Пиролизные котлы на угле и дровах. Пиролизный котел и принцип его работы. Пеллетные котлы и их преимущества перед остальными видами

Топливо

Пиролизные котлы эффективны на топливе с высоким выходом летучих веществ - древесине (дрова, древесные отходы, топливные брикеты и пеллеты), буром угле; некоторые модели потребляют каменный уголь (класса «орех 1» или «камень») и даже кокс. Данный тип котлов предъявляет достаточно высокие требования к влажности топлива - для дров не более 20-35 %. Это связано с тем, что водяной пар разбавляет пиролизные газы и мешает горению (см. ниже), при работе на влажном топливе мощность резко падает или котёл вообще потухает. В ситуациях, когда сухого топлива нет, это серьёзный недостаток.

Это интересно: Настенные газовые котлы отопления

Толщина блинов

Эта величина находится в обратной пропорциональности к внутреннему диаметру D. Необходимо добиться оптимального нажима поршня на топливную закладку. Если давление будет недостаточным, это приведет к снижению коэффициента обратного действия. Как результат, может случится обратное возгорание топки с дальнейшим выходом дыма через трубу. Если же поршень будет очень тяжелым, это заметно уменьшит необходимую для качественного горения воздушную прослойку: в результате пламя затухнет.

Соотношения между внутренним диаметром и толщиной блинов примерно такие:

• 30 см – 6-10 мм.
• 40 см – 6-8 мм.
• 60 см – 4-6 мм.
• 80 см – 2,5-4 мм.

Устройство и принцип работы котла

Ранее было уже сказано, что котлы этого типа имеют камеры. Топка разделена на газифицирующую камеру, в которую осуществляется загрузка топлива и непосредственно - камера сгорания.

На рисунке схеме показано внутреннее устройство твердотопливного котла пиролизного типа

В первую камеру, куда ограничен приток воздуха, загружается топливо. Котел запускается и работает в обычном режиме. При медленном горении топливо начинает пиролизироваться, выделяется древесный газ, который поступает уже во вторую часть топки, в камеру сгорания. С этого момента твердотопливный котел выходит в рабочий режим. Теперь начинается процессы, которые в корне отличают пиролизный тип горения, твердотопливные отопительные котлы длительного горения от процесса прямого сжигания и от традиционных котлов.

В первой камере потери тепла минимизируются. Обычно в моделях твердотопливных котлов длительного горения пространство между первой и второй камерой заполняют колосники, на которые укладывается топливо.

Вторая часть топки - камера сгорания, куда поступает горючий древесный газ. Камера наполняется вторичным, разогретым воздухом. Здесь уже действует принцип двойного дутья.

После выхода котла на нормальный, рабочий режим, доступ воздуха в первую камеру существенно ограничивается. Процесс горения практически прекращается, переходя в состояние тления. Топливо прогорает постепенно. Каждый предыдущий слой топлива в процесс тления постепенно задействует последующий слой. Медленное тление сопровождается постоянным выделением древесного газа. За счет этого процесса, твердотопливные пиролизные котлы еще принято называть котлами длительного горения.

Во второй, основной камере сгорания горит только древесный газ, который при контакте с вторичным воздухом (нагретый до t 3000 С) дает огромное количество тепловой энергии. Только сейчас тепловая энергия вступает в работу, нагревая теплоноситель, циркулирующий в теплообменнике. Т.е в конструкции твердотопливных котлов пиролизного типа подогрев теплоносителя осуществляется не за счет прямого горения твердого топлива, а уже за счет сжигания вторичного продукта горения – пиролизного газа, горючего газообразного вещества. В этом и есть основное отличие котлов данного типа от твердотопливных котлов других видов.

Что подразумевается под названием пиролиз

Пиролиз – генерирование горючего газа и его последующее сжигание, - происходит во всех твердотопливных котлах, в большей или в меньшей степени. Такой же процесс идет и в обычной печи, - при горении дров или угля, в каком-то месте не хватает кислорода, появляется угарный газ CO, затем он находит недостающий кислород и сгорает, выделяя тепло, превращаясь из яда в обычный углекислый газ – CO2.

