DIY pyrolýzní kotel: zařízení, montážní schémata, provozní princip

Jak vytopit dům v chladných zimních dnech? Přístup k plynovodu není všude dostupný a ceny „modrého paliva“ neustále rostou. Je nepohodlné používat palivové dřevo nebo uhlí a příliš drahé používat elektřinu. Tam, kde je možné použít jako palivo dřevo nebo speciální lisované brikety, se za optimální řešení považuje sestava využívající principů pyrolýzního spalování. Účinnost takové jednotky je poměrně vysoká, ale ceny průmyslových modelů jsou znatelně vysoké. Zjevným řešením problému je vyrobit pyrolýzní kotel vlastními rukama. Mnoho řemeslníků úspěšně provedlo tento složitý proces. Pojďme se na tuto problematiku společně podívat.

Co je pyrolýzní spalování

Topení dřevem není příliš pohodlné, protože za normálních podmínek dřevo velmi rychle hoří a značná část tepla se nevyužívá. Do kotle nebo topeniště musíte neustále přikládat palivo. Pyrolýza zahrnuje vytvoření podmínek, ve kterých palivo hoří mnohem pomaleji, přičemž se uvolňuje podstatně větší množství tepla. Tohoto efektu je dosaženo, když dřevo hoří se sníženým obsahem kyslíku, tedy velmi pomalu. Výsledkem je popel, koks a hořlavý plyn.

Tento plyn se v pyrolýzním zařízení mísí se vzduchem a také hoří při velmi vysokých teplotách, přičemž se uvolňuje značné množství tepelné energie. Princip činnosti pyrolýzního kotle tedy zahrnuje dva spalovací stupně:

• Za prvé, při omezeném přísunu kyslíku dřevo hoří, přičemž se uvolňuje hořlavý plyn;
• pak dochází ke spalování směsi vzduch-plyn.

Podobný princip dvoustupňového spalování se používá v různých podomácku vyrobených instalacích, např. v pomaluhořících kamnech na dřevo a dokonce i v generátorech na tuhá paliva, které umožňují použití dřeva jako paliva pro automobily. Provoz pyrolýzního kotle by však měl být správně nastaven, aby nedošlo k poškození topného systému domu.

Vysoká cena průmyslových kotlů je plně oprávněná. Jednak proto, že se při jejich výrobě používají vysoce kvalitní materiály schopné odolávat vysokým teplotám spalování (žáruvzdorné železo, 8mm legovaná ocel, šamot atd.). Za druhé kvůli složitému automatickému řídicímu systému, který zajišťuje vysokou účinnost zařízení.

Pro zajištění maximálního efektu spalování je zohledněna teplota ohřevu dřeva a jeho počáteční vlhkost, protože proces odpařování vody významně ovlivňuje množství uvolněné energie. Pro řízení spalovacího procesu je nutné pečlivě kontrolovat množství vzduchu přiváděného do instalace. Vzduch je dodáván ventilátorem, který ke svému provozu vyžaduje neustálý přístup k elektřině. Přítomnost ventilátoru mění pyrolýzní kotel na instalaci závislou na elektrické energii. V případě výpadku proudu se doporučuje použít nepřerušitelný zdroj napájení (UPS) nebo jiné podobné zařízení.

Výhody a nevýhody použití pyrolýzního kotle

Pyrolýzní kotle mají následující výhody:

• žádné saze nebo štiplavý kouř, minimální emise spalin; Jedná se o jeden z nejekologičtějších typů kamen;
• pro práci lze použít jakékoli pevné suché palivo, například odpad ze šicí výroby;
• vysoce kvalitní palivo zajišťuje 12 hodin nepřetržitého provozu kotle na jednu porci paliva, to znamená, že budete muset nakládat palivové dříví dvakrát denně;
• ekonomická technologie, náklady na energie se snižují v průměru o 60 % ročně;
• Použití technologie pyrolýzy umožňuje automatizované řízení procesu spalování, což zvyšuje bezpečnost pece.

