных.

Метод пиролизного горения обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с традиционным. Давайте рассмотрим, что же такое пиролиз и в чем его основные плюсы.

Пиролизом называют разложение углеводородов, например древесины на твердую, жидкую и газообразную составляющую в условиях высокой температуры и недостатка кислорода. В случае с дровами, при их пиролизе образуется древесный газ, древесная смола и древесный уголь в качестве твердого остатка. Пиролизный котел как раз и работает по этому принципу.

Конструкция пиролизного котла включает в себя две камеры, в первой из них происходит непосредственно выделение пиролизного газа из твердого топлива, а во второй – дожиг образовавшихся газов. Схема конструкции такого котла показана на рисунке:

Фото 1: Схема устройства самодельного пиролизного котла

Так как движение газов происходит сверху вниз, тяга в таких котлах принудительная. Однако существуют модели с естественной тягой иной конструкции, например твердотопливный котел отопления «Гейзер».

Давайте разберем преимущества этого метода, в сравнении с традиционным способом сжигания топлива. Итак, основные преимущества котла пиролизного типа в следующем:

  • Существенная экономия топлива

    Благодаря использованию метода раздельного сжигания составляющих твердого топлива, достигается значительно увеличение эффективности прибора. Заложенные в котел дрова сгорают практически не оставляя золы, а исходящие газы содержат минимум вредных примесей. При традиционном методе, значительная часть энергии попросту «улетает в трубу».

  • Длительность работы на одной загрузке

    Отопительные устройства пиролизного типа по сути являются котлами длительного горения. Эффективное использование топлива плюс наличие возможности регулировки интенсивности процесса позволяет значительно увеличить время работы котла на одной загрузке топлива.

  • Экологичность

    Эффективность сжигания топлива в пиролизных котлах позволяет им соответствовать высоким экологическим нормам. В процессе горения топлива, остается минимум золы, а исходящие газы почти целиком состоят из водяного пара и не содержат вредных веществ. Требования экологической безопасности разрешают их использование даже в жилых кварталах.

  • Возможность регулировки процесса горения

    Регулируя подачу воздуха в топочную камеру можно управлять интенсивностью процесса пиролиза, а следовательно и количеством выделяемого газа. Это дает возможность регулировать температуру теплоносителя в системе отопления.

Фото 2: Процесс дожига пиролизных газов

Однако следует отметить, что использование пиролиза имеет ряд особенностей и ограничений. Давайте рассмотрим их по порядку:

  • Требовательность к влажности топлива

    В пиролизных котлах рекомендуется использовать топливо с влажностью ниже 20%. Использование более влажного топлива значительно снижает КПД устройства и способствует повышенному отложению смол на стенках дымохода.

  • Работа на полной мощности

    Использовать котел пиролизного горения нужно с максимальной закладкой. Подкидывать и протапливать по чуть-чуть нежелательно так как это снижает его эффективность и негативно сказывается на сроке службы.

  • Высокая цена заводских устройств

    Стоимость пиролизных котлов примерно в 2 раза выше, чем обычных, таких как например чешский твердотопливный котел отопления «Viadrus U22». Именно потому, что не все могут позволить себе купить такое устройство, многие умельцы и решаются изготавливать их самостоятельно.

Фото 3: Самодельный котел на дровах пиролизного типа

Этот краткий обзор плюсов и минусов котлов пиролизного типа показывает, что данные устройства имеют ряд существенных преимуществ перед моделями прямого горения. Однако их высокая цена толкает многих мастеров любителей к изготовлению самодельных отопительных устройств использующих принцип пиролиза.

Подготовка чертежей, оборудования и материалов

Начиная подготовку к изготовлению своими руками, такого устройства как пиролизный котел, в первую очередь необходимо обзавестись необходимыми чертежами. В сети или на торрентах вы вряд ли найдете где скачать их бесплатно, а вот за деньги на профильных форумах многие умельцы предлагают комплекты чертежей котлов различных мощностей и модификаций. Приобретая такой комплект вы сэкономите себе кучу времени и материалов, а также в комплекте получите подробную инструкцию по сборке и консультацию самого разработчика.

Прежде чем приступать к созданию пиролизного котла, необходимо подготовить все необходимы инструменты и материалы. Нам понадобятся следующие инструменты:

  • Для резки металла вам понадобится обычная полупрофессиональная болгарка.
  • Мощная дрель и набор сверл по металлу.
  • Трансформаторная сварка для соединения деталей котла в единое целое. Однако данный тип сварки способен существенно перегружать электросеть. Поэтому во избежании сбоев в сети лучше воспользоваться инверторным сварочным аппаратом.
Фото 4: Болгарка для работы с металлом

Обычно в быту используются котлы малой и средней мощности 25-80 кВт. Такие котлы способны отапливать как типовой деревянный или каркасный дом, так и кирпичный коттедж с несколькими этажами. Для изготовления пиролизного котла мощностью 30 кВт в домашних условиях потребуются купить следующие материалы:

  • Лист жаропрочной стали толщиной 5 мм, шириной 1,5 м и длинной 3,5 м;
  • Стальной лист толщиной 4 мм, шириной 1,5 м и длинной 3,5 м;
  • Металлический лист толщиной 6 мм, шириной 1 м и длинной 1 м;
  • 3 м металлического уголка 50;
  • 9 м стальной трубы с толщиной стенки 4 мм и диаметром 76 мм;
  • 16 профильной трубы 25Х25Х3;
  • 1 м круглого прута толщиной 20 мм;
  • 2 м круглого прута толщиной 14 мм;
  • Около 5 трехкилограммовых пачек электродов;
  • 9 шт. шамотных кирпичей для футеровки;
  • Центробежный вентилятор.
Фото 5: Сварочный аппарат для создания пиролизного котла своими руками

Обладая подробными чертежами, инструментами и материалами можно приступать к созданию самодельного котла пиролизного типа своими руками. Но перед тем как приступить к созданию самодельного котла, необходимо ознакомиться с техникой безопасности по работе с металлами и сваркой.

Техника безопасности при изготовлении

Знание техники безопасности при любой работе с металлами, будь то сварка или резка, поможет вам избежать серьезных травм. Мы настоятельно рекомендуем вам начинать изготовление самодельного котла только убедившись, что все необходимые меры безопасности приняты.

Фото 6: Футеровка загрузочной камеры шамотным кирпичом

В домашних условиях обычно применяются трансформаторные или инверторные сварочные аппараты. Основными мерами безопасности при проведении сварочных работ являются:

  • Перед тем как начать варить котел своими руками, убедитесь в наличии заземления, а также максимальной изоляции проводов.
  • Запрещается проводить сварочные работы в темное время суток, во время дождя, а также неподалеку от горючих и легковоспламеняющихся предметов.
  • Изготавливая котел в тесном помещении, следует делать частые перерывы выходя при этом на улицу и проветривая помещение.
  • Выполняя сварку металлических деталей, следует одеться в защитную одежду, а также использовать защитные очки для глаз.

При выполнении работ с металлами следует придерживаться следующих норм и правил:

  • Резку и шлифовку необходимо выполнять в защитных перчатках и очках.
  • Неподалеку от места создания пиролизного котла у вас должна находится аптечка.
  • Следует учитывать, что при резке металла он нагревается, что может привести к ожогам.
  • При отсутствии надлежащего опыта владения болгаркой, следует избегать использования зубчатых дисков и дисков большого диаметра. Также не следует снимать защитный кожух.
Фото 7: Пиролизные котлы длительного горения кустарного производства

Соблюдение этих несложных правил при изготовлении котла своими руками поможет вам избежать серьезных травм и увечий.

Самостоятельная установка и монтаж

Самодельный пиролизный котел помимо точного расчета и правильной сборки требует, правильного монтажа и обвязки для эффективной работы в отопительной системе дома:

  • Установку следует производить на специальную бетонную стяжку толщиной не менее 7 см. Длина и ширина фундамента должна быть больше основания котла на 10-20 см.
  • На прямой и обратной линии должны быть установлены запирающие вентили полностью отключающие котел от системы отопления.
  • Монтаж изготовленного своими руками пиролизного котла должен производится в соответствии со СНиП ІІ-35-76.
  • При подготовке к первому пуску котла, следует убедиться, что уплотнительный шнур плотно уложен в канавки дверцы, и из под него не происходит утечки продуктов сгорания.
  • Сечение дымохода должно быть не меньше сечения патрубка отходящих газов. Высота и форма сечения и его площадь должны быть такими, чтобы обеспечивать на выходе достаточную тягу, для полного вывода продуктов сгорания в атмосферу.

Более подробно о создании в домашних условиях самодельного котла пиролизного типа своими руками смотрите в следующем видео:

В заключении отметим, что самостоятельно создание пиролизного котла достаточно трудоемкий процесс. Однако, если вы обладаете мастерством и терпением, то изготовление отопительного устройства своими руками обойдется вам значительно дешевле, чем покупка заводской модели. Надеемся, что пиролизный котел собранный вами будет работать долго и исправно обогревать ваш дом в течении долгих лет.

Пиролизный котел своими руками: экономичное изготовление и эксплуатация

Пиролизный котел своими руками

Проблема отопления при отсутствии дешевой электроэнергии и угля, как правило, решается с помощью дров. Из-за удорожания такого природного ресурса, как природный газ, его использование может существенно сказаться на семейном бюджете. Люди, столкнувшиеся с газификацией своего частного дома, начинают искать альтернативные источники тепла. И на помощь приходит пиролизный котел, сделанный своими руками, из подручных материалов - дровяной котел, работающий на самом дешевом виде топлива.

Содержание

  • Концепция и конструкция пиролизного котла
  • Принцип работы газового котла
  • Дровяной котел - основные преимущества
  • Каков КПД пиролизного котла
  • О топливе на газе котел

  • Изготавливаем пиролизный котел своими руками
  • Инструмент для работы
  • Чертежи и схемы газового котла
  • Преимущества пиролизного котла Благо
  • Концепция и конструкция пиролизного котла

    пиролизный котел предназначен для отопления различных помещений путем сжигания древесных брикетов, бревен и отходов.По своей конструкции газовый котел отличается от классического твердотопливного оборудования, которое также сжигает дрова. Почему выгодно установить пиролизный котел: принцип работы поможет разобраться!

    Конструктивная схема и принцип работы пиролизного котла

    Топка в пиролизных котлах разделена на две части. В камере газификации или загрузочной камере (первая часть) при недостатке кислорода дрова сгорают и пиролизуются, а выделяющиеся газы выгорают в камере сгорания (вторая часть), в которую подается вторичный воздух.Отвод тепла от загрузочной камеры сведен к минимуму.

    Эти пространства разделены колосником, на котором расположены брикеты. Первичный воздух проходит через слой древесины сверху вниз. Таким образом, основным отличием газогенераторных котлов от других бытовых приборов считается верхняя дутье.

    Топки таких конструкций отличаются повышенным аэродинамическим сопротивлением, поэтому в большинстве случаев их тяга принудительная. Иногда это реализуется по технологическим причинам с использованием дымоудаления, а не за счет нагнетательного вентилятора, что более характерно для небольших котлов.

    Принцип работы газового котла

    Принцип работы дровяного котла основан на принципе термического разложения древесины, суть которого заключается в том, что сухая древесина может разлагаться на твердый остаток (уголь) и летучие часть (газ) под воздействием внешних факторов.

    Как работает пиролизный котел?

    Во время процесса, происходящего в загрузочной камере в условиях высокой температуры и недостатка кислорода, генераторный газ выделяется из ресурса.Древесный газ проходит через сопло, смешивается со вторичным воздухом и сгорает в камере при температуре, близкой к 1200 градусам Цельсия. Дымовые газы проходят через конвективную часть теплообменника, отдавая свое тепло рабочему телу, а затем удаляются через дымоход.

    Загрузочная камера пиролизного котла имеет огнеупорную футеровку, которая значительно повышает температуру внутри аппарата и создает идеальные условия для эффективного и качественного сжигания дров.

    Котел на древесном топливе - основные преимущества

    Сегодня для сжигания дров используют различные устройства: печи-аккумуляторы, воздушные и водогрейные котлы. Из всего оборудования наибольший интерес для потребителей представляют пиролизные (газогенераторные) котлы. Основное отличие пиролизных котлов от простых твердотопливных моделей заключается в том, что они сжигают не сами дрова, а образующийся древесный газ. При горении совсем не образуется сажа, а зола появляется в минимальном количестве, поэтому аппарат требует меньше чистки.

    Неоспоримым преимуществом пиролизного котла является его способность поддерживать заданную температуру дольше, чем традиционные котлы, благодаря более высокому КПД и увеличенной загрузочной камере. Некоторые конструкции на одной и той же вкладке топлива могут работать в течение дня.

    Пиролизный котел требует меньше очистки

    В выхлопных газах меньше канцерогенов. Во время горения пиролизный газ взаимодействует с активированным углем, поэтому дымовые газы на выходе в основном представляют собой смесь водяного пара и диоксида углерода..

    Еще одним преимуществом газогенераторных котлов является возможность регулирования мощности - 30 - 100%. Аппарат пиролиза может утилизировать некоторые отходы, практически не загрязняя окружающую среду. К таким отходам относятся резина, пластмассы и полимеры. Но при этом дровяные котлы требовательны к топливу, нуждаются в электроснабжении и имеют большие габариты.

    Каков КПД пиролизного котла

    Время работы дровяного котла измеряется в широком диапазоне, зависящем от многих факторов - температуры наружного воздуха, желаемой температуры в помещении, изоляции дома, влажности и типа топлива, а также точности проектирования систем отопления.Но одно можно сказать наверняка - газовые котлы намного эффективнее традиционных.

    Резину и полимеры можно утилизировать в топке пиролизного котла без вреда для атмосферы.

    При сжигании древесины, в том числе мокрой, невозможно достичь таких высоких температур, как при сжигании древесного газа, полученного из них. Кроме того, для сжигания газа требуется меньше вторичного воздуха, из-за чего повышается температура, а следовательно, увеличивается время и эффективность горения.Кроме того, процесс сжигания пиролизного газа легче контролировать.

    О топливе для газового котла

    Для сжигания используется древесина, длина которой составляет 380 - 450 миллиметров, а диаметр - от 100 до 250 миллиметров. Топливные брикеты должны иметь такой размер - 30 на 300 миллиметров. Мелкие древесные отходы и опилки можно сжигать одновременно с дровами, но это стоит не более 30% от объема загрузочной камеры. Такие котлы могут сжигать дрова, для которых характерна влажность до 40%.

    Топливо для пиролизного котла

    Пиролизные котлы следует топить на более сухой древесине, только в этом случае установка будет работать на максимальной мощности, а срок службы увеличится. Древесина с влажностью 20% характеризуется теплотворной способностью 4 кВт в час на килограмм древесины, древесина с содержанием воды 50% характеризуется теплотворной способностью 2 кВт в час на килограмм дров.

    Таким образом, теплотворная способность топлива зависит от наличия воды в древесине: полезная энергия брикетов значительно уменьшается с увеличением содержания воды.При этом расход топлива увеличивается вдвое.

    Делаем пиролизный котел своими руками

    Котлы с пиролизным сжиганием дров в последнее время стали более популярными, так как снята зависимость от нестабильных тарифов на природный газ. Конечно, на рынке есть хорошие газогенераторные установки с хорошими характеристиками, но их стоимость все равно достаточно высока, что сбивает покупателей с толку. На прошлой строительной выставке простой котел отечественного производства стоил не менее тысячи долларов.Именно поэтому многие потребители предпочитают делать пиролизные котлы своими руками.

    Инструмент для работы

    Чтобы самостоятельно изготовить котел на дровах, достаточно иметь желание и необходимый инструмент! Конечно, сил придется потратить немало. Но все возможно.

    Схема движения дровяного газа в котле

    Для начала стоит собрать максимум информации об этом отопительном приборе и его особенностях. Необходимо заранее рассчитать и решить, какой вид горения будет оптимальным для конкретного здания - на решетке или с щелевой горелкой.Затем следует посетить специализированный магазин и приобрести необходимые запчасти. Для изготовления пиролизного котла потребуются такие материалы:

    • труба стальная толщиной 4 мм;
    • лист стальной 4 мм;
    • несколько профильных труб;
    • электроды
    • пруток круглый 20 мм;
    • вентилятор центробежный;
    • кирпич шамотный;
    • автоматика, контролирующая температуру;
    • гайки и болты;
    • шнур асбестовый.