В качестве экспериментов еще 1950-х годах была разработана схема котельного оборудования, где сначала топливо тлело при недостатке кислорода, затем полученное СО дожигалось во вторичной камере. Но идеи не были воплощены, как не дающие ни каких преимуществ с весомыми недостатками и дорогостоящие.

Как сделать пиролизный котёл своими руками

Технологический процесс изготовления котла пиролизного принципа действия включает выполнение слесарных и сварочных работ.

Необходимые материалы и инструмент

Для изготовления качественного агрегата необходим опыт в работе со следующими инструментами:

• аппарат электросварочный;
• дрель электрическая;
• угловая шлифмашина;
• набор слесарных инструментов - угольник, уровень.

Потребуются материалы и комплектующие:

• листовой, толщина 4 мм, 7,5 м²;
• труба - 8 м (диаметр 57 мм, толщина стенки 3,5 мм);

полоса сталь (толщина 4 мм, ширина 20 мм) - 7,5 мп;
полоса сталь (толщина 4 мм, ширина 30 мм) - 1,5 мп;
полоса сталь (толщина 5 мм, ширина 80 мм) - 1 мп;
шамотный (огнеупорный) кирпич - 15 шт;
профтруба 60×30 (толщина стенки 2 мм) - 1,5 мп;
профтруба 80×40 (толщина стенки 2 мм) - 1 мп;
круг отрезной d 230 - 10 шт.;
круг шлифовальный d 125 - 5 шт.;
электроды - 5 пачек;
датчик температуры.

Им автоматически выполняются манипуляции с заслонкой: открытие (для увеличения температуры горения) и закрытие (при достижении температурой максимального значения)

Температурный датчик - это механическое устройство контроля количества воздуха, проходящего в камеру сгорания.

Продуктивность работы котла зависит от функционирования дымоотводящей трубы. Для обеспечения хорошей тяги дымоотвод должен соответствовать требованиям качества:

• высота не меньше 5 метров;
• хорошее утепление;
• отсутствие резких изгибов;
• отвод конденсата;
• простой доступ для чистки.

Чертежи и схемы устройства

Пиролизный котёл без принудительной вентиляции имеет наиболее простую схему. Энергонезависимость конструкции удешевляет эксплуатацию агрегата.

Схема пиролизного котла с естественным дымоотводом имеет вид:

Для повышения высокого КПД некоторые конструкции имеют двойные стенки основания

Котёл состоит из трёх основных камер:

• загрузочная, служащая для заброса топлива;
• камера дожига, куда подаётся вторичный воздух;
• теплообменник, выходящий в трубу.

Горение сырья направляет поток газа сверху вниз. При подаче воздуха под колосники в массив шамотного кирпича происходит дожиг горючих газов. Продукты распада уходят через теплообменник в дымоотвод. Регулировка тяги выполняется термодатчиком на выходе из котла с помощью цепочки, связанной с заслонкой подачи вторичного воздуха.

Подробную деталировку с размерами и допусками можно взять в стандартном чертеже:

A - контроллер контура котла; B - дверца загрузки; C - крышка зольника; D - дымоотвод; E - муфта для датчика температурного предохранителя; F - патрубок предохранительного клапана; G - подающая магистраль контура; H - подвод холодной воды в теплообменник; L - обратная магистраль контура котла; M - расширительный бак

Пошаговая инструкция изготовления агрегата

Изготовления пиролизного котла своими руками разделяется на этапы:

1. Согласно чертежу выполняется разметка и нарезка деталей для корпуса. После «прихватывания» элементов производится контрольный замер, затем делаются сварочные швы. Установленные на свои места задняя панель и боковые стенки свариваются с двух сторон, зачищаются, обрабатываются сварочным герметиком.
2. Производится монтаж труб теплообменника.
3. После наваривания внешней стенки и обечаек дверок устанавливается механический регулятор контроля теплоносителя.
4. Дымоход собирается наращиванием трубы Последующую часть нужно вставлять внутрь предыдущей, чтобы конденсат не попадал на внешнюю сторону. Готовая конструкция окрашивается огнеупорной краской.