Je třeba vzít v úvahu také nevýhody:

• než se zařízení zaplatí, budete muset investovat nemalé finanční prostředky do nákupu kotle a jeho instalace, ale jeho účinnost bude patrná již od prvních dnů provozu;
• Použité palivo musí mít vlhkost asi 20 %, jinak se spalování zastaví. Mokré palivo je proto třeba sušit;
• kotel může zhasnout, pokud teplota chladicí kapaliny není dostatečně vysoká. Tento problém je vyřešen instalací obtokového potrubí. Tato změna komplikuje konstrukci a snižuje provozní efektivitu.
• V případě použití elektrického čerpadla k čerpání vzduchu se provoz kotle stává závislým na elektrické síti.

Analýza diagramů, výkresů a výpočtů

Pro lepší pochopení principu činnosti zařízení se doporučuje prostudovat schéma pyrolýzního kotle.

Před zahájením práce se doporučuje pečlivě prostudovat schéma zařízení pyrolýzního kotle, abyste pochopili principy jeho fungování a vyvarovali se chyb.

Odráží polohu takových nezbytných prvků, jako jsou:

• vzduchový otvor;
• spalovací komora;
• kouřovody;
• potrubí pro přívod a odvod vody;
• regulátory;
• umístění instalace ventilátoru atd.

Vzhledem k tomu, že pyrolýzní kotel je poměrně složité zařízení, doporučuje se při jeho výrobě dodržovat výkres. Jeden z nejběžnějších modelů zařízení, který je vhodný pro vlastní výrobu, je uveden níže:

Tento výkres podrobně ukazuje návrh pyrolýzního kotle, který si můžete vyrobit sami. Doporučuje se striktně dodržovat všechny rozměry určené developerem.

Obvykle se pro soukromý dům používá kotel o výkonu 40 kW. Pokud je třeba tuto hodnotu zvýšit nebo snížit, doporučuje se odpovídajícím způsobem změnit parametry zařízení. Požadované údaje jsou uvedeny v tabulce:

Chcete-li vyrobit pyrolýzní kotel vhodného výkonu vlastníma rukama, musíte vyrobit prvky vhodné velikosti. Správné proporce velikostí zaručují úspěšný výsledek

Kotel o výkonu 25-30 kW může být optimální volbou pro malý dům. Vytvoření malé jednotky ušetří čas i peníze.

Jak vyrobit jednotku vlastníma rukama

K výrobě tak složitého zařízení budete potřebovat poměrně širokou škálu nástrojů a materiálů. Zde je jejich přibližný seznam:

• elektrická vrtačka;
• svařovací stroj (doporučen DC model);
• několik balíčků elektrod;
• bulharština;
• 125mm brusný kotouč;
• řezací kotouč 230 mm;
• plechy 4 mm;
• sada trubek různých průměrů;
• sada profilových trubek 2 mm;
• několik pásů oceli různých šířek a tlouštěk;
• fanoušek;
• teplotní čidlo.

Z plechů

1. Ocelové plechy a trubky si můžete zakoupit a nařezat na kusy požadované velikosti ve skladu kovů. Řezání gilotinou zajišťuje rozměrovou přesnost, umožňuje dokonalé řezy a rovnoměrné svary.

Ocelový plech nakrájejte na kousky

Svařte kotlové těleso

Vytvořte výměník tepla

Proveďte leštění karoserie

Proveďte instalaci vzduchového potrubí

Z plynové láhve

Pokud máte v domácnosti starou použitou plynovou láhev, můžete si z ní sami vyrobit vynikající pyrolýzní kotel. Optimální objem válce pro práci je 50 l. Navíc budete potřebovat výztuž a ocelový pás.

Princip činnosti pyrolýzního kotle z plynové láhve

1. Odřízněte horní část válce a odstraňte zaoblenou část, ze které lze vyrobit víko. vybrousit a musíte vyříznout nakládací otvor na straně, kudy bude proudit palivo. Spálené dřevo propadne výztužným roštem a zanechá minimum popela a sazí.

Odřízněte horní část plynové láhve

Proveďte montáž komínu

Vyrobte píst pro kotel

Z cihel

Cihlová trouba bude objemnější a bude vyžadovat zvláštní místo. Aby podlaha vydržela značnou váhu kamen a nepodléhala deformaci, je nutné z betonu vyrobit základ, demontující část finální podlahové krytiny.
Je důležité pochopit, že kovový kotel je obložen cihlami, takže jsou nutné nejen zednické práce, ale také svářečské práce.