    Чертежи и схемы газового котла

    Точное количество материала можно рассчитать исходя из чертежей.В Интернете на эту тему есть много платных рисунков и литературы. Если руководствоваться этим материалом, получится сносный агрегат. На схеме пиролизного котла нужно указать топку, теплообменник и место подачи воды. Не стремитесь создать схему аппарата на дереве с нуля, лучше воспользоваться принципиальной схемой и внести в нее лишь некоторые корректировки и изменения.

    Чертеж пиролизного котла на древесине

    Изготовив газогенераторный котел своими руками, можно взять за основу схему нагревательного аппарата 40 кВт, разработанную конструктором Беляевым, а затем оптимизировать ее для лазерной резки меньшего количества деталей использовал.Вы можете изменить конструкцию устройства так, чтобы его внутренний объем оставался неизменным.

    При этом желательно, чтобы рубашка теплообменника значительно увеличилась. Далее необходимо соединить все детали будущего пиролизного котла, четко следуя чертежу. В этом случае в качестве теплоносителя используется воздух, и он может обогреть помещение без потерь тепла.

    Обеспечивать герметичность труб не нужно, т.к. для котла на дровах протечки и возможность замерзания системы отопления нехарактерны.Таким образом, данное устройство считается идеальным решением для установки в загородном доме, где его нужно отапливать лишь изредка.

    Принципиальная схема пиролизного котла

    Собрав котел по схеме, можно приступать к его установке и дальнейшим испытаниям. Правильно сделанный газовый котел должен быстро выйти на требуемый режим, а система отопления должна прогреться максимум за тридцать минут. Температура в помещении обычно повышается очень быстро.

    Преимущества пиролизного котла «Благо»

    Котел «Благо» разработан изобретателем Благодаровым Ю.П., заявивший о преимуществах своего творения. По продолжительности горения дров на максимальной теплотворной способности газогенераторный аппарат Благо превосходит другие котлы.

    В этой модели решетки решетки полностью закрывают дно топливных бункеров. Следовательно, при естественной тяге наблюдается высокая теплота сгорания топлива и более длительный период горения из-за расположения топливных бункеров, что позволяет увеличивать объем топливных бункеров без ущерба для эффективности.

    Конструкция котла Благо

    Устройство пиролизного котла позволяет горючее сжигать в одной из двух камер сгорания, а в третьей - сжигать. Blago энергонезависим и всегда обеспечивает необходимую мощность. Осуществляется полное сгорание соединений фенольных групп - дегтя, смол, спиртов, эфирных масел.

    Установленные рейки в камере сгорания служат хорошими теплоотводами. Торфяные брикеты, опилки и уголь можно сжигать в пиролизном котле. В период низких температур можно постоянно закладывать топливо в камеру сгорания, поддерживая оптимальную температуру в помещении.

    Таким образом, несмотря на то, что двор - это 21 век, люди до сих пор обращаются к дровам как к природному ресурсу для отопления. Теперь понятно, почему из всех твердотопливных устройств пиролизные котлы для населения вызывают наибольший интерес.

    Пиролитический котел на дровах

    Древесина - природное топливо, которое использовали наши предки. Этот природный ресурс сегодня не потерял своей эффективности. В связи с тем, что газ дорожает, многие задумываются о том, как использовать древесину в качестве сырья для отопления своих домов.Таким образом, можно сократить отходы на отопление. Многие уже начали задумываться, как использовать альтернативу природному газу.

    На помощь таким людям приходят пиролизные дровяные котлы, которые могут вырабатывать тепло из дешевого топлива. При сжигании древесины образуется газ, используемый для выработки энергии для нагрева. Теперь рассмотрим принцип работы такого оборудования, в чем его сильные стороны и как обслуживать пиролизный котел.

    Котел пиролизный дровяной предназначен для отопления зданий путем сжигания бревен, прессованных брикетов и различных отходов.Но имеет некоторое отличие от классического оборудования, работающего на твердом топливе. Благодаря им КПД таких котлов намного выше. Давайте узнаем, как это работает.

    Начнем с того, что топка в котле разделена на две части. Первый отсек - газифицирующая камера или камера загрузки. В нем недостаток кислорода и тление древесины, выделение пиролизного газа, который проходит во вторую камеру и горит там вместе с входом первичного воздуха. Проще говоря, принцип работы котла следующий:

    1. Древесина помещается в первое отделение решетки и поджигается.Благодаря управляемому окну, камера в необходимом количестве кислорода, чтобы поддерживать сгорание топлива. Как только температура достигает 200 ° C, котел переходит в следующий режим. 200 ° C - минимальная температура, необходимая для процесса пиролиза.
    2. Когда дрова прогорят около 20 минут, котел переходит в газогенератор. При этом регулируемое окно (заслонка) не позволяет кислороду проникать в таком же количестве внутрь. Автоматический контроллер игнорирует кислород в ограниченном количестве. Древесина постепенно начинает тлеть и обугливаться, отделяя пиролизный газ.
    3. В камеру дожигания впрыскивается дополнительный газ. В это время в котел подается вторичный воздух, необходимый для сжигания пиролизного газа. В кастрюлю он остывает, но как только проходит первую камеру, нагревается до нужной температуры. Там он поддерживает горение газа. В верхнем отсеке есть специальные воздушные клапаны, в которых проделаны отверстия. Под давлением попадает вторичный воздух. Он обеспечивает воспламенение несгоревших топливных газов, превращая 90% мелких частиц дыма в энергию.Температура горения в камее может достигать 1200 ° C
    4. .

    Следует отметить, что такие пиролизные котлы на дровах для дома отличаются своей чистой окружающей средой, поскольку при этом происходит процесс термохимического дожигания и минимизируются выбросы вредных веществ. Пожалуйста, обрати внимание! Температура дымовых газов составляет 130-160 ° C. Получается, что тепло, производимое котлом, с максимальной эффективностью передается теплоносителю. Хладагент, проходящий через агрегат снизу вверх, получает энергию от каждой поверхности внутри котла.Благодаря такой конструкции постоянный КПД достигается на уровне 85%.

    Чтобы решить, использовать пиролизный котел или нет, мы учитываем его сильные и слабые стороны. Мы учли отзывы пользователей и технические характеристики агрегата. Итак, сначала поговорим о достоинствах. Вот они:

    1. Простое обслуживание и автоматизация всего процесса. Если нет магистрального газа, то это лучший вариант отопления дома.
    2. Нечастая загрузка древесины.Заливать топливо в котел необходимо один раз в 11-15 часов. По сравнению с другими твердотопливными котлами ровно в -3 раза меньше.
    3. Экологическая чистота, потому что все почти полностью сгорело. А в дымовых газах нет токсичных продуктов сгорания. При работе газогенератора содержание СО на два на три меньше обычного.
    4. Небольшое количество золы, остающейся после процесса сгорания. Это облегчит работу по очистке котла, чтобы не пришлось получать продукты сгорания.
    5. Колоссальная скорость нагрева теплоносителя до температуры 60 ° C.
    6. За счет двух камер значительно увеличивается КПД (80-95%), что позволяет экономить на топливе.
    7. Легкость установки котла без необходимости серьезных изменений в системе отопления.
    8. Возможность регулировки выходной мощности в диапазоне от 50 до 105%.

    Но, несмотря на все достоинства, у котлов есть свои недостатки.

    1. Главный недостаток - дороговизна.Если сравнить сборку с традиционными аналогами, она обойдется вам в 1,5 раза дороже. Хотя, учитывая, насколько эффективно он использует топливо и отводит тепло, затраты быстро окупятся. Но факт остается фактом.
    2. Пиролизные отопительные приборы - одноконтурные, поэтому нагревать воду для повседневных нужд нельзя. Вы должны купить бойлер.
    3. Не полностью автоматизирован. Время от времени вам придется вручную загружать топливо.
    4. Конструкция котла предполагает наличие вентилятора дымососа, который будет улавливать дым.Как известно, эти насосы требуют подключения к электрической сети.

    Исходя из вышесказанного, можно с уверенностью сказать, что пиролизный котел на дровах - отдельно стоящая альтернатива природному газу.

    Сырье для сборки - древесина, имеющая длину 38-45 см и диаметр от 10 до 25 см. Далее с ними можно загружать опилки и другие древесные отходы. Однако их количество не должно превышать 30% от объема загрузки камеры. Котлы могут сжигать дрова с влажностью 40%.Чтобы добиться максимальной работы станка, лучше использовать древесину влажностью 20%. Это не только повысит КПД, но и продлит срок службы котла.

    Сколько вам нужно для котла с газификацией древесины? По сравнению с котлами прямого сжигания расход топлива снижен до 5 раз. В среднем в сутки для качественного отопления на каждые 100 м 2 кв. Требуется 11 кг дров. Следует отметить, что расход также зависит от влажности древесины.Например, 1 кг материала с влажностью 20% в час выделит 4 кВт тепла. Если влажность 50%, этот показатель уменьшится на 2 кВт / ч. Получается, что потребление увеличится в 2 раза.

    Если не хочется тратить больше денег на покупку готового котла, можно построить самодельные пиролизные котлы на дровах длительного горения. Понятно, что без определенных навыков и инструментов будет тяжело. Основной вид работ - сварка, поэтому, если вы не умеете это делать, лучше попросите друга или прекратите покупать готовые конструкции.

    Все начинается с того, что нужно собрать информацию о сборке и о ее особенностях. Заранее требуется сделать рисунок, с которого вы начнете. Если вы не являетесь экспертом, вы можете найти его в Интернете или использовать рисунок, размещенный ниже.

    Осталось только закупить материал и собрать котел. В Интернете очень много подробной информации о том, как это сделать самому. Вы можете посмотреть видео, чтобы на собственном опыте узнать, как быстро и легко его собрать.

    Вне зависимости от того, покупали вы котел, или сделали своими руками, нужно знать правила эксплуатации. Чтобы качественно и постоянно работать, придерживайтесь следующих рекомендаций:

    • Первый запуск машины на холостом ходу. На 6 часов промыть котел, открыть все краны в режиме отопления. В этот период фотоаппарат может быть покрыт смолистым слоем, предотвращающим дальнейшее горение металла.
    • , когда котел снабжен точной и чувствительной автоматикой, техническое обслуживание сводится к минимуму.Подогрев теплоносителя и другие задачи у приборов не будут.
    • древесина - основное сырье для отопления. Их лучше использовать, так как газообразование намного выше, чем у угольных или торфяных брикетов. Только будьте осторожны, чтобы они были достаточно сухими;
    • время от времени очищайте котел от золы и осматривайте его для выявления повреждений на ранней стадии.

    Связанные с контентом

    Как самому сделать печь для отопления дома на дровах и угле - как выбрать заводскую и сделать самому?

    Как выбрать завод и сделать самому?

    Среди различных видов топлива уголь занимает второе место по эффективности.Он уступает только природному газу. Однако наибольшей популярностью по-прежнему пользуются дрова. Этим они обязаны своей доступностью.

    А что, если совместить эти два вида топлива? С одной стороны, это позволяет более рационально распределять ресурсы. С другой стороны, это дает большую гибкость. Вы можете использовать тот вид топлива, который есть в данный момент.

    Принцип работы дровяных и угольных печей

    Технологии не стоят на месте. И постепенно набирает популярность новое веяние.Это так называемые печи длительного горения. Такая конструкция увеличивает время горения дров в 2, а угля - в 3 раза.

    Принцип работы такой печи основан на принудительной подаче воздуха и сжигании топлива в верхней камере. Топливо прижимается специальной нагрузкой, которая при горении опускается ниже. Воздух выдувается вентилятором.

    Этот принцип в корне отличается от классического, когда горение происходит за счет подачи воздуха снизу, через нагнетатель.

    В топке можно использовать любое твердое топливо: бурый уголь, антрацит, брикеты, опилки, дрова и др. Процесс подачи топлива можно автоматизировать. В таком режиме духовка способна проработать до нескольких недель. Как и в классическом варианте, внизу расположена зольная камера. Решетка отделяет его от камеры сгорания.

    Преимущества и недостатки

    У этого решения очевидные преимущества:

    • печь может работать в автономном режиме до 10 дней;
    • наработка на одной закладке топлива на дрова увеличена в 2 раза, а на уголь - в 3 раза;
    • низкие требования к качеству топлива;
    • простота конструкции и монтажа;
    • возможность добавления дополнительных опций.

    Но практика показала, что есть и недостатки:

    • нельзя доливать топливо до полного сгорания предыдущей закладки;
    • нужно сухое место для хранения топлива;
    • уголь образует много пыли и сажи;
    • повышенной пожарной опасности, при несоблюдении требований СНиП 2.04.05-91;
    • зольник следует чистить после каждой топки, а дымоход - перед каждым отопительным сезоном;
    • загрязнение окружающей среды.
    Виды

    Печь можно изготовить самостоятельно или приобрести заводской аналог. Вариант покупки предпочтительнее. Такая печь максимально автоматизирует процесс. Но это недешево.

    В целях экономии такую ​​конструкцию можно изготовить самостоятельно. Он не будет оснащен современной автоматикой, но для дачи это зачастую не нужно.

    Лучший материал для печи - жаропрочная легированная сталь. Иногда при самостоятельном изготовлении используются старые газовые баллоны.Изготавливаются из стали марки Ст3 с высоким содержанием углерода. Также широко применяется огнеупорный кирпич.

    Печь длительного горения на угле и дровах может обогреть одну комнату, а может и целый коттедж. Все зависит от мощности. В последнем случае топка используется для нагрева теплоносителя - воды, которая поступает в систему отопления.

    Какую духовку лучше выбрать для дома?
    Критерии выбора

    При выборе конкретной печи обращайте внимание на следующие характеристики:

    • мощность
    • наработка на одной закладке топлива
    • коэффициент полезного действия (COP).

    Главный критерий - мощность. Этого должно хватить, чтобы обогреть необходимый участок. Обычно требуемая мощность берется из расчета 1 кВт на 10 м2 площади. Но необходимо учитывать возможные тепловые потери.

    Далее:

    1. Чем хуже утеплено помещение, тем больше тепла уйдет. Соответственно, в целях экономии имеет смысл заранее позаботиться о надежной теплоизоляции.
    2. При покупке заводской модели все данные будут указаны в паспорте товара.Если вы решили изготовить духовку своими руками, то расчет придется делать самостоятельно. Площадь обогрева разделите на 10 и возьмите 20% в запас. Так вы получите необходимую мощность.
    3. Следующий параметр - время работы на одной вкладке топлива. Современные модели могут работать автономно до 48 часов. Чем больше время работы на одной вкладке, тем эффективнее расходуется топливо. И тем реже его нужно добавлять.
    4. Есть модели, которые используют бункер для автоматической заправки топлива.Автономно такая печь может проработать до 10 суток.
    5. Время работы печи для подачи на дрова и уголь на одну закладку должно быть не менее 12 часов. Вам вряд ли понравится просыпаться ночью, чтобы подлить масла. КПД заводских моделей составляет 75-90%. Самодельные аналоги имеют 75-80%. Заводские котлы вне конкуренции. Единственный минус - их стоимость.

    Обзор лучших моделей

    В следующей таблице приведены 10 самых популярных моделей твердотопливных котлов.Это дровяно-угольная печь длительного горения на дровах, угле, пеллетах.

    Рабочие характеристики

    Если печь не отапливать должным образом, может быть потеряно до 70% тепла. Ниже приведены основные правила, которые необходимо соблюдать.

    Топка дровяная
    Правильная подготовка материалов

    Дрова хранятся в сарае - дровнике. Причем сохнуть на воздухе они должны не менее 2 лет. Только тогда от них можно получить оптимальную теплопередачу. Летние дрова дадут на 20% меньше тепла.А полгода - на 50% меньше.

    Но это еще не все. В воздухе влажность дров составляет 25-30%. Оптимальное значение - не более 12%. Поэтому перед топкой их сушат в помещении. Если поставить дрова на 1–1,5 м перед печью, то они просохнут за 48 часов.

    Для этого используется специальный бак, в который складываются бревна (см. Рис. № 1 ниже). Такие дрова будут иметь оптимальную влажность и отдавать указанное в справочниках тепло. По правилам пожарной безопасности нельзя хранить дрова ближе 1 м от лицевой поверхности печи.В конструкции печи может быть предусмотрено специальное место для сушки дров - дровосек.

    Очистка печи, зольник и осмотр печи

    Перед топкой необходимо очистить топку от золы. Это исключит возможность возгорания из-за не погасших искр. Сначала топку полностью очищают от золы. Все останки сметены в зольник. Затем его очищают совком. Пепел нельзя выбрасывать. Это отличное минеральное удобрение.

