Пиролизный котел: устройство, виды и правильный расчет, виды. Расчет пиролизных котлов

Пиролизный котел: устройство, виды и правильный расчет, виды

Расчет пиролизного котла

Содержание

Пиролизные котлы на сегодняшний день — популярное оборудование для обогрева дома. Суть его работы заключается в переносе целлюлозы в горячие олефины (пропилен и этилен). В топку загружаются дрова, а обогревается комната пропиленом и этиленом. Пользуясь такой схемой отопления, вы сможете сэкономить денежные средства, что не скажешь при отоплении дома дровяным или газовым аналогом.

Устройство пиролизного котла

Перед тем, как осуществит расчет пиролизного отопительного оборудования, важно знать его основные составляющие.

Нижняя часть корпуса оснащена приточным каналом – поддувало. Его функционирование происходит под контролем автоматической заслонки. Она определяет количество воздуха для подачи в камеру сгорания.

Над поддувалом пиролизного котла расположилась топка — генератор. Она отделена от этой зоны при помощи колосниковой решеткой. Загрузка дров, паллет или другого источника углерода осуществляется в топку через дверцу. Закрытие этой дверцы должно быть герметичным. При попадании лишнего количества воздуха может произойти нарушение процесса термического превращения.

Верхняя часть топки оснащена отводом – штуцером для соединения газогенератора со змеевиком системы охлаждения олефинов. На входе и выходе змеевик имеет вмонтированные фильтры. Они очищают газы от сажи и смолы.

Завершающий (по ходу распространения газов) фильтр находится в стенке второй топки. В ней происходит сгорание олефинов. Именно эта часть пиролизного котла применяется с целью разогрева носителя тепла. Этим и объясняется наличие двойных стенок к топке. Полость между ними заполняют водой или воздухом.

Верхняя стенка второй топки имеет воздухообменник. Он представляет собой особый узел, роль которого заключается в насыщении камеры сгорания олефинов кислородом. Соединение воздухообменника с камерой сгорания осуществляется благодаря обратному клапану. Он не дает выйти горючей смеси за пределы котла.

• Генератор;
• Охлаждающий контур,
• Топка.

Процесс сборки пиролизного котла происходит методом последовательного обустройства представленных зон в границах общего корпуса.

Плюсы и минусы оборудования

Газогенераторный агрегат для отопления обладает следующими преимуществами:

• утилизация отходов;
• малый процент канцерогенов;
• автономный режим обогрева.

К недостаткам относят:

• зависит от электричества. Оно необходимо для вентиляторного оборудования и системы управления.
• Высокое качество дров. Если использовать дрова с высокой влажностью, то КПД агрегат понижается.
• Высокая стоимость.

Виды отопительного оборудования

С учетом расположения камеры дожига, газогенераторные котлы подразделяют на:

• Оборудование с верхней камерой.
• Оборудование с нижней камерой.

Большей популярностью пользуются котлы с нижней камерой горения. Причина в следующем: благодаря такой конструкции закладка дров в камеру горения осуществляется просто и удобно. А камера дожига выходит прямо в дымовой тракт. Когда дым подвергся тяги, то согласно всем законам физики, он начинает свое движение в дымоход. Но для такой системы свойственны свои недостатки. Зола из первичной камеры сгорания выходит прямо в камеру дожига. По этой причине требуется частая чистка системы. Также есть необходимость в создании сильной тяги для направления дыма вниз.

Для котла с расположенной сверху камерой дожига также свойственны свои плюсы. Газы дыма отправляются в камеру сгорания, повергаясь законам физики, а после там и сгорают. Затем они направляются в дымоход, где происходит их охлаждение. К минусам такой конструкции следует отнести большие затраты на сооружении дымохода, так как он требует использование большего количества материалов.

Расчет

Как же происходит расчет пиролизного оборудования? Вычислить объем топки просто, если знать плотность дров – 400 кг/м3 и коэффициент пополнении – 0,4. В результате вычисления получаем объем топки 0,44 м3. Зная стандартный размер высоты топки – 0,5 м и длину поленьев 0,6 м, можно сделать расчет ширины топки пиролизного котла– 0,15 м. При загрузке дров каждый 4 часа, ширина топки должна быть увеличена до 0,6 м. если заполнять ее раз в сутки, то ширина должна составлять до 1,2 м.