Pro stavbu kamen by měl řemeslník připravit materiály a nástroje:

• běžná cihla pro položení základu, 100 ks. šamotové cihly, 350 ks. žáruvzdorné keramické cihly. Množství se může lišit v závislosti na rozměrech kotle;
• dveře dmychadel a topenišť;
• čedičová lepenka;
• ocelový plech o rozměrech 6000×1500 mm a tloušťce 3-4 mm;
• profilová trubka 800×400 a trubky 57 mm, 32 mm a 159 mm;
• litinový rošt – 3 ks;
• ventilátor s výkonem alespoň 300 W;
• pákový termostat;
• svařovací stroj;
• vrtačka;
• bruska s velkým a malým průměrem kruhu;
• sada elektrod;
• teplotní čidlo.

Pokyny krok za krokem pro instalaci cihlové pyrolýzní pece:

Je velmi důležité zvolit vhodné a jednoduché schéma rozložení a na jeho základě vytvořit pracovní výkres. Podle zvoleného schématu přiveďte základ na nulu obyčejnou cihlou a počkejte, až betonový základ úplně vyschne.

Schéma provozu pyrolýzní pece z cihel

Kromě toho byste měli dodržovat řadu doporučení:

• Doporučená tloušťka oceli používané při vlastní výrobě pyrolýzního kotle je 4 mm. Aby se však ušetřilo, lze na tělo přístroje použít třímilimetrovou ocel;
• otvor pro nakládání paliva u podomácku vyrobených modelů je obvykle umístěn o něco výše než u běžných kotlů na tuhá paliva;
• Je nezbytné instalovat omezovač, který vám umožní řídit množství vzduchu vstupujícího do spalovací komory a také včas přidávat palivové dříví nebo brikety;
• k vytvoření omezovače můžete použít trubku o průměru asi 70 mm, o něco delší než tělo zařízení;
• ke spodní části omezovače by měl být přivařen ocelový kotouč, který by se stěnami trubky vytvořil mezeru asi 40 mm;
• Pro instalaci omezovače by měl být vytvořen odpovídající otvor ve víku kotle;
• Nakládací otvor pro palivové dřevo by měl být obdélníkový. Tento otvor je uzavřen dvířky se speciální ocelovou deskou, která zajišťuje bezpečné usazení;
• níže je nutné vytvořit otvor pro odstranění popela;
• potrubí, kterým se chladicí kapalina pohybuje uvnitř kotle, musí být vyrobena s ohybem, aby se maximálně zlepšil přenos tepla;
• Množství chladicí kapaliny vstupující do kotle lze regulovat pomocí ventilu instalovaného venku.

Těleso pyrolýzního kotle by mělo být vyrobeno z dostatečně pevné oceli, která odolá vysokým teplotám. Tloušťka kovu musí být alespoň 3 mm.

Jaké palivo použít

Pro hospodárný a efektivní provoz pyrolýzního kotle lze použít jakékoli pevné palivo: dřevo, uhlí, rašelinu, pelety a další hořlavé materiály. Hlavní podmínkou nezbytnou pro udržení procesu pyrolýzního spalování je nízká úroveň vlhkosti, ne více než 20%. Vlhčí palivo musí být speciálně vysušeno na požadovanou úroveň.
Schopnost využívat odpad ze dřeva, šití, olejáren a dalších typů výroby činí provoz této pece ještě výnosnějším. Obsah dřeva musí být minimálně 70 %.

Pro provoz pyrolýzního kotle se doporučuje zvolit tuhé palivo

U běžných kamen je potřeba přikládat dřevo každé dvě až tři hodiny. Během zimního období se spotřebuje přibližně 10 kubíků palivového dřeva. V pyrolýzních kotlích spalování dřeva pokračuje po dobu 12 hodin, čímž se přes zimu ušetří až 40 %.
Uhlí hoří mnohem déle, až pět dní, což znamená nejen úsporu paliva, ale i času. Existují modely, které jsou vybaveny automatickým podáváním palivových pelet, to znamená, že fungují autonomně po dlouhou dobu.