    Не хотите терять до 40% тепла? Стоит обратить внимание на состояние печи. Неплотно закрывающаяся дверца может снизить температуру в топке на 200 - 250 0 C. Что снизит мощность печи на 20%. Это вызовет повышенное образование сажи. И мощность уменьшится еще на 15-20%.

    Надо протереть двери, вид и калитку. Пыль - самая частая причина возгорания дымохода. При горении превращается в битум. И образует плотную копоть, которую очень сложно удалить.

    Еще один важный этап - тяговые испытания.

    При недостаточной тяге весь дым попадет в помещение и печь будет сложно вывести в рабочий режим.

    Как проверить тягу? Очень простой. Возьми свечу. Плотно закройте дверцу топки. Взрыв - открытый. И подносят к нему горящую свечу. Пламя должно наклоняться к печи и гореть равномерно.

    Что делать, если нет тяги? Это означает, что либо в топке образовалась паровая пробка, либо в дымоходе образовалась воздушная пробка.

    Необходимо полностью открыть воздуходувку, вид и заслонку. И приготовьте растопку из газет, промасленной тряпки или опилок. Растопку медленно обжигают в печи, пока дым не выйдет из пробки.

    Если ничего не помогает, осмотрите дефлектор. Он может быть поврежден или забит.

    Заполнение и растопка топки

    Для печи щипцы будут незаменимым инструментом. Без них исправить горящие поленья или уголь будет сложно. А если дрова, горя, ложатся неравномерно, то теряется много тепла.

    Как правильно наполнить духовку? Сначала посередине будущей закладки закладывают растопку. Лучше всего использовать промасленную тряпку. Только не должно капать. Также используйте несколько листов газет или тонкие сухие ленты.

    Classic - вариант №1. Дрова кладут так же, как в поленницу. Вариант №2 используется, если дрова слишком большие или недостаточно сухие. В середине он должен быть свободным, а промежутки между бревнами должны быть в 2-3 раза меньше их ширины. И способ №3 подходит в случае с небольшой топкой.

    Главное правило: дрова укладывают так, чтобы до верха топки оставалось 15-20 см.

    После розжига печи заслонка прикрывается наполовину. Дверца топки плотно закрыта, а дверца нагнетателя приоткрыта на 2–3 пальца. Через 10-15 минут сама духовка войдет в работу.

    Корпус печи начинает нагреваться и слышен равномерный шорох. Если шума нет, то нужно добавить воздуха. Для этого проверьте, горят ли дрова, и откройте воздуходувку.Через 5 минут проверьте еще раз. Опять нет шороха? Приоткройте ворота. Если это не помогает, нагнетатель полностью открыт.

    Бывает, что печка не шумит, а гудит. В этом случае воздуха слишком много. Медленно накройте ворота. Подождите 2–3 минуты. Повторите процедуру. И так до шороха.

    Прежде чем добавлять дрова, обратите внимание на цвет пламени и углей. Белый цвет указывает на избыток пиролизных газов и кислорода. Желтый цвет означает оптимальную температуру и эффективное использование топлива.Красный - топливо полностью не выгорает. Слишком слабый или недостаток кислорода. Оранжевый - тепло расходуется на графитизацию и образование сажи. Синий - выброс и горение окиси углерода.

    Соответственно необходимо, чтобы цвет пламени был желтым. Если воздуха мало - постепенно открывайте воздуходувку. Если кислорода слишком много, они закрывают ворота.

    Еще одна хитрость с топкой - нельзя открывать дверцу топки более 20 секунд. В противном случае теплопотери будут слишком большими.И печка заблудится.

    Если нужно положить дрова и за это время не получилось, то повторно открыть дверь можно только через 3 минуты.

    Дрова в духовку ставить рядами. Вы можете сразу же сложить остаток. Но между дровами и верхом топки должно оставаться 15-20 см.

    Топливо добавляется только тогда, когда концы бревен полностью обуглены. Первое бревно укладывается наискосок. А остальные дрова уже сложены сверху.Таким образом, печь как бы разделена на 2 зоны. Внизу сгорает первая партия, а наверху почти мгновенно загораются дрова. Поэтому потери тепла минимальны.

    Через 5-10 минут снова проверяют, как работает духовка. При необходимости перевести в рабочий режим.

    Останов печи

    На этом этапе важно предотвратить попадание угарного газа в комнату. И не выделяйте тепло в трубу. Последний пункт особенно актуален для кирпичной печи.

    Образование окиси углерода определить очень просто.Об этом свидетельствуют синие языки пламени или налет на углях такого же цвета.

    В этом случае угли необходимо равномерно распределить по всей поверхности топки. Далее закройте ворота и откройте воздуходувку. В воротах есть дыра. Следовательно, минимальная тяга все равно будет присутствовать. Если дрова хорошего качества, то угли будут гореть 10 минут.

    Если угли покраснели, то ждать пока они полностью не догорают, нет смысла. Это говорит о низком качестве самого топлива.Поэтому просто выкапывают все угли и тушат в ведре с водой. Они могли тлеть еще несколько часов, практически не отдавая тепла. Тем временем тепло гаснет.

    После того, как весь пожар был ликвидирован, как можно плотнее закройте все заслонки и двери.

    Топка угольная

    Уголь хранится в отдельном сухом помещении. При комнатной температуре. Помещение должно быть плотно закрытым. Иначе не избежать образования пыли и копоти по всему дому.

    Основная трудность при сжигании угля заключается в том, что для его воспламенения требуется значительно более высокая температура. Около 800 - 900 0 С. Поэтому уголь поджечь труднее. Для этого используют специальные зажигалки, дающие пламя с температурой 1000 - 1100 0 С.

    В заводских моделях есть такие устройства. Но такого же эффекта можно добиться, используя обычную промасленную тряпку. Только он должен быть размером с мужскую футболку.

    В зависимости от того, какой вид угля используется, его насыпают слоем от 12 до 20 см.Для топки подходят антрацит, бурый и серый уголь.

    Главное при сжигании топки углем - не допускать проникновения угарного газа в помещение. Для этого уголь накрывают слоем не более 20 см, чтобы было достаточно места для воздуха. Ведь кислорода для полного сгорания угля требуется больше, чем для дров. За процессом горения необходимо постоянно следить.

    Топить топку углем необходимо 3-4 раза в сутки.Эта проблема отсутствует при использовании заводского оборудования. Там конструкция котла такова, что одной закладки (без использования дополнительного бункера) хватит минимум на 36 часов.

    Как сделать печь для отопления дома дровами и углем?

    Что делать, если покупать заводскую модель слишком дорого? Ниже представлена ​​пошаговая инструкция, как сделать печь на дровах и угле самостоятельно.

    Принципиальную схему такого котла можно увидеть на рис. № 3. Для изготовления жаропрочной стали с высоким содержанием легирующих элементов.Иногда используются газовые баллоны из стали марки Ст3 с высоким содержанием углерода.

    Также можно обжечь каменную печь углем. Но есть сложности с постоянной уборкой. Из угля образуется много сажи.

    Топка должна быть из шамотного кирпича. Сам процесс кладки тоже довольно трудоемкий и дорогостоящий. Однако есть простой вариант, который вполне подойдет для небольшого загородного дома (до 36 м2).

    Инструкции по кладке

    На будущее вы можете скачать заказ здесь.

    Пошаговая схема изготовления кирпичной печи на дровах и угле:

    1. Для возведения топки необходим бетонный фундамент с арматурой. Размеры фундамента должны быть на 100 мм больше размеров топки. А высота 500 - 700 мм. Вершина фундамента находится на уровне -0,150.
    2. Разложите основу - первые 2 ряда стандартной вышивкой вертикальных швов. Кладка ведется на цементно-песчаном растворе.Далее шамотная глина используется как минеральное связующее.
    3. Первый ряд - это дно зольника. Выполняйте укладку четко по схеме.
    4. При укладке 2 и 3 рядов нельзя забывать обнажать и закреплять дверцу поддувала проволокой.
    5. Четвертый ряд закрывают зольником и отверстием для поддувала.
    6. Решетка размещается в 5-м ряду.
    7. Дверь топки устанавливается при кладке 6-8 рядов.
    8. Выполняем кладку по схеме.6-9 рядов образуют топку.
    9. 8 ряд - это арка камеры сгорания. Выполнен из ¾ кирпича. И внахлест 9-14 рядов.
    10. По схеме разводят дымовые каналы.
    11. Задвижки расположены в 26 и 29 рядах.
    12. Завершить закрытие печи.
    13. Далее выкладываем дымоход.
    14. Сушильная печь.

    Сделать такую ​​печь своими руками сможет даже новичок. Достаточно овладеть элементарными навыками каменщика.Сложного инструмента тоже не требуется. Термостойкие растворные смеси для кладки печей легко приобрести в любом строительном супермаркете.

    Подвести итог

    Печку купить проще и удобнее. Но при ограниченном бюджете печь придется делать самому. Это дешевле, но требует определенных навыков.

    Лучшим материалом для печи на угле и дровах будет жаропрочная легированная сталь. Однако на практике чаще используются старые газовые баллоны из стали Ст3 или кирпича.Большой коттедж такой печью не обогреть. Но для загородного дома на 1-2 комнаты вполне подойдет.

    Как сделать такую ​​печь своими руками разобрано выше. Из его недостатков следует отметить необходимость частой уборки. И топить такую ​​печь придется 3-4 раза в сутки. Но уголь согреет комнату намного быстрее. И обойдется такая конструкция в 2-3 раза дешевле заводского аналога.

    Тем, для кого вопрос экономии стоит не так остро, можно купить заводской котел.Только нужно правильно подобрать мощность и учесть возможные теплопотери: оконные и дверные проемы и т. Д.

    У этого варианта много преимуществ. Одной закладки топлива хватит минимум на 36 часов. Да и чистить агрегат придется гораздо реже. Есть только один недостаток - придется потратить немалую сумму денег.

    Как сделать самому

    Уголь по эффективности стоит на втором месте после газа. Угольные печи особенно популярны в регионах с дорогой импортной древесиной.Коэффициент теплопередачи у него выше, чем у дров, поэтому основным топливом во многих моделях твердотопливных котлов является просто бурый уголь или антрацит. Еще одно преимущество угольных котлов - возможность автоматизировать процесс загрузки и горения, что невозможно для дровяных печей.

    Особенности сжигания угля

    Дрова - самый древний вид топлива, и это объясняется тем, что их легко достать и поджечь. Сухая древесина горит без дополнительного наддува, при этом горение происходит в два этапа: сначала древесина обугливается с выделением горючих газов - так называемый пиролиз, а затем горят сами газы, образуя пламя, высота которого может доходят до нескольких метров.

    Дровяные печи и котлы длительного горения обычно состоят из двух камер или зон: в одной дрова разлагаются на дым и золу, в другой горит дымовые газы и происходит наиболее интенсивный нагрев стенок печи. Подобный эффект достигается в кирпичных печах - пламя и горячий дым проходят через дымовые каналы, нагревая большую площадь кирпича, при этом корпус печи нагревается равномерно.

    Сжигание угля происходит иначе. Наибольший нагрев наблюдается на поверхности топлива, а температура дыма на выходе относительно невысока.Следовательно, эффект длительного горения угольных печей заключается в большой грузоподъемности и размещении теплообменника непосредственно в зоне горения топлива. В кирпичных печах толщина стенок топки увеличена, а циркуляция дыма сделана менее обширной и доступной для ручной чистки.

    Еще одной особенностью эффективной угольной печи является необходимость принудительного создания давления в зоне горения. В печах и котлах промышленного производства эта проблема решается установкой нагнетательного вентилятора.В кирпичной печи требуется продуманная конструкция воздуходувки и дымохода, обеспечивающая хорошую тягу.

    Также перед установкой топки на угле своими руками нужно предусмотреть место для хранения запаса топлива. Уголь обычно покупают на один сезон - дольше хранить не рекомендуется, так как антрацит сгущается. Поэтому нужен отдельный склад, защищенный от дождя и ветра.

    Также нужно продумать место установки котла или топки.Уголь, в отличие от дров, пачкает и пачкает предметы домашнего обихода, а дым от угля имеет неприятный запах. Поэтому топку угольной топки лучше разместить в отдельном помещении, а котел, подключенный к системе водяного отопления, вообще выносить в котельную, расположенную рядом с хранилищем топлива.

    Котлы на угле промышленные

    Выбирая угольную обогреватель для дома, большинство владельцев загородных домов останавливаются на котлах длительного горения.

    У них целый список преимуществ:

    • котел установлен в отдельном помещении и подключен к системе водяного отопления, в результате дом остается чистым и отсутствует запах дыма;
    • Котлы
    • экономичны, обладают высоким КПД и хорошей теплоотдачей;
    • продуманная конструкция обеспечивает небольшое количество золы; их редко нужно чистить;
    • режим работы на одной нагрузке в промышленных котлах может достигать нескольких суток, а если предусмотреть бункер для загрузки топлива и автоматической подачи, то даже несколько недель;
    • дорогих моделей котлов оснащены системами автоматики, обслуживание сведено к минимуму.

    Также можно отметить ряд сложностей, возникающих при покупке угольного котла:

    • необходимо оборудовать топливный склад и котельную;
    • из-за низкой температуры дыма возможна конденсация и засорение дымохода сажей, поэтому необходима регулярная чистка;
    • высокая цена промышленных котлов и сопутствующего оборудования.

    Для отопления загородного дома или коттеджа с постоянным местом жительства промышленный котел с автоматизацией процессов - лучший выбор, несмотря на сложности его установки и высокую цену.Затраты окупятся за несколько отопительных сезонов, при этом эксплуатация котла будет безопасной и экономичной.

    Как выбрать?

    Правильно подобранный котел - залог удобства в обслуживании и уюта в доме. Чтобы не ошибиться, нужно учитывать все характеристики понравившихся моделей и читать отзывы пользователей.

    Выбор может производиться по следующему алгоритму:

    1. Мощность отопительного агрегата.

    Выбор отопительного оборудования всегда начинается с подбора мощности.Для увеличенного расчета достаточно площадь всех отапливаемых помещений разделить на 10 - полученное число будет означать расчетную мощность котла в кВт. Но эта формула актуальна для хорошо утепленной новостройки и оптимального режима работы котла. В реальных условиях лучше выбирать котел с коэффициентом мощности от 1,2 до 1,6. То есть для дома площадью 100 квадратных метров лучше выбирать котел мощностью 12-16 кВт, а для плохо утепленной конструкции - до 25 кВт.В противном случае при сильных морозах температура в доме может быть некомфортной, а замена котла обойдется гораздо дороже, чем первоначальная покупка более мощной модели.

    1. Материал корпуса и теплообменника

    Второй этап выбора котла - это материал, из которого он изготовлен. Угольные отопительные установки делятся на две группы: стальные и чугунные.

    Преимущества стальных котлов длительного горения:

    o цельносварная конструкция, не протекающая;

    o быстрый нагрев и охлаждение стенок котла и теплообменника;

    o возможна полная автоматизация за счет малой инерции;

    На

    o меньше веса;

    o доступная цена.

    Недостатки стальных моделей:

    • подверженность коррозии, особенно на сварочных площадках;
    • Стальные котлы
    • ремонту не подлежат; в случае сквозной коррозии и протечек блок заменяется на новый.

    К преимуществам чугунных котлов длительного горения можно отнести:

    • устойчивость чугуна к коррозии;
    • конструкция теплообменника из отдельных секций допускает частичную замену в случае повреждения;

    Недостатки:

    • чугун - хрупкий и непластичный материал; в случае резкого перепада температуры возможны трещины и изломы;
    • Цена на
    • выше, чем у стальных моделей;
    • Чугунные котлы
    • намного тяжелее - 1.5-2,5 раза.
    1. Объем загрузки и автоматизация

    Частота заполнения камеры сгорания углем зависит от этой характеристики. Стоит проанализировать, удобно ли будет заниматься погрузкой угля несколько раз в день, или лучше отдать предпочтение моделям с большим объемом загрузки. Они занимают небольшую площадь, при этом загрузочная камера довольно большая, а некоторые модели могут отапливать дом на одной загрузке 5 дней на антраците и 3 дня на буром угле.Шахтные котлы обычно оснащены микроконтроллерами, которые автоматизируют весь процесс и сводят к минимуму техническое обслуживание. Котлы с меньшей нагрузкой обычно комплектуются топкой меньшего размера, при этом они намного дешевле моих и проще в обращении. Такие котлы обычно не имеют нагнетательного вентилятора, а забор воздуха происходит за счет тяги. Дымоход для такого котла должен быть максимально простым и иметь общую длину не более 5 метров. Преимущества котлов без тяги - независимость от электричества и невысокая цена.Минусы - низкий уровень автоматизации. Минимум внимания и обслуживания требует полностью автоматизированная модель с загрузочным бункером, рассчитанная на многочасовой расход топлива. Цена у них, конечно, высока, но у них есть ряд преимуществ, обеспечивающих беззаботное отопление в сезон:

    • механизм подачи топлива с ворошилкой;
    • встроенных и выносных датчиков, контролирующих процесс горения;
    • предохранительные клапаны кипения;
    • SMS тревожный режим;
    • функция записи и ожидания;
    • Контур ГВС.