Принцип работы пиролизного котла

Химический процесс разложения древесины под высокотемпературным воздействием (от 200 до 800 °С) с ограниченным доступом кислорода называется пиролизом

Действие пиролизного котла основано на принципе сухой перегонки. Нагревание дров при недостатке кислорода приводит к образованию древесных кокса и газа. Полученный газ при смешивании с кислородом возгорается. Одновременно происходит взаимодействие и с углеродом. Продукты сгорания, выходящие из котла, содержат уменьшенное количество вредных веществ. Твёрдая часть древесины, сгорая, выделяет тепловую энергию.

Пиролизный эффект можно получить от сжигания топлива различных видов:

• дрова (бруски размером не более 450×250 мм);
• измельчённые ветки;
• брикеты;
• опилки;
• пеллеты (древесные гранулы);
• торф;
• кокс;
• уголь.

Древесина - наиболее эффективный вид топлива, выдающий большое количество пиролизного газа. К дровам можно подмешивать ветки и опилки в размере, не превышающем 25% общего объёма, для сохранения КПД (коэффициента полезного действия) на высоком уровне.

Отличием устройства пиролизных котлов от традиционных выступает наличие двух топочных камер: топливной (газификации) и сгорания.

В результате происходит образование древесного угля и газа, сопровождающееся выделением большого количества тепловой энергии

Конструкции пиролизных котлов отличаются в зависимости от способа подачи воздуха: естественный, использующий тягу дымохода, и принудительный, нагнетающий воздух вентилятором.

В установках с естественной тягой вторичная камера расположена над главной топкой и поток воздуха проходит снизу вверх. При искусственной тяге наоборот: главная топка - под вторичной камерой и направление воздуха - сверху вниз.

Для чего он необходим

Пиролизные котлы становятся всё более популярными из-за роста стоимости других энергоносителей. Отопление помещений обходится всё дороже. Дрова - самый дешёвый вид топлива для традиционных котлов, но их требуется много.

Использование дополнительной энергии от сгорания газа, выделенного при пиролизе древесины, позволяет получить значительно больше тепловой энергии.

По сравнению с котлами, работающими на других видах топлива, устройства пиролизного принципа действия имеют следующие преимущества:

• снижение расхода воздуха на процесс горения газа;
• меньшее количество отходов - сажи и пепла;
• уменьшение в 3 раза выделения вредных веществ и компонентов;
• увеличение времени работы котла (временной промежуток между загрузками топлива (до 12 часов);
• возможность регулировки производительности котла в пределах 30–100%;
• облегчение процесса управления сгоранием пиролизного газа.

Особенности печки длительного горения

Первым делом нужно понять, что происходит во время горения дров. Для появления пламени температуру древесины нужно довести примерно до +150 градусов, используя для этого внешний источник нагревания. Обычно для этого хватает зажженного от обычной спички куска бумаги. После этого начинается процесс медленного обугливания материала, которое после достижения отметки +250 градусов переходит в распад на простые химические элементы. В состав дыма белого цвета, который появляется при розжиге пламени, входит газ и водяной пар: их источает нагретая древесина. Воспламенение выделяющихся газообразных компонентов наблюдается при достижении нагревания в +300 градусов: в результате этого термохимическая реакция значительно убыстряется.