Bezpečnostní požadavky a provozní řád

Dlouho hořící kotle, stejně jako jakékoli jiné topné zařízení, jsou nebezpečné požárem, protože spalovací procesy v takovém zařízení mohou dosáhnout velmi vysokých teplot. Při instalaci a používání musíte dodržovat tato doporučení:

• kotel postavte na betonový nebo cihlový základ, před topeniště položte plech o tloušťce 2 mm, aby byla podlaha chráněna před náhodně padajícím uhlím;
• vzdálenost od stěn by měla být alespoň 20 cm a co nejdále od nábytku;
• Je žádoucí mít samostatnou kotelnu, větrací otvor v ní by měl být alespoň 100 mXNUMX. cm;
• Doporučuje se také pečlivě izolovat komín, kterým jsou odváděny spaliny. Nedostatek tepelné izolace povede nejen k tepelným ztrátám, ale také způsobí tvorbu dehtu a kondenzace, které přispívají k předčasnému opotřebení zařízení a četným poruchám;
• Automatická regulace s teplotními čidly umožní kotli pracovat autonomně a zajistit požární bezpečnost. Je to automatika, která reguluje správné míchání hořlavého plynu se vzduchem podle zvláštního schématu;
• Je nezbytné instalovat bezpečnostní skupinu kotle: manometr, automatický odvzdušňovací ventil a nouzový ventil, který uvolní vzduch v případě přetlaku;

Stavba nebo montáž dlouho hořícího kotle není jednoduchá ani levná záležitost. Po provedení všech výdajů, výpočtů a provedení všech prací přísně podle technologie jednou šetrný majitel obdrží ekonomický a vysoce produktivní kotel, který v procesu provozu ušetří rodinný rozpočet a čas, díky čemuž je dům teplý a útulný v zimním chladu. Při dodržení provozního řádu budou tato kamna vytápět místnosti a ohřívat vodu a budou správně fungovat po mnoho let.

Říká se, že všechno nové je jen něco dobře zapomenutého. Výjimkou není ani vytváření topných systémů založených na pyrolýzním spalování. První továrny využívající technologii pyrolýzy byly postaveny již v 70. letech 19. století.

Domácí pyrolýzní kotel

Tato technologie je stále hojně využívána u nás i v zahraničí pro rafinaci ropy. Ve skutečnosti je „pyrolýza“ proces chemického rozkladu organické hmoty pod vlivem vysoké teploty. V zařízeních využívajících pevné organické palivo (obvykle palivové dřevo) hoří pevná část a plyny z ní uvolněné při tepelném rozkladu odděleně, což výrazně zvyšuje účinnost takových kotlů.

Navzdory složitému názvu a složitému popisu procesu můžete snadno postavit pyrolýzní kotel s vlastními rukama K tomu budete potřebovat ocelový plech, svařovací stroj a výkresy, které si můžete vzít z našich webových stránek.

Podstata procesu pyrolýzy

Pyrolýzní kotle na tuhá paliva využívají druhy organických látek, které při rozkladu za vysokých teplot produkují vysoký výtěžek těkavých hořlavých látek. Takové kotle fungují nejen na dřevo (a všechny druhy dřevěného paliva, jako jsou pelety nebo palivové brikety), ale také na uhlí včetně koksovatelného, ​​jehož teplota spalování dosahuje velmi vysokých hodnot!

Palivo v pyrolýzních kotlích je umístěno na roštu. Po zapálení naložené vsázky paliva se těsná dvířka uzavřou a odsavač kouře začne pracovat. Díky tomu dosahuje spalovací komora vysoké teploty až 800 stupňů, ale pro běžné intenzivní spalování chybí kyslík ze vzduchu. Místo toho organické palivo doutná a zuhelnatělo, přičemž se uvolňují těkavé plyny, především uhlovodíky.