    Обслуживание котла сводится к загрузке бункера в начале сезона и настройке параметров необходимого режима.

    Выбрать и купить котел - задача не из легких, а учитывая стоимость современных моделей, она еще и стоит дорого. Поэтому для небольших частных или загородных домов можно оценить свои силы и сделать печь на угле своими руками.

    Можно ли топить уголь?

    Многие владельцы печных домов задаются вопросом: а можно ли в кирпичной печи использовать уголь вместо дров? Будет ли он гореть так же эффективно, как в промышленных котлах?

    Процесс сжигания угля происходит с выделением большого количества тепла, температура в топке значительно выше, чем при сжигании дров.При этом дым, выходящий из топки, менее горячий, чем при дровах.

    По этой причине обычную печь с длинными дымовыми каналами нельзя топить углем: дым, поступающий в трубу, будет иметь слишком низкую температуру, что приведет к образованию конденсата и сажи. Взаимодействуя, они образуют угольную кислоту, которая разрушает кирпичи, что в конечном итоге может вызвать пожар.

    Кроме того, повышенная температура в печи может вызвать ее разрушение.Топка для угольной печи из кирпича должна быть сделана только из шамотного кирпича, а стены печи в этом месте должны быть толще для качественного отвода и аккумуляции тепла.

    Не рекомендуется топить углем обычную русскую печь, у которой топка без футеровки и длинные дымовые каналы! Это приведет к постепенному разрушению элементов печи!

    Как сделать самому?

    Конструкция кирпичной печи с использованием угля или брикетов довольно проста, нужно лишь соблюдать два условия:

    • печь должна быть из огнеупорного кирпича;
    • печь должна быть оборудована очистками на всех участках дымохода.

    Схема расположения универсальной печи представлена ​​на рисунке. Благодаря простому устройству вы можете сделать это самостоятельно, даже не имея опыта. Печь имеет небольшие габариты, с ее помощью можно отапливать дачный или деревенский дом площадью до 36 квадратных метров, состоящий из одной или двух комнат. В последнем случае топку ставят со стороны кухни, а заднюю стенку, которая нагревается во время топки, выносят в комнату.

    Топка состоит из топки, выложенной своими руками из огнеупорного шамотного кирпича, и перегревательного канала с одним грунтовочным покрытием.

    В канале улавливаются дымовые газы, создается эффект колокола, и корпус топки нагревается. После охлаждения дым опускается и выходит в дымоход через недозаливку. Он оснащен двумя задвижками, устраняющими резкую границу между теплым и холодным воздухом и конденсацией влаги.

    Под топкой находится воздуходувка, совмещенная с зольником. Наддув осуществляется через решетку, движение воздуха обеспечивается простой конструкцией дымохода и хорошей тягой.

    Последовательность кладки:

    1. Установить печь на отдельно стоящий фундамент из железобетона. Размеры фундамента должны быть на 5-10 см выше размеров топки, высота - 50-70 см, при этом он должен быть на 15 см ниже уровня окончательного напольного покрытия. После заливки и высыхания фундамента его выравнивают цементным раствором, на него укладывают два слоя рубероида или другой рулонной гидроизоляции, после чего начинают кладку печи своими руками.
    2. Два ряда выложены из кирпича - основание печи, в сплошную кладку с перевязкой из красного кирпича. Их кладут на цементный раствор.
    3. Далее кладку ведут в соответствии со схемой на раствор шамотной глины. Первый ряд образует дно зольника.
    4. Во втором и третьем рядах открывают дверцу поддувала, закрепляя ее отожженной проволокой, проложенной между кирпичами.
    5. Четвертый ряд образует перекрытие зольной камеры и отверстия для продувки и удаления золы из топки.
    6. Начиная с пятого ряда кладка ведется шамотным кирпичом. В пятом ряду кладут решетку.
    7. На шестом и седьмом дверка камеры сгорания установлена ​​аналогично дверце нагнетателя.
    8. Ряды с 9 по 11 образуют стенки топки, их кладут перевязкой.
    9. В 12 ряду арка выполнена из of части кирпича, а в 13 и 14 они перекрывают арку.
    10. В 15 ряду устанавливают дверцу для чистки и вытачку.
    11. Начиная с 16 ряда кладка снова из красного кирпича. По схеме разводят дымовые каналы.
    12. В 25-м и 32-м ряду устанавливаются задвижки.
    13. 33 и 34 ряда завершают перекрытие топки, затем выкладывают дымоход нужной высоты.
    14. Духовой шкаф сушат на воздухе, затем осторожно, в несколько этапов, сначала нагревают дровами, а после нескольких печей - углем. При эксплуатации разрешается использовать любое твердое топливо: уголь, антрацит, дрова и древесные отходы, пеллеты и брикеты.

    Любую металлическую печь с эффектом длительного горения можно приспособить под угольную топку, выложив в топку футеровку из шамотного кирпича своими руками и оснастив ее вентилятором. При такой доводке топочный металл не выгорит от высоких температур, а уголь будет гореть устойчиво долгое время.

    Печь из кирпича на угле своими руками

    Бытовые печи из кирпича на уголь остаются достойными конкурентами твердотопливным котлам в ситуации, когда зимой необходимо отапливать малое и среднее жилище, а магистральный газ не подается.Если в чем-то угольные печи проигрывают стальным и чугунным теплогенераторам, то по другим параметрам им нет равных. Поэтому спрос на строительство кирпичных печей остается стабильно высоким.

    Использование угля вместо дров - недорогой и эффективный вариант отопления дома.

    Преимущества кирпичного источника тепла

    Ставить твердотопливный котел проще и дешевле, чем строить кирпичную отопительную печь посреди дома. С другой стороны, для работы агрегата необходимо смонтировать систему водяного отопления, и печь может обойтись без нее.

    Несмотря на дороговизну и сложность конструкции, многие домовладельцы все же отдают предпочтение плитам из кирпича. Причины веские:

    Особенности размещения печи в доме.

    1. Прочность. При сжигании угля в топке любого каменки возникает довольно высокая температура, которая со временем разрушает стальные изделия. А даже обычный керамический кирпич прослужит не один десяток лет.
    2. Чугунные теплообменники котлов подвержены риску растрескивания из-за перепада температур, а кирпичная кладка спокойно переносит температурный шок.
    3. Теплоемкость. Кирпичная печь на угле накапливает во время работы большое количество тепла, и котлу для этого нужен буферный бак, который стоит больших денег.
    4. Кладка отдает скопившееся тепло в помещение в течение длительного времени после затухания угля в камере сгорания.
    5. Печь излучает полезное, приятное тепло, передаваемое посредством инфракрасного излучения и конвекции.

    Поскольку угольные печи все же не обходятся без дров, необходимых для растопки и обогрева, в доме создается непередаваемая атмосфера, насыщенная естественными запахами природы.Существует 2 разновидности таких источников тепла:

    .
    Свойства ископаемого топлива

    Фундамент под кирпичную печь.

    Как уже было сказано, температура горения угля довольно высока. При достаточном притоке воздуха в топку она достигает 1000-1100 ° С, поэтому далеко не каждый материал выдерживает такие условия длительное время.

    Для сравнения: сухая древесина при идентичных условиях может производить в топке не более 700 ° C, и то очень редко. К тому же угольное топливо намного калорийнее дров.

    То есть при сжигании 1 кг антрацита вырабатывается почти в 2 раза больше тепловой энергии, чем при сжигании того же количества древесины.

    Раньше в старых домах топочные печи или печи выкладывали только из полнотелого красного кирпича. При постоянном нагреве калорийных пород угля от воздействия высокой температуры кладка стала постепенно крошиться, поэтому хозяева обшили топку изнутри толстыми стальными подошвами от железнодорожных путей для защиты стен.

    На данный момент проблема сжигания угля решается намного проще - с помощью шамотных кирпичей.В конструкции топки предусмотрена футеровка топливной камеры шамотным камнем марки ??, ?? или же ?? маркировать толщиной в четверть или половину кирпича. Этот материал способен легко выдерживать температуру 1400 ° С и непродолжительное время - до 1650 ° С.

    Инструменты для каменной кладки.

    Есть еще один момент: из-за более высокой теплотворной способности, чем у дерева, выделяется большее количество тепла, часть которого с продуктами сгорания уходит в дымоход.

    Чтобы избежать этого, в угольной топке предусмотрена более развитая сеть дымоудаления, где дымовые газы передают тепло кирпичным стенам, а не вылетают в дымоход.

    В остальном обычная кирпичная печь со всеми достоинствами и недостатками.

    Как построить печь?

    Для начала нужно понять, какие требования к угольной отопительной печи:

    • обогреватель должен прогреваться равномерно и быстро, интенсивно отдавая тепло воздуху в помещении;
    • наружные стены из кирпичной кладки, обращенные к помещениям, могут нагреваться максимум до 90 ° C;
    • сжигание топлива должно быть эффективным;
    • печь должна располагаться в доме так, чтобы ее стены прогревали несколько комнат;
    • при сооружении корпуса топки и дымохода важно соблюдать все правила пожарной безопасности;
    • при строительстве не допускается использование горючих материалов;
    • кладка должна быть гладкой, без трещин;
    • обогреватель должен быть оформлен в соответствии с интерьером жилища.

    Когда требования к вашему дому известны и разработаны, вам следует выбрать подходящую конструкцию печи и заложить для нее прочный фундамент.

    Схема кладки угловой печи.

    Угольная печь - массивная и довольно тяжелая конструкция, поэтому фундамент под нее необходимо делать надежным. Его размеры в плане взяты еще на 5 см в каждую сторону от габаритов будущей конструкции.

    Важное условие: фундамент отопительного или варочного прибора из кирпича не должен стыковаться с основанием самого здания, а должен находиться от него не менее 10 см.

    Фундаментные работы выполняются в следующей последовательности:

    1. Выкопайте яму, глубина которой зависит от расположения не проседающих слоев почвы (глины). Дно ямы утрамбовать ручной трамбовкой.
    2. Насыпьте слой щебня толщиной 10-15 см и также утрамбуйте.
    3. Далее можно заложить котлован бутовым камнем с поливом жидким раствором или залить железобетонную плиту. Высота основания совпадает с черным полом.
    4. Для гидроизоляции поверх фундамента необходимо уложить 2 листа рубероида после затвердевания бетона, а для противопожарной защиты - базальтовый картон и кровельную сталь.

    После того, как фундамент установлен, можно переходить к сооружению печи в соответствии с правилами.

    Рекомендации по кладке

    Для кладки печи там, где планируется сжигать уголь, потребуется 2 вида раствора - глиняно-песчаный и огнеупорный. С помощью первого корпус печи выполняется из полнотелого керамического кирпича, а второй идет на внутреннюю кладку из шамотных камней.Толщина швов разная: для обычной кладки она составляет максимум 5 мм, для огнеупорной - 3 мм.

    Для приготовления обоих типов растворов рекомендуется приобретать готовые строительные смеси, имеющиеся на рынке. Сделать хороший раствор из натуральной глины могут только опытные печники. Также необходимо подготовить кладку и измерительный инструмент, после чего приступить к сооружению печи:

    1. Перед укладкой на раствор каждый ряд кирпичей необходимо выложить насухо, чтобы примерить и подогнать камни по размеру.
    2. Перед тем, как положить кирпич на место, его необходимо окунуть в ведро с водой.
    3. Камни желательно класть одним точным движением, чтобы меньше ударов.
    4. Оставшийся раствор срезать с лицевой стороны кельмой, со стороны трубочистов - насухо протереть тряпкой.
    5. Каждая строка контролируется по горизонтали и вертикали.
    6. Между обычной кладкой и шамотной кладкой оставляют зазор шириной 5 см, который затем заполняют базальтовым волокном.
    7. Установить чугунную плиту с варочными панелями и дверцами, используя опорные элементы из металлопроката.

    Печной раствор не затвердевает, а сохнет, для чего его нужно дать 2-3 дня. После этого выкладываем дымоход, соблюдая правила прохода через перекрытия и крышу, а в конце делаем пробную топку. Заливать топку углем можно только после полного прогрева, убедившись, что нет трещин и щелей.

    Изготовление печи длительного горения на угле своими руками

    Традиционный вариант сжигания угля и дров предполагает меньшее сжигание топлива, т.е.е., подавая воздух снизу через решетку. Принцип работы твердотопливной топки для дома длительного горения в корне иной - сгорание топлива происходит сверху. Камера сгорания, как и весь корпус, имеет круглую форму. Устройство оборудовано двумя дверцами, необходимыми для укладки угля или дров и для удаления золы. Зольная камера, расположенная ниже, разделена с топкой решеткой.

    Заводские котлы имеют специальное отверстие, необходимое для подачи нагнетаемого вентилятором воздуха до необходимой температуры.Корпус камеры сгорания имеет водяную рубашку, оборудованную штуцерами для выхода и входа теплоносителя. Дымоход расположен сверху и необходим для удаления продуктов сгорания, образующихся в верхней зоне топки.

    Готовые отопительные котлы имеют вентилятор, который необходим для нагнетания воздуха в камеру сгорания для быстрой установки температуры. С помощью автоматики регулируется производительность и температура этого элемента конструкции.

    Самодельная топочная камера заполняется углем до нижнего уровня загрузочной дверцы для предотвращения потерь.

    Зажигание производится через ту же дверь, затем с помощью подъемного механизма на топливо опускается груз, в результате дверь закрывается. Автоматически включается нагнетательный вентилятор, катализатором которого является температура теплоносителя. После этого происходит верхнее сгорание топлива в топке под давлением нагрузки, которая падает по мере горения до колосниковой решетки.

    Недостатки и преимущества

    С каждым годом растет популярность печей длительного горения для дома своими руками.Это связано с рядом преимуществ этих устройств на угле:

    • Время работы от одной закладки дров в два раза больше, а угля - в три раза, чем у традиционных печей.
    • Простая конструкция. Чтобы сделать установку длительного горения своими руками, не потребуется специальных навыков, а стоимость будет намного ниже заводских аналогов.
    • Доработка конструкции по мере необходимости своими руками.
    • Использование практически всех видов топлива - это уголь, дрова, опилки и другие всевозможные отходы.Главное требование - это обеспечение необходимого количества воздуха. Влажность древесины особой роли для такой печи не играет.

    Опыт мастеров позволил упростить конструкцию, и теперь печь длительного горения для дома можно сделать своими руками в домашних условиях. Изменения коснулись способа подачи воздуха в камеру сгорания. Телескопическая конструкция заводского типа довольно сложна в реализации и приведет к дополнительным затратам.Замена - стальная труба, длина которой превышает 300-500 мм. высота топки.

    В торце топки приваривается своеобразный «блин» и воздухораспределители. Второй конец выходит из крышки печи и имеет воздушную заслонку, необходимую для регулирования подачи воздуха. Ручная регулировка. Воздуходувка не используется. Процесс горения и температура поддерживаются естественной тягой.

    К недостаткам можно отнести сложность реализации корпуса цилиндрической формы.Для этого понадобится вальцовочный станок или хотя бы трубогиб. В качестве альтернативы мастера используют старые газовые баллоны или трубы большого диаметра. Масса конструкции увеличивается за счет толщины стен.

    Для изготовления водяной рубашки лучше использовать тонкостенные трубы, чтобы желаемая температура воды была достигнута как можно быстрее.

    Особенностью конструкции угольной печи длительного горения своими руками является невозможность загрузки топлива «на ходу»: необходимо дождаться, пока сгорит предыдущая порция.Если в процессе горения поднять груз и открыть дверь, дым не будет выходить из помещения. Чтобы устранить этот недостаток угольной топки, необходимо установить теплоаккумулятор, который, по мнению специалистов, необходимо включить в жгут котла, работающего на твердом топливе.

    Производство - основные рекомендации

    Для использования в топке любого вида топлива, а также для обеспечения максимального срока службы для изготовления камеры сгорания лучше использовать жаропрочную легированную сталь.Но, ввиду приличной стоимости этого материала, можно использовать бесшовную трубу марки 20, которая используется на заводах для пропуска пара среднего или низкого давления. Стоит отметить, что газовые баллоны изготавливаются из стали с высоким содержанием углерода (Ст3).