Далее необходимо произвести расчет относительно количества дров, расходуемых в час работы пиролизного котла. Полное сгорание 1 кг древесины с уровнем влажности 20 % сопровождается выделением 4 кВт тепла. Если умножить это значение на КПД пиролизного котла, то можно произвести расчет тепловой энергии, которую будет отдавать агрегат отапливаемой комнате.

Расчет расхода дров в час осуществляется по следующей формуле:

Р= (0,17хV)/4xKPD.

В этой формуле Р- расход дров в час,

Производить весь расчет газогенераторного котла следует очень точно и правильно, ведь от этого будет зависеть качество обогрева дома.

По материалам сайта: http://wamteplo.ru

fix-builder.ru

Изготовление пиролизного котла своими руками – чертежи, инструкции

Содержимое:
1. Можно ли получить пиролиз самому
2. Какой самодельный пиролизный котел лучший

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

• 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.

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

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

• 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.

Горизонтальная конструкция

• 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

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

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

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.

Выбор марки стали и электродов

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.

avtonomnoeteplo.ru

Принципы расчета мощности отопительного котла для дома

При установке автономной системы отопления главное не ошибиться с ее параметрами, потому что иначе она не сможет корректно выполнять свои функции. Поэтому вопрос, как рассчитать мощность котла является одним из наиболее актуальных.

Ничего сложного в этом нет, так как процедура хорошо известна всем мастерам. Для проведения операции понадобится рулетка, чтобы правильно рассчитать квадратуру отапливаемых помещений. Это будет основной показатель, необходимый для формулы.

Также нужно учесть:

• -    этажность здания, так как доставлять теплоноситель вверх будет сложнее, чем просто прогонять его через коммуникации по всем комнатам;
• -    тип самого котла. Разные виды агрегатов обладают неодинаковой теплоотдачей, поэтому нужно считаться с этим фактом. Обычно производитель пишет на каждой модели, какую максимальную площадь сможет обогреть этот котел;
• -    мощность циркуляционного насоса, которая будет влиять на возможность прогонки теплоносителя с нужной скоростью. При необходимости агрегат можно будет поменять на более мощный, хотя существует вероятность, что эта операция не сможет быть проведена из-за конструктивных ограничений;
• -    пропускную способность дымохода. Это важный параметр, который необходим, чтобы рассчитать мощность газового и твердотопливного котла отопления. Для безопасности нужно, чтобы дымоход успевал отводить газообразные продукты горения в атмосферу в 100% объеме.

Квадратура помещения

Диапазон отапливаемой квадратуры у котлов довольно высок, так что если написанное значение будет отличаться от реального на 2-3 квадратных метра, то ничего страшного не случится. Только если к дому была сделана пристройка, которая не указана в плане, нужно будет замерять ее площадь и прибавить к имеющемуся значению, иначе котла может не хватить на пристройку.

Проводя расчет мощности котла по площади, стоит также учитывать и параметры самого здания. Утепление стен и потолка будут влиять на возможность удерживать температуру внутри дома и не пропускать холодный воздух с улицы.

Во внимание нужно брать и климатическую зону, в которой стоит жилище. Если оно находится в северной части страны, где температуры зимой падают до -40 градусов и ниже, то нужен будет мощный отопитель с запасом. Для южных областей сгодится и простенький котел, который использоваться будет даже не в каждую зиму. В этих местах отопительный сезон может и вовсе не начаться.

Когда люди задают вопрос, как правильно рассчитать необходимую тепловую мощность котла, то стоит просто вспомнить школьную программу по физике. Наверняка на лабораторных работах не раз проводились подобные исследования и решались задачи указанного характера.

Даже формулы для расчета будут браться из книжки. Важно уметь правильно ними пользоваться, так как ошибка может привести к отсутствию нужного результата. Если придется переделывать систему или покупать новый котел, то это сопряжено с дополнительными временными и финансовыми затратами.