Vlivem konvekce se do prostoru pod roštem dostávají těkavé hořlavé plyny. Spolu s nimi migruje i dusík, který je přítomen v primárním vzduchu v peci. Pod roštem se ke směsi plynů přidává kyslík z okruhu přívodu sekundárního vzduchu. Výsledná směs má již schopnost hořet. Hoří, plní užitečnou funkci (např. ohřev vody ve výměníku) a navíc se uvolněné teplo vrací zpět do organického paliva a podporuje proces doutnání.

Hlavní charakteristiky pyrolýzních kotlů

Hlavní vlastnosti kotlů pracujících na technologii pyrolýzy jsou následující:

1. Možnost výroby z levných stavebních materiálů.
2. Dlouhá doba jednoho pyrolýzního cyklu, dosahující asi 30 hodin,
3. Zcela bezpečné proti výbuchu a požáru.
4. Jednoduchý design, přístupný pro vlastní výrobu.
5. Dřevěná paliva lze použít v široké škále (od klasického palivového dřeva až po pelety).
6. Vysoce ekologické kotle, nízké množství spalin.

Jak často mám přikládat další dřevo?

U klasického sporáku budete muset přikládat palivo alespoň každé dvě hodiny. Důvodem je vysoká intenzita spalování paliva v topeništích této konstrukce. Většina tepla doslova „jde do odpadu“. Účinnost takových kotlů je minimální a navíc v nich zůstává spousta zbytků, které se musí pravidelně vyhrabávat.

Ale pokud omezíte průtok kyslíku, doba hoření se výrazně prodlouží. Teplo se v tomto případě uvolňuje nejen při samotném procesu doutnání-pyrolýzy, ale také při spalování uvolněných plynů. V důsledku toho se provozní doba od jednoho stažení může zvýšit na jeden den nebo více.

Proces výroby pyrolýzního kotle s vlastními rukama

Hned poznamenejme, že pyrolýzní kotle lze použít nejen k vytápění. Ale i pro přímé vytápění malých místností, jako je chlév s hospodářskými zvířaty nebo garáž.

Nuance s palivem

Dobrá zpráva pro majitele automobilů: váš kotel lze „krmit“ nejen palivovým dřevem, ale také použitým motorovým olejem. Cena takového paliva je prostě směšná a v pyrolýzním kotli nebude hořet o nic horší než běžné palivové dříví. Existuje však nuance: kotel, který „živí“ odpadní olej, musí mít speciální design.

Schéma pyrolýzního kotle na odpadní olej

Vytvořit takový kotel je velmi snadné. Má dvě nádoby: spodní, do které se nakládá palivo a kde vlastně probíhá proces pyrolýzy, a horní vzduchovou komoru.

Nejjednodušší pyrolýzní pec na odpadní olej

Do spodní části je přivařena silnostěnná trubka, v níž jsou vytvořeny otvory. Právě v tomto potrubí dochází k dodatečnému spalování par z „odpadu“.

Schéma pyrolýzní pece

V horní vzduchové komoře jsou instalovány přepážky, které směrují horký vzduch podél trasy vinutí, čímž se dosahuje zvýšeného přenosu tepla z horní komory do místnosti.

Podrobný popis konstrukce pyrolýzního kotle

Prostřednictvím komína přivařeného k horní komoře jsou produkty spalování odváděny do atmosféry.

Tato trouba se dá trochu vylepšit. K tomu je vedle spodní nádoby namontována tankovací nádrž, která je s ní spojena potrubím. Tankování probíhá podle principu komunikujících nádob.

Ale vezměte prosím na vědomí, že do takových kamen se voda absolutně nesmí dostat. Neměl by být umístěn na místě, kde je možné srážky. Když se s ní dostane voda, doutnající olej pění a prudce zvětšuje svůj objem. To může dokonce vést k rozpadu struktury.

Při vytváření takových kamen si také uvědomte, že výška komína by měla být alespoň dva metry.

Pokud horní komoru takových kamen vybavíte vodním pláštěm, dokáže velmi dobře ohřívat procházející proud vody. Horní nádrž může také ohřívat procházející vzduch.

průmyslové pyrolýzní kotle

Pyrolýzní kotel na dřevní odpad

Možná se vám na vašem webu nahromadilo hodně dřevěného odpadu: třísky, piliny, hobliny. Pro efektivní spalování takového „odpadu“ lze postavit speciální kotel. Takové zařízení se také stane nepostradatelným pomocníkem v dřevozpracujících dílnách.

domácí pyrolýzní kotel ze sudu

K vytvoření takového sporáku je použito minimum materiálů a jeho design je extrémně jednoduchý.