    Если вы решили сделать топочную камеру из старого баллона своими руками, необходимо учитывать, что ее объем уменьшится за счет расположения зольника и срезанной столешницы. Некоторые умельцы выходят из положения с помощью двух цилиндров, что позволяет значительно увеличить объем топки.В противном случае зольник вообще не делается, а срезанная верхняя часть выполняет роль крышки. В первом случае возникнут трудности с уборкой, а во втором - таких проблем не предвидится, но такой способ подходит только для помещений с небольшой площадью. После завершения изготовления котла дверцу зольника необходимо тщательно закрыть. Необходимо максимально увеличить размер в соответствии с проемами, а по периметру обшить шнуром из асбеста.

    Подвести итог

    Стоимость угольных печей длительного горения заводского типа довольно высока, а конструкция, сделанная своими руками, - единственная перспектива для большинства домовладельцев.Длительность рабочего процесса, температура и использование любого вида топлива устраняют характерные недостатки.

    Печи для дома на угле длительного горения - выбирайте угольную печь

    Какую угольную печь выбрать для дома

    Особую категорию отопительного оборудования составляют печи для дома на угле длительного горения. Некоторые пользователи ошибочно полагают, что между дровяными и угольными печами нет разницы. Ошибка приводит к тому, что печь начинает работать с пониженной теплоотдачей и быстро выходит из строя.

    Особенности устройства печи на угле

    Сжигание угля сопровождается повышенным тепловыделением. Для поддержания нормального горения требуется повышенный приток кислорода в камеру сгорания.

    Максимальная температура в топке, достигаемая при обжиге антрацита 2250 ° С (это значение достигается только в доменных печах, в бытовой технике, нагрев в пределах 1000 ° С), топливо воспламеняется при 800 ° С.

    Особенности горения, описанные выше, влияют на конструкцию и внутреннюю структуру угольной печи.Существует несколько существенных отличий традиционной дровяной печи от печи, предназначенной для сжигания угля:

    • Камера сгорания - имеет усиленный каркас: утолщенные стенки выполнены из жаропрочной стали или чугуна. Корпус обычной дровяной печи при сжигании угля после небольшого количества растопок просто выгорит, так как стенки топки намного тоньше, чем у аналога, работающего на угле.
    • Подача воздуха в топку - принцип работы топки на угле связан с необходимостью поддержания интенсивности горения в топочной камере.Для этого используется решетка и уникальная система регулирования подачи и распределения кислорода в камере сгорания. Дровяные печи имеют съемную решетку. При топке дровами вынимают.
    • Продукты сгорания - при горении при температуре 1000 ° С уголь коксуется. Полное сгорание практически без остатка наблюдается только при 2250 ° С. Кокс оседает на стенках дымохода и камеры сгорания. Вам нужно будет регулярно чистить решетку и другие части печи.

    Стенки топки дровяной печи быстро выгорают при сжигании угля. Достаточно нескольких растопок, чтобы печь пришла в полную негодность.

    Какой уголь лучше всего подходит для домашней печи

    Стандартный срок службы печи 5-8 лет. Несколько факторов влияют на срок службы продукта. Правильный выбор топлива имеет решающее значение. По этой причине каждый производитель подробно указывает, какой уголь следует использовать при работе печи.

    Внутреннее устройство и характеристики камеры сгорания рассчитаны с учетом конкретного вида топлива.Любые изменения отражаются на тепловых характеристиках теплогенератора и влияют на КПД печи.

    Уголь

    , который используется в домашних печах, отличается высокой теплоотдачей, низкой температурой воспламенения. Большинство производителей отопительного печного оборудования дают общие рекомендации по следующим видам топлива:

    • Уголь - это общий термин для нескольких видов топлива с индексом A (антрацит), D (длиннопламенный), DG (длиннопламенный газ). Топливо оптимально подходит для работы топочного оборудования.

    Для печей длительного горения лучше уголь марок Д и ДГ. Принцип работы печей основан на применении процесса пиролиза - дожигания отработанного углекислого газа в процессе сжигания твердого топлива. Марка ДГ обеспечивает высокий процент производства горючего газа и незаменима при современном печном отоплении углем.

    • Работа на буром угле - топливо отличается высокой зольностью и низкой теплотворной способностью.Не все модели печей рассчитаны на использование этого источника энергии. Некоторые производители категорически запрещают использование бурого угля.

    Использование длиннопламенного угля рекомендуется в большинстве существующих моделей топочного оборудования.

    Как топить печь в доме углем

    Еще одно различие между дровяной печью и угольной печью - это температура воспламенения топлива. Чтобы уголь начал гореть, необходимо создать в камере сгорания температуру, близкую к 800 ° С.

    В рекомендациях по правильному использованию духовки указано следующее:

    • Растопка производится дровами - первый посев производится с помощью арок, мелкой щепы. После этого уложите часть дров, достаточную для прогрева топки до необходимой температуры.
    • Многослойная укладка топлива - печи длительного горения загружаются небольшими слоями топлива. Поочередно укладывают дрова и уголь.

    Сначала горят дрова, которые создают необходимую температуру для сжигания угля.После обжига следующего слоя образуется небольшой процент коксования и сажи. Следующее горящее дерево горит сажей, которая благотворно влияет на работу и жизнь.

    Низкий расход угля в топке длительного горения делает этот вид топлива экономически целесообразным, а покупка теплогенератора - вполне оправданное и экономичное решение.

    Какую угольную печь выбрать для дома

    Все отопительные печи длительного горения на угле для дома, предлагаемые разными компаниями, имеют общий принцип работы, но отличаются некоторыми конструктивными и теплотехническими характеристиками.

    При выборе руководствуются несколькими критериями:

    • Вид топлива - бывают комбинированные печи длительного горения на дровах и угле, а также однотопливные модели. Первые оснащены съемными решетками. Модели, которые работают исключительно на угле, встречаются редко, но имеют длительный срок службы. В конструкции использованы утолщенные стенки камеры сгорания.
    • Принцип обогрева помещения - популярны воздушные угольные печи для дома, отапливающие помещения за счет естественной конвекции воздуха.Есть серия со встроенным теплообменником, пока не получившая широкого распространения.
    • Производитель - твердотопливные печи для дома длительного горения с работой на дровах и угле предлагаются несколькими отечественными и зарубежными брендами. Особого внимания заслуживает продукция российской компании Термофор, серия профессора Бутакова. Среди зарубежных брендов хорошими тепловыми показателями выделяются KratkiKoza и Dovre.

    Российская компания «Термофор» выпустила серию нагревательных печей различной мощности от 9 до 40 кВт.Типов угольных нагревательных печей, предлагаемых производителем:

    • Thermofor Student Coal - теплогенератор мощностью 9 кВт предназначен для полноценного обогрева жилых помещений площадью до 90 м².
    • Thermofor Engineer Coal - топочное оборудование мощностью 15 кВт. Мощности хватит на обогрев жилого дома площадью до 120-150 м².
    • Thermofor Professor Coal - это котел с самым высоким КПД в серии. Максимальная мощность 40 кВт.
    • Компания Thermofor создала специальную систему отвода тепла, позволяющую распределять полученное тепло в соседних помещениях через воздуховоды.
    Правила установки угольных печей в доме

    Отзывы об угольных печах показывают, что потребители совершают одни и те же ошибки при установке. Нарушения, допущенные при установке, влияют на производительность, тепловые характеристики и безопасность эксплуатации.

    Монтажные работы выполняются с соблюдением следующих рекомендаций:

    • Печь установлена ​​на негорючем основании. На деревянный пол делают площадку из кирпича, либо укладывают базальтовый картон, покрытый сверху листовым металлом.
    • Угольные газовые газовые печи длительного горения очень сильно нагреваются, поэтому, по данным ППБ, противопожарные прорывы оставляют до ближайших стен. Расстояние до деревянной поверхности не менее 1 м., Для уменьшения зазора стену утепляют негорючим утеплителем, сверху обшивают стальным листом.
    • В качестве дымохода используется многослойная труба. При прохождении плит перекрытия устанавливается тоннель, залитый базальтовой теплоизоляцией или вермикулитом. Через крышу дымоход проводят через специальный вырез.

    Печи для дачи и дачи на угле и дровах устанавливаются с соблюдением правил, изложенных в ППБ и СНиП. К высоте дымохода предъявляются жесткие требования. Наконечник трубы поднимается над крышей в зависимости от расстояния от конька. Устанавливается искрогаситель и, при необходимости, тяговый усилитель является дефлектором.

    Угольные печи

    работают автономно до нескольких дней, обеспечивают экономию (по сравнению с дровами) до 15-20%, что объясняет их популярность у российского потребителя и широкое распространение.

    Дровяные печи длительного горения своими руками

    Твердотопливные печи длительного горения становятся все более популярными. Это неудивительно - при прочих равных условиях такая печь способна работать на одной загрузке топлива в течение гораздо более длительного времени по сравнению со своими обычными аналогами.

    В то же время топка длительного горения может отапливаться дровами, углем и различными отходами деревообрабатывающей промышленности. Дополнительным преимуществом рассматриваемого агрегата является возможность его самостоятельной сборки.

    Преимущества печи длительного горения
    1. Высокая производительность.
    2. Длительная работа на одной закладке топлива.
    3. Наличие автоматики печи.
    4. Высокая рентабельность при отличных эксплуатационных показателях.

    Печи длительного горения лишены практически всех недостатков своих обычных аналогов. Фактически в таких агрегатах топливо не горит, а медленно тлеет, что позволяет на одной закладке топлива увеличить срок эксплуатации печки.

    В результате у хозяина появляется намного больше свободного времени - в процессе эксплуатации печь не требует особого наблюдения и постоянного контроля.

    Приступить к самостоятельной сборке печи длительного горения. Начните с подготовки необходимых приспособлений.

    Набор для работы

    Бочка металлическая. Лучше всего подойдет 200-литровая бочка. Емкость должна иметь достаточно толстые стенки. Убедитесь, что на стволе нет следов коррозии или других значительных повреждений. Вместо бочки можно использовать кусок толстостенной трубы подходящего размера.Также корпус печи может быть выполнен из листовой стали.

    Направляющая для печи

    Заранее настройте, что работа по изготовлению печи будет достаточно грязной и шумной. Поэтому лучше всего собирать печь на улице, в гараже, мастерской или другом подходящем месте. Жилые помещения для такой работы точно не подходят.

    Также убедитесь, что на рабочем месте есть возможность подключения к электросети.

    Первый шаг

    Подготовьте ствол для изготовления гильзы.Отрежьте верхнюю часть емкости. Болгарка вам в этом поможет. Вместо болгарки можно использовать автоген или другую подходящую фрезу. Вырезайте аккуратно и аккуратно, вырезанная деталь пригодится в дальнейшем.

    Если ствола нет, сделайте корпус из другого материала. Например, можно взять отрезок трубы большого диаметра. Приварите к нему круглое дно из стали толщиной 6 мм и более. При желании дно можно сделать квадратным - это позволит установить печь без приваривания дополнительных опор.

    Приварите 4 ножки к нижней части корпуса. Их можно сделать из обрезков арматуры, швеллера или других подходящих материалов.

    Второй шаг

    Вырежьте круг из стального листа. Его диаметр должен быть немного меньше диаметра корпуса печи. В этом круге вырежьте еще один круг, чтобы разместить трубу. Оптимальный диаметр трубы - 100 мм.

    Приварите кусок трубы к вырезанному стальному кругу. Длина этой трубы должна быть на 150-200 мм больше высоты корпуса котла.

    Третья ступень

    Приварите дно образовавшихся стальных «блинных» секций швеллеров. Они должны быть такими длинными, чтобы их можно было свободно разместить внутри корпуса. Всего сварите 4 сегмента на равном расстоянии по диаметру стального круга.

    В будущем благодаря этим каналам загруженное топливо будет максимально эффективно прижиматься и расходоваться.

    Шаг четвертый

    Сделайте крышку для печки. На этом этапе пригодится отрезанный ранее кончик ствола.Если печь сделана из трубы или других материалов, крышку придется делать самостоятельно из стального листа.

    В крышке прорежьте отверстие для трубы, которая ранее была приварена к блинчику.

    Шаг пятый

    Сделайте отверстие в бочке для загрузки топлива. Прикрепите дверь к отверстию. Можно сделать самому или купить в специализированном магазине. Не забудьте приварить ручку к самодельной двери.

    Под отверстием топки проделайте еще одно отверстие чуть меньшего размера и также оборудуйте его дверцей.Через нижнее отверстие можно удалить остатки сгоревшего топлива.

    На этом ваша самодельная твердотопливная печь почти готова. Осталось только оборудовать под нее фундамент и подключить дымоход.

    Устройство фундамента под установку печи

    В процессе горения печи ее корпус будет нагреваться до очень высоких температур, поэтому основание для установки агрегата должно быть максимально устойчивым к таким условиям.

    Готовая печь весит сравнительно мало, поэтому сильно углублять фундамент не нужно.Однако при этом основание должно быть прочным и пожаробезопасным.

    Порядок устройства фундамента:

    • приготовьте небольшое углубление;
    • выложить дно котлована кирпичом в один слой;
    • залить цементным раствором кирпичную кладку.
    Монтаж дымохода

    Любая печь, принцип работы которой основан на сжигании любого топлива, нуждается в дымоходе.

    Дымоход можно сделать из обычной металлической трубы диаметром 150 мм.Это самый оптимальный размер. При большем диаметре тяга будет излишне сильной, что негативно скажется на КПД отопительного агрегата. При меньшем диаметре дымоход может просто не справиться со своей задачей.

    Сначала к заранее подготовленному отверстию в корпусе ствола приваривается небольшой прямой кусок трубы. Важно, чтобы его длина была больше диаметра корпуса агрегата.

    Основная часть дымохода обычно делается криволинейной. Нежелательно, чтобы изгиб превышал 45 градусов.Постарайтесь собрать дымоход с наименьшим количеством изгибов.

    В местах пересечения дымоходом различных элементов здания устраивают изоляцию из огнеупорных материалов, например, из асбеста.

    Установите заглушку на верхний край дымохода, чтобы защитить его от мусора, снега и других осадков.

    Сам дымоход рекомендуется оборудовать задвижкой для регулирования уровня тяги и интенсивности нагрева.

    Сделайте дымоход разборный - так будет удобнее чистить.

    Отражатель

    При этом металлическая печь длительного горения будет очень горячей. Поэтому лучше оборудовать ее защитным экраном, особенно если печь ставится в небольшом помещении.

    Если отражатель сделать из кирпича, это будет способствовать некоторому увеличению КПД печи.

    Металл остывает примерно с той же скоростью, что и нагревается. Кирпичный экран, уложенный вокруг печи, будет накапливать тепло во время работы отопительного агрегата и какое-то время отдавать накопленную энергию в окружающее пространство даже после того, как печь была завершена.

    Обычно печь облицована с трех сторон, задняя стенка устроена по желанию, верхнюю стенку выкладывать не нужно.

    Нет особого смысла устраивать защитный экран, если вы планируете устанавливать топку не непосредственно в отапливаемом помещении, а в отдельной котельной.

    Как топить плиту?

    Для печи длительного горения подходят самые разные виды топлива.

    Во-первых, это уголь и дрова. Важно, чтобы дрова имели низкий уровень влажности.

    Во-вторых, топка такой печи может осуществляться с использованием различных отходов и продуктов деревообрабатывающей промышленности. Например, хорошо подходят гранулы.

    Для изготовления пеллет можно использовать практически любую органическую массу: солому, шелуху лука и чеснока, опилки, щепу, шишки, скорлупу орехов, кожуру цитрусовых, кору, шелуху подсолнечника и многие другие материалы. Пеллеты производятся путем сухого прессования сырья при повышенных температурах.

    Важные технические детали

    Чтобы ваша самодельная печь была максимально безопасной и эффективной, запомните следующие простые рекомендации и придерживайтесь их при проведении монтажных работ:

    • при установке дымохода (если он будет сборной конструкции) монтировать элементы конструкции так, чтобы их соединение производилось в направлении, противоположном направлению движения дымовых газов;
    • в процессе обустройства печи длительного горения обязательно выделите вокруг нее определенное количество свободного места.Металл имеет тенденцию расширяться с повышением температуры, и этот момент необходимо учитывать;
    • Запрещается устанавливать топку длительного горения рядом с горючими и легковоспламеняющимися предметами и любыми конструкциями, неустойчивыми к высоким температурам;
    • Дымоход
    • спроектирован таким образом, чтобы его можно было разобрать для очистки от продуктов сгорания топлива.