Распад органического вещества на простые элементы называется пиролизом. Практика показывает, что во время сгорания древесины часть заложенного в нее энергетического потенциала остается не использованным. Это выражается в значительном количестве отходов, остающихся после угасания пламени. В пиролизных печах топливо используется гораздо эффективнее, что достигается отдельным сжиганием выделяющихся во время горения топлива газов. При этом скорость тления самой древесины очень небольшая, что способствует увеличению продолжительности работы печи на одной закладке. Печь Бубафоня, которая является разновидностью пиролизного обогревателя, гарантирует практически полное сгорание всего топлива.

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром являются прекрасным альтернативным источником энергии в частных домах в условиях частых перебоев газоснабжения.

Котел твердотопливный длительного горения с водяным контуром может работать на дровах и на других видах твердого топлива: уголь, древесные отходы и т.д.

Главный минус этого типа котлов – высокая цена. Кроме того, в отличие от многих других видов котельного оборудования, пиролизный котел длительного горения с водяным контуром чаще всего энергозависимый.

От электричества питаются не только циркуляционный насос и приборы контроля, но и встроенный вентилятор: на естественной тяге это оборудование, как правило, не работает.

Твердотопливные дровяные и угольные котлы по популярности уступают только газовым. При этом они имеют один серьезный недостаток - загрузку топлива необходимо проводить несколько раз в сутки.

При обычном сгорании дров КПД котлов не превышает 75%, и часть горючих веществ просто улетает в трубу.

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром гораздо практичнее и эффективнее.

Ни для кого не будет секретом то, что котлы пиролизные отопления на данный момент являются очень необходимыми и востребованными устройствами отопительных систем. Именно по этой причине очень многих наших людей стали интересовать именно эти агрегаты.

Пиролизный котел представляют собой особый котел отопления, который в качестве топлива может использовать паллеты, уголь, дерево, и иные материалы.

Одним из основных критериев, в зависимости от которого подразделяют отопительные котлы, является вид топлива, на котором они работают. Таким образом, на сегодняшнем рынке можно встретить котлы на паллетах, угле, дровах. Также можно для себя найти котлы так называемые универсальные.

Наиболее распространенным на данный момент являются дровяные твердотопливные котлы, которые имеют множество преимуществ. Первое – это то, что топливо считается самым доступным. Также необходимо отметить то, что такие котлы продаются по приемлемым ценам.

Отличительной чертой пиролизных котлов является контроль уровня кислорода в камере сгорания, и соответственно контроль температуры и скорости сгорания топлива. Пиролизный котел на твердом топливе обеспечит вашу независимость от газа и электричества, поскольку расходы на эти энергетические источники значительно превышают стоимость твердого топлива.

Это интересно: Как заливать наливной пол самовыравнивающийся - разъясняем по полочкам

Сооружение основания

Основание под печку Бубафоня закладывается таким образом:

1. Первым делом выкапывается квадратная яма. Ее примерные размеры – 150х150 см, при глубине 20-30 см.
2. Дно траншеи засыпается подушкой из щебня и заливается раствором бетона. Для выравнивания его поверхности пригодится мастерок. Когда залитый участок схватится, необходимо проверить горизонтальность его поверхности при помощи строительного уровня. Если нужно, проводится дополнительная корректировка.
3. Поверх полностью высохшей бетонной подставки укладывается огнеупорный кирпич в несколько рядов. Обычно достаточно 2-3 слоев.

Сильные и слабые стороны Бубафони

Пиролизная печка обладает целым рядом положительных качеств:

• Простота конструкции. Имея навыки сварочных работ и опыт работы с металлом, соорудить печку не составит большого труда.
• Универсализм. Бубафоня очень неприхотлива в плане топлива: в нее можно бросать дрова, уголь, опилки, щепки и другие виды древесных отходов. Также печка хорошо справляется с пеллетами – недорогими экологичными гранулами.
• Длительность работы. Время перегорания одной закладки дров – почти сутки: на протяжении этого времени печь исправно выделяет тепло. Этот показатель может меняться в зависимости от модификации прибора, объема его топки, скорости циркуляции кислорода и пр.