Udělejme si zásoby následujících materiálů:

1. Kovový sud o objemu 200 litrů, ze kterého je potřeba vyříznout horní víko.
2. Víko s lemem, který přesně pasuje na hrdlo hlavně.
3. Kulatý píst s průřezem o něco menším, než je vnitřní průřez hlavně. Musí být vyroben z masivního kusu nebo uměle zatížen.
4. Trubka o průřezu 10 centimetrů a délce o 20 centimetrů delší než je výška hlavně.
5. Komínová trubka o průřezu asi 10 centimetrů a délce minimálně 40 centimetrů.

V těsně nasazeném vnějším krytu je vyříznut otvor s průřezem o něco větším, než má potrubí označené v bodě „4“, také známé jako „trubka vzduchového potrubí“. Komínová trubka je přivařena do horní části boční plochy sudu.

Schéma pyrolýzního kotle ze sudu

Vzduchové potrubí je pevně přivařeno k pístu. Na horním konci vzduchovodu je umístěna pohyblivá klapka, která reguluje objem přiváděného vzduchu. Ke spodní části pístu přivaříme žebra, která zhutní hmotu paliva.

montáž horního krytu

Do sudu dáme jakékoliv suché dřevěné palivo. Můžete vložit, co chcete, dokonce i papír a šišky. Stojí za zmínku, že suchost původního paliva je pro pyrolýzní kotle velmi kritická. Sud naplníme do 23 jeho výšky. Na dříví dáme štěpky nebo papír a zapálíme. Není zakázáno stříknout pár kapek benzínu. Po zapálení paliva vložíme píst se vzduchovou trubkou a sud uzavřeme horním víkem. Palivo bude postupně dohořet a píst se vlastní vahou posune dolů.

Vlivem hmotnosti pístu a bez dostatečného přísunu kyslíku bude palivo v hlavni pomalu doutnat. Plyn uvolněný při pyrolýze pronikne do horní části hlavně, kde také shoří. Nejvíce se zahřeje horní část sudu, v této části může teplota vzduchu dosáhnout 900 stupňů. Tato teplota zcela spálí i saze.

vzhled pístu a vzduchového potrubí

Při dobrém seřízení a suchém palivu může takový pyrolýzní sporák pracovat nepřetržitě na jedno zatížení až 30 hodin.

Horizontální verze pyrolýzního kotle

Z 200litrového kovového sudu lze udělat i ležatý kotel. Stejně jako ve vertikální verzi bude mít taková pec doutnací komoru a komoru pro spalování emitovaných plynů.

horizontální pyrolýzní pec

V zásadě lze takový kotel zakoupit již hotový. Moderní průmysl nabízí řadu takových zařízení, aby vyhovovaly každému vkusu a rozpočtu.

průmyslová pyrolýzní pec

Doplňkové vybavení pro pyrolýzní kotle

Kromě ohřevu okolního vzduchu mohou pyrolýzní kotle plnit mnoho dalších užitečných úkolů. V první řadě je samozřejmě lze připojit k topným systémům se vzduchem nebo kapalným chladivem.

pyrolýzní kotel s konvekcí

Velmi oblíbené jsou tedy konvektomaty. Využívají principu konvekce vzduchu. Za tímto účelem jsou na kotli umístěny speciální zakřivené vzduchové kanály. Jejich spodní potrubí nasává studený vzduch a horký vzduch vychází horními potrubími.

domácí pyrolýzní kotel s konvekcí

A samozřejmě vám nikdo nebrání vybavit jakýkoli kotel potrubím výměníku, který bude ohřívat vodu pro otopnou soustavu nebo pro teplou užitkovou vodu.

A nakonec se můžete podívat na krátký videonávod popisující výrobu a provoz pyrolýzního kotle.

Video: DIY pyrolýzní kotel

Líbí se vám článek?
Šetřete, abyste neprohráli!