    Перед тем, как запустить печь в непрерывном режиме, попробуйте несколько различных режимов работы. В результате вы сможете выбрать оптимальный вариант и использовать печь с максимальной эффективностью и экономией.

    Удачной работы!

    Почему пиролиз и «пластик для топлива» не решают проблему пластмасс - Низкое воздействие на жизнь, обучение, продукты и услуги

    Инженер-энергетик д-р Эндрю Роллинсон объясняет, почему пиролиз и использование пластика в топливе не являются устойчивым решением проблемы пластмасс.


    Ситуация усугубляется распадом мирового рынка вторичной переработки, и кажется, что большинство правительств и местных властей во всем мире хватаются за соломинку, чтобы быстро решить проблему пластиковых отходов.Пластик накапливается на суше и угрожает биосфере из-за загрязнения океанов. В то же время большинство правительств проявляют болезненный страх сделать что-либо, что может препятствовать непрерывному экономическому росту.

    Таким образом, в качестве решения будущего предлагаются решения

    Wonder, такие как пиролиз «пластика в топливо» (1) и экологически чистая энергия из отходов (EfW). Ведь если бы такие машины были способны просто и устойчиво преобразовывать пластик в топливо или энергию, тогда граждане могли бы чувствовать себя побужденными покупать больше и тратить больше, освобожденные от чувства вины, зная, что все, что они видели и хотели, можно было купить.

    Но это предположение по своей сути ошибочно. Пиролиз пластика никогда не может быть устойчивым. В недавнем академическом журнале я подробно рассказываю, почему эта концепция термодинамически бездоказательна, практически неправдоподобна и экологически необоснованна (2).

    Пиролиз происходит, когда твердое органическое вещество нагревается, что приводит к выделению газов, масел и угля, отсюда этимологический корень этого слова «разрыхление или изменение в результате пожара». Это старая технология, которая раньше применялась путем нагревания древесины для производства таких веществ, как метанол, ацетон и креозот, до нефтехимической очистки.Когда древесина подвергается медленному пиролизу, полукокс называется «древесным углем»; когда уголь подвергается пиролизу, полукокс называется «коксом»; а с пластмассами уголь практически не образуется.

    Р. Фладд, Tractatus Secundi Pars VII De Motu. in libros quatuor divisa, стр. 433–468 (Oppenheim: de Bry, 1618).

    Современное понятие состоит в том, чтобы пиролизовать пластик (и другие бытовые отходы) в газ или нефть, которые затем можно использовать как товар, неизменно как «топливо», самостоятельно. При этом игнорируется тот факт, что пиролиз является энергозатратным процессом: для обработки отходов необходимо затратить больше энергии, чем можно фактически восстановить.Это никогда не может быть устойчивым.

    А что с топливом от этих непродуманных схем? Все продукты пиролиза EfW или продукты «пластик для топлива» должны сжигаться для высвобождения энергии, при этом выделяется такое же количество углекислого газа, как если бы пластик сжигался напрямую. Существование продукта было всего лишь промежуточным этапом в процессе сжигания ископаемого топлива.

    Но идея еще более неосмотрительна. У концепции пиролиза пластмасс есть существенные недостатки.Уже почти сто лет негласно известно, что этот вид отходов практически несовместим с этими технологиями (3). Кроме того, в получаемых продуктах концентрируются тяжелые металлы и диоксины, что делает их непригодными в качестве топлива, поскольку при сгорании они выбрасываются в окружающую среду.

    Несмотря на это, многие правительства продолжают тратить миллионы, обманывая общественность, в поисках «инноваций», которые содержат устойчивый ответ. Они игнорируют вышеупомянутые научные предпосылки и следы коммерческих неудач (4).

    Были привлечены также академические исследования, привлеченные конкурсами на получение финансовых вознаграждений. Поскольку во многих странах преобладает грантовое финансирование, которое связывает промышленность, инновации и академические исследования, возникли этические опасности, которые привели к отравленным плодам (2).

    Многие современные академические исследовательские статьи представляют пиролиз с положительной коннотацией, оценивая его с точки зрения эффективности «рекуперации энергии» или «преобразования». И это несмотря на огромные общие потребности в энергии.В одном исследовании концепция была описана как «высокая эффективность», но результаты показали, что система работала с большой отрицательной эффективностью, потребляя от 5 до 87 раз больше энергии, чем можно было бы получить из продуктов пиролиза.

    Графический отрывок из: Роллинсон, А., Оладехо, Дж. М. 2019. «Запатентованные промахи», осведомленность об эффективности и заявления о самоокупаемости в области пиролиза энергии из сектора отходов. Ресурсы, сохранение и переработка, 141, стр. 233-242.

    Возможно, хуже всего то, что некоторые исследовательские группы недавно заявили, что пиролизные установки могут быть автономными.Поступая таким образом, они совершают грубую ошибку, которая подвергает их мгновенной дискредитации, поскольку они игнорируют второй закон термодинамики. Такое безумие сродни устаревшей погоне за вечным двигателем.

    Вечное движение невозможно, потому что оно нарушает законы термодинамики. Эти законы лежат в основе всей инженерии и, по сути, всех универсальных взаимодействий. Первый закон гласит, что энергия должна быть сохранена - то, что входит, должно выходить наружу. Второй закон гласит, что всякий раз, когда происходит передача энергии, некоторая величина всегда должна теряться в окружении системы (измеряется как «энтропия»).

    Нерушимость второго закона, возможно, лучше всего объяснил Артур Эддингтон в его знаменитых Гиффордских лекциях (5):

    «Есть и другие законы, в которые у нас есть веские основания верить, и мы считаем, что гипотеза, нарушающая их, крайне маловероятна; но невероятность расплывчата и не предстает перед нами как парализующий набор цифр, тогда как вероятность нарушения второго закона может быть выражена в цифрах, которые ошеломляют ».

    Как только человек полностью понимает эти законы, безумие таких схем и изощренность корпоративных попыток заявить о «устойчивости» становится очевидной.Поэтому важно понять эту концепцию, если человечество когда-либо хочет совершить переход к устойчивому будущему.

    Пиролиз никогда не может быть надежным ответом на неудобную правду Big Plastic. Это заключается в широкомасштабной реализации стратегий «сокращения» и «повторного использования», наряду с предпочтением создавать продукты со встроенной возможностью вторичной переработки и / или рассчитанные на длительный срок службы. Слон в комнате - это капитализм (6) и культура одноразового использования, которую создала нынешняя версия этой экономической системы, постоянно требующая новых рынков, увеличения продаж, большего потребления и большего количества отходов.

    С полным текстом статьи можно бесплатно ознакомиться здесь в разделе «Ресурсы, сохранение и переработка» до 23 декабря 2018 г.

    1. Фан, А. Как мы можем превратить пластиковые отходы в экологически чистую энергию. Разговор, 1 октября 2018 г.

    2. Роллинсон, А., Оладехо, Дж. М. 2019. «Запатентованные промахи», осведомленность об эффективности и заявления о самоокупаемости в секторе пиролизной энергии из отходов. Ресурсы, сохранение и переработка, 141, стр. 233-242.

    3.Мавропулос, А. 2012. История газификации твердых бытовых отходов глазами г-на Хакана Риландера (онлайн), 19 апреля 2012 г.

    4. Тангри, Н., Уилсон, М. 2017. Газификация и пиролиз отходов: процессы с высоким риском и низким выходом при обращении с отходами. Анализ технологических рисков (онлайн).

    5. Эддингтон А.С., Природа физического мира, 1927. Издательство Кембриджского университета: Лондон. С. 68-71.

    6. Пиготт, А. Капитализм убивает популяции диких животных в мире, а не «человечество».Разговор, 1 ноября 2018 г.


    Доктор Эндрю Роллинсон специализируется на маломасштабных исследованиях газификации биомассы и является автором книги Газификация: успех с маломасштабными системами , опубликованной Lowimpact.org.

    Эффективность сгорания - обзор

    14.3.3 Процесс с открытым топком

    Повышение эффективности сгорания в печи было основной целью К. В. Сименса, Германия, который провел большую часть своих испытаний по сжиганию в Великобритании.Он применил регенеративные методы, чтобы восстановить отходящее тепло от процесса сгорания, пропуская дымовые газы через камеру, содержащую открытую насадку из огнеупорного кирпича, очень похожую на печи доменной печи. Когда насадка достигла температуры, близкой к температуре дымовых газов, поток горячего газа отводили в другую камеру насадки из огнеупорного кирпича, чтобы нагреть ее. При этом воздушный поток в процесс горения предварительно подогревался, пропуская его через камеру горячей насадки. Этот предварительный нагрев воздуха позволил достичь гораздо более высоких предельных температур, а в циклах поворота повысился КПД процесса сгорания.Таким образом была получена непрерывная рекуперация тепла от отработанных дымовых газов. К 1857 г. только эти разработки дали экономию топлива примерно на 70–80% для таких отраслей, как производство стекла [16].

    Эти разработки по сжиганию были впервые испытаны на сталеплавильном производстве в 1863 году во Франции по лицензии Siemens группой отца и сына, Э. Мартина и П. Мартина. Сам Сименс испытал печь для этой цели в Уэльсе 3 года спустя, и обе операции были признаны успешными. В настоящее время их часто называют процессом Сименс – Мартин после их совместной разработки.

    Мартеновская печь использует регенеративный принцип Сименса для повышения максимальной температуры горения примерно до 1650 ° C и обладает способностью нагревания независимо от теплосодержания или реакций горения примесей в загрузке чугуна. Эти особенности позволяют загружать в печь любое отношение лома к чугуну, вплоть до 100%, так как печь может его расплавить. Однако обычной практикой является использование смеси лома примерно 50:50 для плавления [17].

    Сталеплавильные компоненты мартеновской печи состоят из прямоугольной зоны нагрева с полом, содержащим длинное неглубокое углубление вместимостью 200–500 тонн, в которое помещается шихта (рис.14.3). Газовые или масляные горелки на каждом конце снабжаются предварительно нагретым воздухом для горения через горячую насадку, а горячие газы отклоняются вниз на заряд с помощью выпуклой вниз отражательной крыши. Таким образом, сочетание лучистого нагрева и контакта горячего газа с зарядом передает достаточно тепла, чтобы его расплавить. Чтобы защитить структурные компоненты углубления, удерживающего загрузку, от высокой температуры и обеспечить удаление примесей фосфора и серы из загрузки, углубление облицовано огнеупорным кирпичом из магнезиального (MgO) кирпича.

    Рисунок 14.3. Детали работы мартеновской печи (Сименс – Мартин) для производства стали.

    Производство стали начинается с помещения твердых компонентов шихты, известняка, любой руды и ржавого стального лома в углубление в холодном состоянии. Лом предпочтительно должен быть ржавым, чтобы обеспечить кислород, который будет способствовать удалению примесей. Некоторое количество железной руды (например, Fe 2 O 3 ) также может быть добавлено по той же причине. Топливо, обычно природный газ, угольный газ или нефть, затем воспламеняется в горелках, и первоначальная загрузка нагревается до тех пор, пока не начнет плавиться.На этом этапе также неизбежно происходит некоторое окисление из-за окислительной атмосферы печи. При этих температурах углекислый газ химически окисляет железо и вызывает образование некоторых дополнительных оксидов железа. После плавления исходных твердых компонентов добавляется расплав доменной печи при температуре 1300–1350 ° C, вызывая начало основной реакции удаления углерода (уравнение 14.23).

    14,232C (Fe) + O2 (Fe) → CO (газ)

    Кислород из лома или руды, или растворенный в расплавленном чугуне из воздуха, реагирует с углеродом, присутствующим в расплаве доменной печи, с образованием монооксид углерода.Когда монооксид углерода пузырится через загрузку, он перемешивает жидкую массу и способствует поднятию кремнезема, оксида марганца, оксидов фосфора и т. Д. С образованием слоя шлака. Во время этих реакций также происходит декарбонизация известняка, и образующийся диоксид углерода вносит дополнительный вклад в монооксид углерода, образующийся в результате его превращения с растворенным углеродом (уравнения 14.1, 14.24).

    14,24CO2 (Fe) + C (Fe) → 2CO (газ)

    Таким образом, шлак, образующийся на мартеновской шихте, является достаточно пенистым.Он отталкивается от ванны с расплавленной сталью под ней с помощью мотыги один или два раза во время процесса. Металл доменной печи плавится при температуре около 1130 ° C, тогда как чистое железо, более точно представляющее стали, плавится при температуре 1535 ° C. По этой причине по мере удаления углерода из расплава доменной печи необходимо повышать температуру загрузки, чтобы избежать ее затвердевания. Поскольку основная часть теплопередачи в мартеновском процессе происходит за счет прямого контакта горячих дымовых газов с поверхностью загрузки, важно, чтобы слой пенистого шлака не стал слишком толстым, иначе нагревание может стать неэффективным.

    Когда удовлетворительный состав шихты получен, проверенный анализом, продукт выпускается из отверстия в основании выемки пода и отливается в большие слитки, готовые для окончательной формовки. Обработка на открытом поде довольно медленная, 6–12 часов на партию; примерно половина этого на зарядку. Однако это дает время для отбора проб, анализа и корректировки содержания углерода путем добавления дополнительного лома или металла горячей доменной печи. Некоторые сплавы с содержанием до 10% другого металла также возможны в мартеновском процессе.Таким образом, возможна большая гибкость производства по сравнению с пневматическими процессами производства стали. Материальные балансы различных процессов выплавки стали приведены в Таблице 14.7.

    Таблица 14.7. Сырье, необходимое для изготовления одной тонны слитка с помощью различных процессов сталеплавильного производства a

    Отделка
    Сырье Базовый процесс Бессемера Чугун, неподвижная мартеновская печь Электродуговый процесс Базовый (LD) кислородная печь
    Обычные стали Специальные легированные стали
    Железо, кг
    Расплавленная печь 1,050–1150 –1 025
    Холодный скребок ноль слабый некоторый c 0–75 ноль
    Металлолом (или стальной), кг 0–1228022 912 525 1,075 1,000–1100 100–300
    Окисляющая руда или окалина, d кг: от низкого до 60 100 12.5 2–18 7–75
    Флюсы, известняк и т. Д., Кг: 110–180 200 55 25–75 60–80
    сплавы: ок. 10 14 10 различные 6–7
    Кислород, м 3 (15 ° C 1 атм) ноль варьируется 150 футов варьируется 1,700–2,000
    Первичное топливо, кДж (БТЕ): в виде природного или угольного газа нет 4.2–5.3 × 10 6 (4–5 × 10 6 ) ноль ноль ноль
    Электроэнергия, кВтч ноль ноль 500–52150 500–52150 ноль

    b Фактически израсходованные в процессе суммы указаны в килограммах, если не указано иное.

    Известны также мартеновские процессы с использованием огнеупорной футеровки из диоксида кремния [9]. Однако, поскольку футеровка этого типа не может удалить фосфор или серу, они обычно предназначены для работы с открытым подом с использованием только загрузки лома или подачи высококачественной железной руды, не содержащей этих элементов.Возможность независимого нагрева мартеновской печи позволяет производить сталь таким способом на месте.

    Горелки для распыления отработанного масла | Живая Сеть Фермы

    Обновление: 26.10.18. Часть 2 доступна здесь

    Летний сезон HVAC подходит к концу, и в последнее время на нашей местной свалке металлолома полно старых печей для сжигания мазута. В то время как жители Эшвилла как можно быстрее заменяют масляные горелки на обновленные системы тепловых насосов, сознательные строители и торговцы перерабатывают использованное оборудование, и хотя многие из этих машин полностью функционируют, несомненно, многие из них все еще оказываются на свалке.Что можно сделать, чтобы эта надежная, иногда устаревшая технология не попадала в поток отходов и использовалась с пользой? Команда biochar в Living Web в течение последнего года работала над разработкой технологии сжигания масла для чистого сжигания пиролизного масла - коррозионного, липкого и тяжелого жидкого побочного продукта производства biochar.

    Обычные горелки на жидком топливе

    Обычные масляные горелки обычно используются в старых домах и в районах, где системы отопления были установлены до того, как стал широко доступным природный газ.Это устройство, обычно встречающееся в подвалах, которое вытягивает масло из большого резервуара и сжигает его в камере, расположенной непосредственно под печью или котлом. Эти горелки, работающие на жидком топливе для дома (HHO), настроены на использование определенного сорта мазута, обычно называемого мазутом №2 (представьте себе вязкость дизельного топлива). Фактически, любая масляная печь, разработанная для мазута № 2, может принимать до 20% биодизеля без каких-либо модификаций. Местные жители WNC могут быть знакомы с биотопливом от Blue Ridge Biofuels - смесью до 20% биодизеля и мазута.Те из вас, кто живет за пределами района, где в доме есть масляные печи и котлы, могут использовать эту карту, чтобы найти дистрибьюторов биодизеля в вашем районе. Также посетите сайт Департамента энергетики, чтобы узнать о некоторых простых процедурах, таких как изменение размера форсунки, которые могут сократить расход топлива до 10%.

