Проектиране и изчисление на домашен пиролизен котел „Направи си сам“.

Тъй като котлите на твърдо гориво станаха много търсени, цената им започна да се увеличава. Това важи както за класическите прости агрегати, така и за пиролизни и пелетни инсталации. Една от възможностите за намаляване на разходите е да поръчате от майсторите или да направите сами пиролизен котел със собствените си ръце.

Чертеж на пиролизен котел

Изходни данни за изчисления

Значително намаляване на цената на домашно приготвено устройство се постига чрез правилния подбор и закупуване на материали и компоненти. Това може да се направи както с помощта на опитен майстор, така и самостоятелно, като имате на разположение чертеж на пиролизен котел. Той определя количеството и асортимента на материалите по такъв начин, че да не ги купува с голям марж. В допълнение, независимото изпълнение на работата ви позволява да спестите пари, единственото условие е способността да извършвате снабдяване и заваряване на високо ниво. Водната риза на агрегата е съд под налягане, така че качеството на заваръчните шевове трябва да е високо.

Преди да направите пиролизен котел, трябва да разберете какви трябва да бъдат неговите параметри.Основният е топлинната мощност, необходима за отопление на къщата. Може да се изчисли от общата площ на всички етажи на сградата съгласно принципа: 1 kW топлинна енергия е необходима за всеки 10 m 2. Получената стойност се умножава по коефициента на безопасност, според регулаторната документация е 1,2. В реалния живот е по-добре да вземете коефициент най-малко 1,5, тъй като различните видове дърва за огрев имат различни калорични стойности.

Инсталациите за пиролиза работят на същия принцип: газовете, отделяни от дървесината по време на горенето в пещта, се изгарят допълнителновъв вторичната камера. Но оформлението на камерите и местоположението на други структурни елементи може да е различно, примери за структурни диаграми могат да се видят на фигурата.

Схема на пиролизния котел

Характеристики на дизайна

Най-често дизайнът на пиролизен котел "направи си сам" включва изграждането на горна пещ, под която има вторична камера. Тази подредба е най-лесната за производство и се е доказала на практика. Пещта и газовата горивна камера са облицовани отвътре с огнеупорни тухли. Въздухът се подава принудително от вентилатор - нагнетател през специални отвори, между камерите се прави прорез, който се нарича работна дюза. Габаритните размери на отвора се определят от капацитета на инсталацията.

Пламъкът от дюзата загрява дъното на камерата, под което има водна риза. Нагрятата вода се издига и измива огнеупорните тръби на топлообменника, през който излизат продуктите от горенето. По този начин схемата на пиролизния котел на този дизайн осигурява двойно нагряване на охлаждащата течност.

За запалване на дърва за огрев в задната стена на горивната камера е монтиран вентил за директна тяга, който се отваря ръчно с дръжка, поставена извън тялото. След като горивото се запали, клапата на клапана се затваря, компресорът се включва и устройството преминава в работен режим. За да може цялата система да работи стабилно и ефективно, първо трябва да направите изчисление на пиролизния котел. Необходимо е да се изхожда от необходимата топлинна мощност на агрегата.

Извършване на изчисления

Първата стъпка е да изберете размера на отвора на дюзата.Най-лесният начин е да закупите завършен продукт, проектиран за определена мощност, такива са налични в търговската мрежа за инсталации от различни производители, например ATMOS. Друг начин е малко по-труден, но много по-евтин: да се направи отвор на необходимата секция в шамотни тухли, които ще бъдат положени на дъното на пещта. Габаритните размери на прорезния отвор за различни стойности на мощността са представени в таблица 1.

Необходима мощност, kW	25	32	50	80	100
Дължина на отвора, мм	120	140	150	200	200
Ширина на отвора, мм	тридесет	тридесет	тридесет	тридесет	40

Домашен пиролизен котел с продължително горене може да бъде направен с произволни размери на пещта, които се изчисляват по следната схема:

• Топлината на изгаряне на дървесината е 2,8 kW / kg, плътността - 400 kg / m 3. За да се осигури мощност от 10 kW, е необходимо да се изгорят 10 / 2,8 = 3,6 kg дърва за огрев за 1 час.
• Като се има предвид, че между трупите в горивната камера има празно пространство, трябва да се вземе коефициент на запълване 0,5. Тогава полезният обем на камерата за 1 час работа ще бъде: 3,6 / 400 / 0,5 \u003d 0,018 m 3.
• Като се вземе дължината на трупа равна на 0,6 m, а височината на първичната камера - 0,5 m, неговата полезна ширина се изчислява за 1 час работа: 0,018 / 0,6 / 0,5 = 0,06 m.
• За да заредите гориво 1 път за 10 часа, полезният обем трябва да бъде: 0,018 x 10 \u003d 0,18 m 3. Тогава, с предишните стойности на дълбочина и височина, полезната ширина ще бъде: 0,18 / 0,6 / 0,5 \u003d 0,6 м. Крайните размери са 0,6 м х 0,6 м х 0,5 м.