Расчет мощности электрического котла

Итак:

• 1.    В первую очередь стоит вычислить нагрузку на электросеть. Если котел будет для нее слишком мощным, то в лучшем случае будет просто часто выбивать пробки, а при самом плохом раскладе - сгорит проводка. Поэтому все профессионалы советуют тянуть для котла выделенную линию, чтобы она не была загружена другими приборами. Сделать это будет не сложно и не дорого.
• 2.    Отсутствие дымохода значительно упрощает задачу, так что пользователь сможет сосредоточиться на вычислении только площади помещений.
• 3.    Если устанавливается дополнительное оборудование, например, источник бесперебойного питания, то нужно смотреть, чтобы с ним котел не терял своей мощности, иначе поддерживать комфортную температуру не получится.
• 4.    Мощность работы можно будет выставлять на автоматике, просто выбрав соответствующий режим. Это очень удобно, так как пользователь легко сможет управлять микроклиматом в доме.

Расчет мощности пиролизного котла

Лучше будет взять аппарат с запасом, чтобы он гарантированно мог справляться с поставленными задачами. К тому же, потери мощности еще зависят от устройства коммуникаций для циркуляции теплоносителя, так что при высоком сопротивлении часть энергии будет уходить в пустоту.

Цены обычно отличаются не настолько сильно, чтобы выбор агрегата с мощностью на пару киловатт ниже позволил сэкономить целое состояние. Поэтому нужно оставлять себе пространство для маневров. Хотя слишком мощный агрегат тоже не нужен, ведь он будет потреблять много топлива, а полученная тепловая энергии не будет расходоваться в полном объеме.

promplace.ru

В связи с последними   тенденциями роста цены на природный газ, с 1 мая 2014 года розничные цены на природный газ для бытовых потребителей, подымаются почти в 2 раза. И это не последнее повышение цены.  Возникло желание  по меньше платить за газ. Есть желание разработать и построить себе пиролизный котел для отопления своего дома. Придумал  компоновку котла,  сделал все необходимые расчеты. Взял за основу горизонтальный способ газификации,обращенного (опрокинутого) процесса газификации. Газогенераторы обращенного процесса были предназначены для газификации битуминозных (смолистых) сортов твердого топлива – древесных чурок и древесного угля. Это позволило сместить горелку на одну из сторон камеры газификации.

Еще необычный способ расположения нижней дверки. В том месте где я решил ее установит, снимать тепло невозможно. Очень высокие температуры до +1200 не добавят «здоровья» металлу в камере дожига. Нельзя допускать прямого контакта  пламени в камере дожига с металлом. Нужна футеровка,  и как раз в этом месте разместил нижнюю дверку. Что  позволило увеличить площадь полезного теплосъема в левой части котла. Общим вот такая конструкция.

При первом запуске котла,  количество теплоносителя было  около 150 литров. Начальная температура теплоносителя 23 градуса.  Горелку значительно увеличил, сечение горелки, при испытаниях котла составляло 6000 кв.мм это около 30 кВт. При максимальной мощности ( далекой от номинальной 15-25 кВт, испытывать так на приделе) котел за 24 минуты нагрел теплоноситель 150 литров с +23 до +100.

Проведем небольшой расчет для проверки. Рассчитаем мощность котла, можно использовать следующую формулу для расчета времени, необходимого для нагрева воды:

Время [с] = удельная теплоемкость воды * разница температура *  масса воды) / мощность котла

Удельная теплоемкость воды постоянна и составляет 4,2 кДж / (кг * К), за разницу температур мы можем принять 78 градусов, вес воды — для 150 литров — это 150 кг. Предполагая, мощность котла на уровне 30 кВт, расчеты будут выглядеть следующим образом:

Время [с] = (4,2 * 78 * 150) / 30 = 1638 секунд или 27 минут. Это время, необходимое для нагрева воды с начальной температуры +23 градуса до +100. У нас же получилось 25 минут на практике. Котел выдал около 30 кВт мощности. Так как и планировалось. НО!!!!! Это экстремальный, никому не нужный режим.  В реальности подача первичного воздуха будет на уровне 30%, размеры горелки около 3000 кв.мм, это номинал, 15 кВт. Или увеличив горелку до 5000 кв.мм и обороты вентилятора до 60% получим 25 кВт.