    Эти горелки «пушечного типа» были извлечены из старых печей, вместо того, чтобы быть раздавленными на свалке. Обычные горелки на жидком топливе могут быть модифицированы для работы с более широким диапазоном видов топлива для обеспечения интенсивного нагрева многих процессов.

    Как они работают?

    Обычные жидкотопливные горелки представляют собой плотно укомплектованную систему компонентов: масляный насос, нагнетатель, форсунку, систему зажигания, средства управления и предохранительные механизмы. Эти горелки «пистолетного типа» работают, нагнетая очищенное масло через специальное сопло под высоким давлением, создавая туман, который воспламеняется при наличии искры высокого напряжения. Этот очень мелкий или распыленный спрей , способствует чистому сгоранию за счет уменьшения размера частиц топлива по сравнению с воздухом для горения.Подумайте о растопке, когда разжигаете костер - при достаточном количестве воздуха для горения маленькие кусочки дров горят быстро, чисто и горячо. То же самое и с распыленной струей. Вводится нужное количество кислорода, добавляется искра, и образовавшееся пламя затем регулируется в камере сгорания, где интенсивное тепло направляется через теплообменник, нагревая воздух или воду в системе отопления жилых помещений.

    Помимо улучшений в удержании пламени и обращении с воздухом для горения, очень мало что изменилось с горелкой пистолетного типа за десятилетия.Конечно, при рассмотрении вопроса о добыче и распределении оставшейся у нас дешевой нефти возникают проблемы с экологией и отказоустойчивостью, особенно когда она направляется на отопление дома, где есть так много лучших вариантов. Однако эти горелки работают на удивление чисто, иначе сажа забивает небольшие проходы в типичном теплообменнике печи.

    Есть еще несколько вещей, которые делают работу с этими традиционными технологиями сжигания нефти такой интересной:

    • Жидкое топливо по своей сути имеет определенные преимущества: его легко хранить и дозировать для получения предсказуемой выходной мощности.Это важно для некоторых видов оборудования и просто для удобства в других.
    • Чистое горение требует высоких температур - преимущество при правильном применении. Топливо для отопления с высокой температурой не всегда необходимо в системе отопления дома, но имеет решающее значение при применении в определенных областях, таких как литейное производство на заднем дворе или печь для обжига керамики.
    • Если не указано иное, горелки пистолетного типа предназначены только для сжигания мазута № 2 (и до 20% биодизеля). Более высокие концентрации альтернативного жидкого топлива требуют модификации оборудования.К счастью, эти модификации хорошо задокументированы: отработанные моторные и растительные масла являются доступной альтернативой топливу.

    Модернизация горелки пистолетного типа для использования альтернативного топлива требует внесения нескольких явных изменений в исходную конструкцию. В специализированных сифонных форсунках сжатый воздух используется для подачи распыляемого топлива, что предотвращает засорение и устраняет необходимость в масляном насосе. Отработанное моторное масло имеет более высокую температуру воспламенения, чем # 2 HHO, и требует дополнительного предварительного подогрева топлива. Мы используем небольшой (удивительно доступный) нагревательный элемент с ПИД-управлением на сопле для надежного запуска и стабильной работы.Детали продолжаются, и эти модификации нелегко понять без некоторой предыстории и упорства. К счастью для нас, CKburners предоставляет комплекты и подробные инструкции для начинающих. Для нашего первого агрегата мы купили блочный нагреватель и комплект сифонной насадки. Для тех, кто склонен к поиску утилизированных материалов, можно будет модифицировать существующую масляную горелку с помощью этого комплекта всего за 400 долларов.

    Модифицированная горелка пистолетного типа, разработанная для использования с отработанными моторными маслами.

    Масло пиролизное

    В Living Web Farms нашей конечной целью была машина, не ограничивающаяся использованием отработанных моторных масел или даже отработанных растительных масел.Нам нужна была система, которая могла бы надежно сжигать пиролизное масло - побочный продукт нашего метода медленного пиролиза для производства биоугля. При медленном пиролизе из сухой биомассы выделяются газы, поскольку она нагревается в отсутствие кислорода. Эти газы проходят через конденсационную установку и попадают в регулируемую камеру сгорания. В конденсационной установке газы, которые могут конденсироваться, выпадают в виде жидкостей, откуда они стекают в большие сборные емкости. В течение нескольких месяцев на дне этих емкостей оседают тяжелые масла и гудрон.Самым легким из этих масел является то, что мы называем пиролизным маслом, которое отделяется и хранится для использования в качестве топлива. Оставшиеся жидкие продукты, смолы и древесный уксус (или пиролиновая кислота) также отделяются в это время, где они хранятся и используются позже для различных интересных вещей.

    Пиролизное масло имеет несколько совершенно иных качеств, которые отличают его от обычного жидкого топлива. Требуется тонкое распыление в горячую камеру сгорания. Он очень агрессивен, и его вязкость резко меняется при изменении температуры.Из наших экспериментов мы узнали, что если он нагревается выше определенного порога, он не вернется в жидкую форму. С тех пор мы узнали, что это может быть связано с повышенным воздействием кислорода, и это тоже имеет смысл, поскольку если дать ему высохнуть на солнце достаточно долго, он может создать твердый пластик, подобный оболочке. Эти характеристики становятся серьезной проблемой при проектировании соответствующей горелки. Из-за этих проблем, особенно коррозии и проблем с засорением, мы знали, что было бы неразумно «проталкивать» пиролизное масло через крошечные проходы в сопле модифицированной горелки пистолетного типа.Наши исследования в области литья металлов своими руками привели нас к горелке в стиле бабингтона.

    Пиролизное масло: ценный побочный продукт производства биоугля на фермах

    Горелка в стиле Бабингтона

    Горелки Бабингтона

    были разработаны в 1970-х годах изобретателем Робертом Бабингтоном как средство получения очень тонкого распыления при низких скоростях горения. Горелки Babington Airtronic впервые появились на рынке в 1980-х годах в качестве бытовых отопительных приборов в основном в европейских домах. Сегодня эта технология была использована военными США для удаленного приготовления пищи.Горелки Бабингтона имеют уникальную шарообразную конструкцию сопла, которая не только обеспечивает эффективное сжигание топлива, но также позволяет использовать гораздо более широкий диапазон видов топлива, требуя гораздо меньшей фильтрации, чем модифицированные обычные горелки.

    Сердце горелки Бабингтона - это шарообразная форсунка. Вместо того, чтобы нагнетать масло через сопло с помощью насоса, теперь масло перекачивается через шар , где оно образует тонкую пленку, растягиваясь по поверхности шара. На экваторе шара, где масляная пленка находится в самой тонкой точке, она пересекает поток сжатого воздуха, проходящего через очень маленькое отверстие.Распыление достигается здесь, когда мелкие брызги масла проходят около точки воспламенения, вводится больше воздуха и реализуется чистое сгорание. Избыточное масло течет по шару и возвращается в сосуд (иногда называемый отстойником), где оно непрерывно перекачивается обратно через шар. Оригинальные горелки бабингтона были разработаны для обеспечения высокой эффективности и малой мощности горения. Строители своими руками экспериментировали со способами регулировки тепловой мощности (и, следовательно, расхода топлива), регулируя размер и количество отверстий в шаре, расход масла и давление воздуха через сопло.

    Вода, льющаяся на шарообразное сопло, когда воздух проходит через очень маленькое отверстие, образует очень мелкую струю

    При нормальных температурах наше пиролизное масло слишком густое для фильтрации через стандартные масляные фильтры. Для нас реальное преимущество насадки бабингтона заключается в меньшей потребности в такой тонкой фильтрации. Поскольку наше масло не протекает через обычную форсунку, топливо нужно фильтровать только в той степени, в которой его можно перекачивать. В нашей системе используется шестеренчатый насос 12 В для подачи масла из отстойника резервуара низкого давления на 2-дюймовый шар из нержавеющей стали с отверстием.Отверстие 03 ”. Предварительный нагрев применяется ко всему резервуару через теплообменник с медной спиралью, где тепло отбирается либо от очень маленького электрического водонагревателя, сделанного своими руками, либо от избыточного тепла, выделяемого системой. Обычные электроды и регулятор розжига получены от другой горелки на свалке металлолома. С помощью этой установки мы достигли очень чистого сгорания пиролизного масла при температурах до 2000 ° F в нашей камере сгорания при очень небольшом расходе топлива (½ галлона / час).

    Наша камера сгорания была построена с учетом модульной конструкции.Либо горелка бабингтоновского типа, либо наша модифицированная установка горелки пистолетного типа на фланце на впускной трубе. Камера сгорания функционирует как сырая печь или литейный цех с умеренным контролем температуры. Крышка легко снимается, открывая универсальный фланец для установки водонагревателя или для размещения будущих приборов, таких как сушильная машина или печь с принудительной подачей воздуха. Здесь все становится интереснее, когда мы можем максимизировать эффективность, складывая приборы. Например, одновременно мы можем плавить алюминий в камере, нагревая воду, а затем стерилизовать питательную среду или сушить древесную стружку перед тем, как выбросить ее через дымоход.

    Наша горелка на пиролизном топливе в стиле бабингтона: это бак! Мы экспериментировали и продемонстрировали, что пиролизное масло может гореть чисто и горячо.

    Мы создали нашу первую горелку в стиле бабингтона с целью экспериментирования. Честно говоря, это негабаритный агрегат, который еще предстоит улучшить. Система предварительного нагрева неуклюжа и требует слишком много времени для запуска системы с холода. Наша обычная система зажигания ненадежна с маслами, для которых она не предназначена.В целом, существует слишком много причин, по которым эта система может выйти из строя. Даже с нашими автоматизированными системами безопасности, это не та машина, от которой вы хотели бы уходить надолго, а тем более оставлять на ночь для обогрева теплицы.

    По мне, только когда вы разбираете что-то и начинаете перестраивать, вы начинаете ценить оригинал. Этой зимой мы с нетерпением ждем возможности изменить дизайн горелки в стиле бабингтона. Мы постараемся уместить все это в обычный комплект горелки пистолетного типа. Наша новая система будет надежно запускаться (и экономить электроэнергию) за счет предварительного нагрева масла только в той точке, где оно протекает через шар, и мы включим источник низкого давления для холодного запуска и, возможно, полностью потеряем обычный источник зажигания.Мы будем разрабатывать больше недорогих приложений для отопления: отопление теплиц, переработка пластмасс, переработка кормов и многое другое.

    Следите за обновлениями, мы будем обновлять наш прогресс в блоге. Как всегда, напишите мне, если хотите узнать больше.

    Обновление: 26.10.18. Часть 2 доступна здесь

    Пиролизационная газификация и анаэробное сбраживание

    Даже когда конкретный материал биомассы подходит для прямого сжигания, как описано в главе 7, это не обязательно будет наиболее эффективным способом рекуперации воплощенной энергии биомассы.В частности, материалы с естественно высоким содержанием влаги могут содержать значительные количества углеводородов и других органических материалов; но сушка их до состояния, в котором они могут быть загружены непосредственно в котел, редко бывает практичным или экономичным. Однако доступны альтернативные методологии, некоторые из которых существуют очень давно. Они могут превратить базовую биомассу в более удобные виды топлива с большей плотностью энергии, которые могут гореть чище и при значительно более высокой температуре.

    Древесина прямо из леса - некачественное топливо

    Например, древесина из леса в качестве топлива оставляет желать лучшего; Древесина из большинства пород деревьев должна быть просушена на воздухе в течение значительного периода времени перед сжиганием, иначе образуется чрезмерное дымообразование. Влага в древесине ограничивает максимально достижимую температуру пламени. Смолистые остатки масел и смол в древесине забивают дымоходы и дымоходы. В поисках лучшего топлива когда-то в далеком прошлом люди научились превращать древесину деревьев в древесный уголь, который горел сильнее и выделял гораздо меньше дыма.Процесс сжигания древесного угля, каким бы сырым он был изначально, был первым систематическим применением того, что мы сейчас называем пиролизацией.

    По сути, пиролизация происходит, когда органический материал нагревается в отсутствие воздуха. Газы и жидкости удаляются, оставляя после себя очищенный уголь. Производство древесного угля первоначально предполагало медленное сгорание части древесины в большой куче, покрытой глиной или дерном. Некоторое количество воздуха необходимо для того, чтобы процесс работал, но подача воздуха тщательно ограничивается до абсолютного минимума.Древесный уголь - единственный конечный продукт; однако, если древесина нагревается в герметичном контейнере, из нее выделяются древесный уголь, деготь, древесный спирт (метанол), скипидар, пиролиновая кислота, также известная как древесный уксус, и древесный газ, горючий газ, содержащий водород и окись углерода, который может использоваться в качестве топлива для процесса отопления. Этот процесс, также известный как деструктивная перегонка, играл важную роль в промышленности на протяжении многих веков. Смола была необходима для судоходства в качестве защитного покрытия, скипидар был ценным растворителем, древесный уксус можно было переработать в уксусную кислоту, а производство стали и пороха зависело от большого количества древесного угля.Однако растущий спрос вызвал массовую вырубку лесов, особенно в Центральной Европе, а растущий дефицит стимулировал переход на кокс и каменноугольную смолу, которые также производятся в процессе пиролизации.

    Большинство материалов биомассы можно пиролизовать в отсутствие кислорода. Все это даст аналогичные комбинации полукокса, жидкостей и газа - этот газ обычно называют синтез-газом, и он используется в качестве основного топлива на большинстве установок пиролиза. Жидкость представляет собой биомасло, которое можно использовать непосредственно в качестве топлива для обогрева или перерабатывать в сырье для фармацевтики или нефтехимии.Уголь также можно сжигать или использовать в качестве кондиционера почвы и удобрения, удерживая при этом значительное количество углерода.

    Технология быстрого пиролиза была разработана в Нидерландах компанией Biomass Technology Group. В основе процесса лежит реактор с вращающимся конусом. Мелкие частицы биомассы и горячего песка вводятся на дно конуса, и пиролиз происходит, когда реактор вращается со скоростью 300 об / мин, вращая биомассу вверх. Бионефть является основным продуктом: необходимое тепло поступает от отдельного сжигания произведенного полукокса.

    Более энергоэффективная альтернатива - торрефикация. Это эффективная пиролизация при более низкой температуре, чем та, которая обычно используется для производства древесного угля, и процесс может справиться с более широким разнообразием типов сырья и содержания влаги. Твердый конечный продукт, иногда известный как биоуголь, более предсказуем, менее подвержен пылеобразованию и эффективно устойчив к реабсорбции влаги при хранении. Его можно сжигать напрямую или использовать для производства топливных гранул и брикетов для барбекю, и он показал хорошие результаты в качестве топлива для газификатора (см. Ниже).Также доступен интегрированный процесс, в котором безвоздушная сушка перегретым паром подготавливает биомассу к высокотемпературной стадии. Пар поступает из самой биомассы, а тепло от газа уходит в процессе торрефикации. Содержание влаги в «бездымном» твердом конечном продукте составляет 3%, исходная масса снижается примерно на 30%, но сохраняется 90% начальной теплотворной способности.

    В девятнадцатом веке было обнаружено, что при подаче ограниченного количества воздуха и / или пара в камеру пиролиза объем и содержание энергии газа производились

    Реактор пиролиза с вращающимся конусом (Воспроизведено с разрешения Biomass Technology Group )

    было значительно увеличено.Это трехэтапный процесс. Сначала происходит прямая пиролизация, высвобождая летучие жидкости и газы и оставляя обугленный. Затем начинается горение, так как летучие продукты (и часть полукокса) вступают в реакцию с кислородом воздуха, повышая температуру и производя монооксид углерода и диоксид углерода. Наконец, полукокс вступает в реакцию с диоксидом углерода и паром, которые могут исходить из влажности биомассы, с образованием большего количества оксида углерода и водорода. Конечный продукт, обычно известный как генераторный газ, будет содержать меньший или больший процент загрязняющих веществ, таких как смолы, щелочи, сера, аммиак, хлор и твердые частицы, и, возможно, его необходимо будет очистить перед дальнейшим использованием.