Домашен пиролизен котел

Следващата стъпка е изборът на вентилатор - компресор, който е инсталиран на домашни пиролизни котли и осигурява подаване на въздух към двете камери. Устройствата са избрани за производителност, която зависи от мощносттаинсталация, тези данни могат да бъдат взети от таблица 2.

Инсталационна мощност, kW	25	32	50	80	90	100
Производителност на вентилатора, m 3 / h	98.5	195.9	242.2	253.2	284.8	316.5
Полезен обем на пещта, m3	0,22	0,24	0,35	0,42	0,47	0,52

Димните газове, напускащи вторичната камера, имат достатъчно висока температура. За да не изхвърлите тази топлина на улицата за нищо, се използва схема с жаропрочна тръба за производство на пиролизен котел. В съответствие с него димните газове, преминавайки през огнеупорните тръби на топлообменника, се охлаждат до температура 150–200 ⁰С, отдавайки топлината си на водната риза. За да изчислите използваемата топлообменна площ, трябва да определите следните първоначални данни:

• температура на охлаждащата течност в захранващите и връщащите тръбопроводи t1 и t2;
• температура на димните газове на входа на топлообменника и на изхода от него Т1 и Т2.

Освен това се определя температурната разлика ∆t= t1 - t2 и ∆T = T1 - T2. След това можете да изчислите стойността на температурната разлика τ, ⁰С:

τ = (∆T - ∆t) / ln (∆T / ∆t)

Площта на топлообменната повърхност S(m 2 ) се намира по формулата:

• Q е необходимата мощност на котелната централа;
• k е коефициентът на пренос на топлинния поток, приет за 30 W/m 2 ⁰С.

Можете да проверите резултата според Таблица 3, която показва агрегираните стойности на топлообменната повърхност в зависимост от мощността на уреда.

Мощност на котела, kW	25	32	50	80	100
Smin, m 2	4.5	6.3	8.5	14.5	16.5
Smax, m 2	5.2	7.8	10.2	15.2	16.7

Когато правят пиролизни котли с продължително горене със собствените си ръце, занаятчиите често монтират коминната тръба "на око", докато ефективността на самия агрегат зависи от правилната работа на комина. Следователно площта на напречното сечение на тръбата и след това нейният диаметър се определя най-добре по формулата:

• ϑ - скорост на димните газове, приета за 0,5 m/s;
• L - дебит на газ, съответстващ на производителността на вентилатора, m 3 / h;
• F - площ на напречното сечение на коминната тръба, m 2.

Използвайки формулата за площта на кръг, намерете стойността на диаметъра на тръбата.

Препоръки за избор на материали

За да направите надежден пиролизен котел със собствените си ръцеи, трябва да вземете легирана топлоустойчива стомана с дебелина най-малко 5 мм за пещта, не можете да използвате прост нисковъглероден метал, той бързо ще изгори. Топлоустойчивите стомани са легирани с хром и молибден, по-добре е да се използват подходящи класове електроди за тяхното заваряване. За да може тялото на пещта да служи по-дълго, на места с най-висока температура трябва да бъде облицовано отвътре с огнеупорни тухли. Същото се прави във вторичната камера.

Дизайнът на пиролизния котел

За водна риза можете да вземете обикновена въглеродна стомана клас ST 20 с дебелина най-малко 3 mm. Между външната повърхност на пещта и вътрешната повърхност на водната риза е необходимо да се заваряват точкови усилватели на всеки 15-20 см. Това ще предпази външната обвивка от разрушаване, когато налягането и температурата на охлаждащата течност се повишат в екстремния режим на работа на уреда.

Огнетръбният топлообменник, който се доставя с генератора за пиролизен газ, е заварен от няколко тръби, чиято външна повърхност трябва да съответства или да е малко по-голяма от изчислената. Материалът на тръбата е въглеродна стомана ST 20, но ако намерите термоустойчива, ще бъде само по-добре. Вратите на двете камери са заварени двуслойно, като вътре е положен азбест или друг топлоизолационен материал, който е устойчив на високи температури.

По-добре е да направите висококачествен монтаж на котела със собствените си ръце на предварително подготвено място, където можете веднага да го тествате. Ако има компресор, можете да проверите качеството на заварените съединения без пълнене с вода. Достатъчно е да създадете излишно налягане в ризата и в същото време да намажете всички шевове със сапунена пяна. В противен случай ще трябва да налеете охлаждаща течност в кожуха, да запалите котела и внимателно да наблюдавате всички връзки.

За да контролирате производителността на вентилатора, ще трябва да закупите комплект за автоматизация: контролер и сензори. С тяхна помощ температурата на охлаждащата течност в кожуха се регулира автоматично. Не е толкова трудно да направите и регулирате пиролизни отоплителни котли със собствените си ръце, ако имате подходящите умения и способности и можете да постигнете значителни спестявания на разходи.

---