                                    Краткие характеристики

КПД при влажности дров 20% - 45%,,,93% - 83% 

Топливо,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, Дрова, щепа, брикеты, бурый уголь ,бытовой горючий мусор    

Температура воды,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 60-90 0С

Производительность,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,15 -25 кВт

Рабочее давление,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,0.3 МПа

Температура дымогазов,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,140-150 С

Напряжение питания,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 220 В +- 15%

Потребляемая электрическая

мощность ( вентилятор+автоматика),,100 Вт

 Диаметр дымохода,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 200мм

Отапливаемая площадь,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, до 250 м.кв

Максимальная длина дров,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 0.48 м

Объем камеры загрузки,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,190 литров

Время работы на одной закладке

при обогреве помещения до 150 .кв,,,,от 18 - 24 час.

Вес "сухого" котла,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 320 кг. 

Размеры ширина, глубина, высота,,,,,, 530,780,1530    

Примерный расход дров за сезон для отопления  100 кв.м помещения 8-10   скл./м. (Складометров)

 Простота конструкции позволяет увеличивать мощность котла. Если Увеличить ширину котла на 100 мм и добавить еще одну трубу в теплообменник – получим прирост мощности на 8 кВт. То есть, применив в теплообменнике 6 труб и увеличив ширину котла на 200 мм получаем котел с мощностью до 50 кВт.

Футеровка пиролизного котла, шамотный кирпич ША-5.

3D Схема футеровки котла.

В конструкции  котла применены новые решения при компоновке и устройстве котла. Это было все отражено в документации,  поданной в патентное бюро. В результате,   у меня появился еще один очередной патент на пиролизный котел  сгоризонтальным способом газификации и обращенным процессом газификации топлива. Все права защищены. 

Категорически не рекомендую повторять конструкцию котла в серийном производстве , из-за нарушения моих прав, и второе, при несоблюдении всех расчетов и размеров, котел может служить источником повышенной опасности!

На видео представлена примерная 3D модель котла, некоторые моменты процесса сборки и результаты испытаний котла,    

Закончил всю документацию для самостоятельного изготовления пиролизного котла мощностью 15-25 кВт

В комплекте документации есть таблица размеров горелки, изготовив горелку из шамотного кирпича, нужного размера,  можно задать котлу необходимую номинальную мощность. Ориентировочные соотношения площади щели горелки к мощности это 200 кв.мм на 1 кВт мощности.

Весь котел изготовлен из листовой стали, внутреннюю часть котла можно сделать из стали толщиной 4-5 мм.Наружные части из стали толщиной 3-4 мм.  

 Материалы в двух форматах JPG (обычная картинка и в формате КОМПАС 3D, Используя программу для просмотра КОМПАС можно просматривать, вращать, увеличивать 3D модели котла и футеровки. Но еще сделаны снимки экрана в виде обычных картинок.   Так же в пакет документации входит видео  всего процесса сборки котла, с комментариями и советами, фотографии процесса сборки.  Раскрой листового металла выполнен для листов размером 2500 на 1250 мм или для листов 2000 на 1000 ( бывают и такие). Помогу сделать раскрой для любого размера листов. Перечень необходимых материалов и их количества.

Цена комплекта документации  для самостоятельной сборки пиролизного котла 400 грн.

Если хотите повторить у себя такой котел, обращайтесь, адреса и телефоны на сайте в разделе контакты.

Все вопросы при постройке котла! категорически приветствуются! Считаю, что проще три раза спросить - чем один раз переделывать. 

Спасибо за интерес к моей работе.

С уважением, Валерий.

teplosam.info

Как сделать пиролизный котел своими руками

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, кВт25325080100

Длина проема, мм120140150200200

Ширина проема, мм3030303040

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, кВт2532508090100

Производительность нагнетателя, м3/ч98,5195,9242,2253,2284,8316,5

Полезный объем топки, м30,220,240,350,420,470,52

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, кВт25325080100

Smin, м24,56,38,514,516,5

Smax, м25,27,810,215,216,7

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.

openstroi.ru

Смотрите также

• 
  Расчет пиролизных котлов
• 
  Котел тгме 464
• 
  Котел тгме 464
• 
  Таймер включения котла
• Производство угольных котлов
• 
  Таймер включения котла
• Производство угольных котлов
• 
  Горячий резерв котла
• 
  Котел tis 11
• 
  Горячий резерв котла
• 
  Пиролизные котлы газогенераторные