    В начале двадцатого века древесина или генераторный газ были широко используемой альтернативой городскому газу, полученному в результате газификации угля. Нехватка нефти во время обеих мировых войн увеличила спрос на газ в качестве альтернативного, хотя и менее эффективного топлива для автомобилей. Газообразное топливо без давления имеет гораздо более низкую плотность энергии, чем жидкое топливо, поэтому около 1 миллиона транспортных средств по всему миру, которые были переоборудованы для работы на газе, были немедленно узнаваемы благодаря большим надутым газовым баллонам на их крышах.Более дешевое ископаемое топливо в 1950-х и 1960-х годах в значительной степени убило интерес к газификации, но его возродил нефтяной кризис 1973 года.

    Термины «генераторный газ» и «древесный газ» часто взаимозаменяемы, что отражает тот факт, что в большинстве случаев газификации без использования угля в качестве сырья традиционно использовалась древесина или древесный уголь. Древесный уголь был самым простым вариантом, так как его газификация давала минимум золы,

    Схема процесса газификации биомассы (воспроизведена с разрешения Biomass Technology Group)

    смол и других нежелательных примесей, но это была низкая эффективность процесс.При производстве древесного угля на древесину расходуется не менее 50% энергии. В наши дни большинство современных газификационных заводов используют древесину в той или иной форме, либо переработанную, либо отходы лесного хозяйства или садоводства, либо специально выращенные (см. Главу 7). Начальная стадия сушки обычно включается в процесс газификации, если только не используется торрефицированная древесина или биоуголь.

    Согласно расчетам, газификация древесины дает около 2,5 м3 генераторного газа на каждый 1 кг потребляемой древесины - этот газ будет иметь почти 70% теплотворной способности исходной древесины.Другие типы биомассы можно газифицировать, и производительность аналогична, но опыт все еще ограничен, а результаты неоднозначны. Часто есть полезный побочный продукт в виде полукокса, который можно перерабатывать в брикеты, которые могут заменить дрова для приготовления пищи или использоваться в качестве почвоулучшителя.

    В настоящее время ряд производителей по всему миру предлагают ряд установок для газификации. Наиболее популярным и наиболее давно внедренным вариантом является газогенератор с восходящим потоком, также известный как противоточный газификатор с неподвижным слоем и, что сбивает с толку, противоточный газификатор с подвижным слоем.Биомасса поступает в реактор сверху, пар, кислород и / или воздух вдувается снизу под решеткой. Биомасса падает против восходящего потока газов, пока не достигнет решетки внизу. Во время этого перехода биомасса постепенно сушится, пиролизируется, химически восстанавливается и, наконец, сжигается.

    Для того, чтобы процесс работал, биомасса должна иметь значительную механическую прочность и не слеживаться, чтобы она могла образовывать проницаемый слой раскаленного докрасна полукокса, через который поступающие газы могут свободно течь.Пропускная способность низкая, термический КПД высокий, но также и содержание смол в газе, поскольку температура газа на выходе относительно низкая и конденсация летучих веществ неизбежна. Производство шлака низкое. Большинство газификаторов с восходящим потоком работают при атмосферном давлении. В одном интересном варианте над газогенератором размещается камера сгорания газа, которая сжигает горячий генераторный газ на выходе. Затем дымовой газ направляется непосредственно в головку нагревателя двигателя Стирлинга, лучше всего описываемого как поршневой двигатель внешнего сгорания (см. Главу 14).Это, в свою очередь, приводит в действие электрический генератор.

    Более эффективной альтернативой, особенно для небольших размеров, является газогенератор с нисходящим или прямоточным потоком с неподвижным (подвижным) слоем. Как следует из названия, воздух течет в том же направлении, что и биомасса, которая все еще поступает сверху. Производственный газ отводится снизу. Газификаторы с нисходящим потоком имеют тенденцию быть значительно выше, чем альтернативные варианты с восходящим потоком, и не могут справиться с очень изменчивой биомассой или небольшими размерами частиц.При этом газ будет уходить с гораздо более высокой температурой, что приведет к снижению содержания смол, а термический КПД будет на уровне конструкции с восходящим потоком.

    Газификаторы с псевдоожиженным слоем обычно более устойчивы к изменениям подачи биомассы за счет большей сложности. Биомасса взвешивается в воздухе под высоким давлением, продуваемом через песчаный слой. Перемешивание происходит интенсивно, все стадии добычи газа происходят одновременно. Содержание смол в газе является промежуточным между газификаторами с восходящим и нисходящим потоком, и процесс несколько сложнее контролировать.

    Газификаторы биомассы (Воспроизведено с разрешения Biomass Technology Group)

    Газификаторы, использующие воздух в качестве окислителя или агента газификации и работающие при атмосферном давлении, дают газ со значительным содержанием азота, что снижает его теплотворную способность. Обычно теплотворная способность газообразных продуктов такого типа находится в диапазоне 2,5-8,0 МДж / Нм3. Значительно более высокая теплотворная способность - до 20 МДж / Нм3 - может быть получена при использовании кислорода вместо воздуха и / или эксплуатации газогенератора при высоком давлении, до 16 бар.Это, очевидно, увеличивает сложность процесса на несколько порядков. Оборудование для газификации все еще сравнительно дорогое, и малые газификаторы вряд ли будут экономичными, если поставка биомассы не будет фактически бесплатной.

    Сырой генераторный газ можно сжигать в печах и котлах без дополнительной обработки, и это, пожалуй, лучший способ, при котором используемая комбинация биомассы / газогенератора дает газ с высоким содержанием смол. Вырабатываемое тепло можно использовать для самых разных целей.

    ЭНЕРГИЯ ИЗ ЗАВОДА ОТХОДОВ

    1 Топливный бункер

    2 Топливный кран

    3 Винтовой конвейер

    4 Первичная камера (газификация)

    5 Вторичная камера (высокотемпературное окисление)

    6 Парогенератор-утилизатор (HRSG)

    7 Силос для извести и угля

    8 Внутренний рукавный фильтр

    9 Глушитель остатков фильтра

    10 Вентилятор дымовых газов

    11 Дымоход

    12 Золоудаление

    13 Паровая турбина

    14 Конденсатор с воздушным охлаждением

    www.energ.co.uk) "/>
    Производство энергии из биогаза в настоящее время является общепринятой технологией (Воспроизведено с разрешения Ener-G, www.energ.co.uk)

    Продолжение

    Обычно неочищенный газ охлаждается перед хранением / использованием, чтобы увеличить его удельную энергию. Считается, что производство электроэнергии с использованием генераторного газа примерно на 20% эффективнее, чем производство на основе прямого сжигания биомассы. Концепция использования генераторного газа в качестве топлива для когенерационной (комбинированной выработки тепла и электроэнергии) привлекает большое внимание, поскольку это обещает общий тепловой КПД более 80% по сравнению с 60% прямого сжигания.В меньшем масштабе это обычно включает преобразование химической энергии генераторного газа в электрическую энергию с использованием ее в качестве топлива в некоторой форме двигателя внутреннего сгорания, который затем приводит в действие генератор электроэнергии (см. Главу 14). Проблема в том, что большинству двигателей внутреннего сгорания для эффективного функционирования требуется очень чистый газ, поэтому, прежде чем газ станет приемлемым, необходимо удалить, в частности, смолы.

    Это оказалось ахиллесовой пятой многих новаторских газификационных установок, используемых для когенерации.Содержание влаги в газе довольно легко контролировать; если на стадии предварительной сушки начальное содержание влаги в биомассе становится ниже 20%, влажность газа, выходящего из системы, обычно является приемлемой. Обычно пыль удаляется с помощью комбинации фильтров. Смолы или конденсаты представляют собой гораздо более серьезную проблему, и работа по разработке надежной, рентабельной и энергоэффективной системы удаления смол продолжается.

    В США был достигнут значительный прогресс в использовании плазменных горелок для повышения температуры в классическом газогенераторе с нисходящим (движущимся) слоем с неподвижным (движущимся) слоем до 1250 ° C; это «расщепляет» смолы и другие летучие вещества, восстанавливая их до водорода и окиси углерода.Любой неорганический материал в биомассе остекловывается; весь углерод превращается в газ, не оставляя обугливания. В других системах для достижения того же эффекта используется комбинация высоких температур и впрыска кислорода. Хотя кислород сводит к минимуму содержание азота в газе - и, следовательно, увеличивает его теплотворную способность, - технология более сложная и дорогая, и все еще не полностью разработана.

    В процессе Batelle / FERCO используется альтернативный подход. Кислород не используется. Вместо этого есть два физически отдельных реактора.Высушенная биомасса проходит сначала в газификатор с восходящим потоком, затем остаточный полукокс проходит во вторую камеру сгорания, где она сжигается, чтобы обеспечить тепло для процесса газификации. Теплообмен между двумя реакторами осуществляется за счет циркуляции песка, и говорят, что производительность намного выше, чем в других системах.

    Процесс Batelle отличается высокой производительностью.

    Обычные поршневые двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием, т. Е. Двигатель массового производства, дешевый, надежный и прочный, который можно легко переоборудовать для работы на чистом генераторном газе.Выходная мощность значительно снижается - до 50% - из-за более низкой теплотворной способности генераторного газа по сравнению с нефтепродуктами. Промышленный газ также может быть попутным топливом в еще более прочном и надежном поршневом двигателе внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, более известном как дизельный двигатель. Для обеспечения эффективного зажигания только 80% или меньше дизельного топлива можно заменить на генераторный газ, но это, а также более подходящая более низкая частота вращения дизельных двигателей означает, что общая мощность падает только примерно на 15-30%.Однако выбросы окиси углерода могут быть проблемой.

    Несмотря на более низкий КПД, поршневые двигатели популярны из-за их низких капитальных затрат, простоты обслуживания и доступности запасных частей. На более крупных установках газовые турбины являются нормой. Потенциальная эффективность значительно выше, но также увеличиваются капитальные затраты и затраты на техническое обслуживание. Микротурбины, работающие со скоростью до 100,0000 об / мин и производительностью от 25 до

    www.energ.co.uk) "/>
    Поршневые двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием, работающие на биогазе, широко доступны (Воспроизведено с разрешения Ener-G, www.energ.co.uk)

    500 кВт - перспективная разработка. А для комбинированного производства тепла и электроэнергии - когенерации - и аналогичных установок оптимальным выбором может быть современная версия почтенного двигателя Стирлинга (см. Главу 14).

    При анаэробном сбраживании биомассы образуется гораздо более чистый газ. Обычно известный как биогаз, это смесь в основном метана и углекислого газа с содержанием азота менее 10%. Нет смол или других летучих веществ; однако некоторые виды биомассы будут давать биогаз со значительным содержанием силоксана.Силоксаны представляют собой кремнийорганические соединения (и при сгорании выделяют кремний), которые могут образовывать абразивные отложения в двигателях внутреннего сгорания, работающих на биогазе, загрязненном силоксаном. Это может повлиять даже на двигатели Стирлинга, поскольку отложения накапливаются внутри и вокруг теплообменника и их очень трудно удалить.

    Углеводы

    Жиры

    Белки

    Сахар

    Жирные кислоты

    Аминокислоты

    Угольные кислоты и спирты

    Водород Двуокись углерода Аммиак

    Угольные кислоты и спирты

    Водород Диоксид углерода Аммиак

    Водород Уксусная кислота Двуокись углерода

    Ацетогенез

    Водород Уксусная кислота Двуокись углерода

    Метан Двуокись углерода

    Гидролизный ацидогенез

    Схема анаэробного сбраживания

    Ацетогенез

    Метаногенез

    Силоксаны обычно встречаются только в сточных водах.Анаэробное сбраживание использовалось в течение многих лет для обработки осадка сточных вод и отходов животноводства, особенно в виде суспензий. Во многих случаях он дает не только биогаз, но и ценные побочные продукты, такие как улучшители почвы и удобрения, хотя уровни тяжелых металлов и пестицидов необходимо тщательно контролировать. Это в основном простой процесс, который может работать как в самых маленьких, так и в самых больших масштабах и не требует внешнего источника питания. Биомасса с содержанием влаги более 75% может быть эффективно переработана.В последние годы были опробованы или, по крайней мере, проведены эксперименты с другими типами отходов, в основном с материалами, такими как отходы пищевой промышленности и производства пива и спиртных напитков, которые имеют слишком высокое содержание влаги, чтобы сделать их экономичными для других форм использования. Энергетические культуры, такие как райграс, также используются сами по себе или как стимул для отходов с низким содержанием углерода. На практике существует два различных типа: отходы и энергетические культуры с незначительным содержанием таких нежелательных веществ, как тяжелые металлы, и несортированные отходы, где уровни загрязнителей таковы, что остатки, оставшиеся после сбраживания, не имеют практического значения и потребуют дальнейшей обработки. .

    Потенциально полезным побочным продуктом является анаэробный дигестат (воспроизведено с разрешения Алекса Маршалла, Clarke Energy Ltd)

    Для анаэробного пищеварения необходимо множество различных видов бактерий. Они постепенно расщепляют сложные органические молекулы биомассы сначала на простые сахара, амино и жирные кислоты, а затем на более простые молекулы аммиака, диоксида углерода и сероводорода. Дальнейшее переваривание дает водород и уксусную кислоту.Наконец, происходит метаногенез, образуются метан, вода и углекислый газ. Все эти реакции происходят в закрытом контейнере в отсутствие воздуха. В наиболее распространенном типе варочного котла требуется лишь ограниченное дополнительное нагревание, а пищеварение осуществляют мезофильные бактерии. Оптимальная рабочая температура составляет около 40 ° C, но разложение будет происходить в диапазоне 20-45 ° C. Варочные котлы простого периодического действия герметизируются на срок до 30 дней. Пик производства биогаза приходится на середину этого периода, постепенно снижаясь по мере исчерпания реактивных материалов.До 60% биомассы будет преобразовано в биогаз.

    В большинстве современных анаэробных варочных котлов используется непрерывный процесс с регулярным перемешиванием биомассы, что приводит к гораздо более стабильному производству биогаза. Даже в этом случае биомасса фактически проведет в варочном котле до 18 дней. Мезофильное пищеварение не убьет всех патогенов, которые могут присутствовать в биомассе; поэтому часто существует предварительная стадия пастеризации, на которой биомасса нагревается как минимум до 70 ° C в течение часа или около того.Горелки биогаза обычно поставляют тепло для пастеризации и разложения. Помимо биогаза, процесс также дает суспензию, известную как дигестат, которую можно разделить на волокнистый, похожий на компост материал со значительной теплотворной способностью и богатую питательными веществами жидкость, которые сами по себе являются потенциально ценными продуктами. - при условии, что используемая биомасса была относительно чистой. В противном случае твердые остатки придется отправлять на свалку, а жидкость потребует дополнительной обработки.

    Термофильные бактерии, работающие при температуре 50 ° C или выше, могут переваривать биомассу намного быстрее, но этот процесс менее стабилен и требует больше дополнительной энергии.В более жарком климате мезофильные варочные котлы с очень маленькими партиями, питаемые отходами животного и человеческого происхождения, оказались очень успешными без какого-либо дополнительного тепла. Считается, что только в Индии существует более 2 миллионов таких варочных котлов, прикрепленных к отдельным домохозяйствам и поставляющих газ с низкой теплотворной способностью для освещения и приготовления пищи.

    Биогаз также может использоваться непосредственно для обогрева и охлаждения помещений или в качестве топлива для когенерационной установки (см. Главу 14). Производимый современными варочными котлами, его теплотворная способность составляет около 20 МДж / м3.Анаэробное сбраживание не будет привлекательным вариантом для многих проектов, несмотря на качество получаемого газа. Экономика очень маленьких заводов вряд ли будет привлекательной. В частности, в городах все технологии биомассы могут вызывать возражения на местном уровне из-за необходимости частых поставок и, в случае анаэробного сбраживания, неизбежного беспокойства по поводу нежелательных запахов.

    Однако для правильных проектов (таких как промышленные парки), где дешевая чистая биомасса доступна на местном уровне и есть место для хранения и обработки, преобразование биомассы в горючий газ является одним из самых экологичных вариантов, доступных в настоящее время.Этот вариант будет становиться все более практичным по мере совершенствования технологий.

    Эта установка для анаэробного сбраживания в Шропшире, Англия, производит более 1600 МВтч ежегодно из 50001 пищевых отходов и скошенной травы (Воспроизведено с разрешения Greenfinch Ltd)

    Эта страница намеренно оставлена ​​пустой

    Продолжить чтение здесь: Энергия воздуха, земли и воды

    Была ли эта статья полезной?

    .