Следует также упомянуть об основных недостатках Бубафони:

• Невысокий КПД. Причиной этого является неравномерный нагрев корпуса прибора при достаточно низкой теплоотдаче. Более «продвинутые» пиролизные печи в этом плане на порядок эффективнее: их КПД нередко превышает 90%.
• Неудобная чистка. Как такового зольника в конструкции не имеется, поэтому остатки продуктов горения извлекают через верх. Некоторые модификации печи оснащаются внизу дверкой, облегчающую процедуру уборки пепла и золы.
• Низкая эстетичность. Внешний вид Бубафони вряд ли можно назвать красивым, поэтому ее в основном применяют для обогрева подсобных помещений.

Составление чертежа

Главная пропорция по ходу изготовления самодельной печки Бубафоня из газового баллона - это математическое отношение параметра внутреннего диаметра корпуса и его высоты. Оно должно находиться в пределах от трех до пяти к одному. Оптимальное значение диаметра - от 30 до 80 см.

Делать диаметр корпуса печи меньшим 30 см не эффективно, поскольку кислород слишком быстро будет циркулировать по камере сгорания, не вступая в полноценную реакцию с дровами. Это приводит к заметному снижению КПД прибора. В камерах диаметром более 80 см возникает другая проблема - в ней дрова с краю горят очень медленно, а по центру – быстрее. По ходу выгорания топлива возникает провал, в который опускается поршень. Как результат, пламя постепенно угасает. На чертеже диаметр удобнее обозначить буквой D, а высоту – H.

Виды топлива

Осиновые евродрова

Одним из наиболее положительных свойств пиролизных котлов является то, что они способны качественно эксплуатироваться на любом твердом топливе.

Это может быть черный и бурый уголь, а также древесина и торф и т.д.

Разумеется, на каждом из этих видов топлива, пиролизный котел способен работать в течение определенного времени до момента, когда оно полностью сгорит.

Время сгорания разного топлива следующее:

• бурый уголь – 8 часов;
• твердая древесина – 6 часов;
• мягкая древесина – 5 часов;
• черный уголь – 10 часов.

Как показывают наблюдения, наиболее эффективным топливом для пиролизного котла является сухая древесина. Она, при длине 45-65 сантиметров дает возможность котлу функционировать наиболее эффективно и увеличивают время его эксплуатации.

Но если эти виды топлива отсутствуют, можно использовать любой вид органического топлива.

Топливные брикеты

Разумеется, если оно разрешено для применения в таком котле.

К разрешенным видам топлива относятся:

• брикеты и пеллеты для отопления;
• древесные отходы;
• промышленные отходы, содержащие целлюлозу;
• некоторые разновидности торфа.

При отоплении необходимо учитывать, что если расход первичного и вторичного воздуха подобраны правильно, а влажность воздуха не выше допустимой, то не будет выделяться побочных продуктов при горении.

Будьте внимательны: если влажность высокая, то неизбежно выделение сильного водяного пара, а значит, неизбежно, будет появляться деготь, копоть, ухудшится теплотворные характеристики газа и может произойти затухание котла.

Схема, особенности работы

Вторично в 2000-х годах, когда у среднего производителя появились достаточные производственные возможности и материалы, началось производство на бытовом уровне. У потребителя лживая вызывала интерес, - появились продажи и прибыль.

Схема пиролизного котла обычная – в большой камере закладка дров сначала разгорается, затем автоматика перекрывает воздух и при его недостаче дрова тлеют длительное время. Выделяющийся угарный газ и большое количество зольных частиц – чистого углерода С смешивается с подогретым воздухом во вторичной камере, где и догорают.

В этой горелке всегда красноватое пламя – прямой признак реакции с участием углерода.

Как увеличить КПД пиролизной печи

В основном КПД Бубафони снижается из-за неравномерного нагрева ее корпуса; это приводит к ухудшению эффективности теплообмена прибора с окружающим пространством. Существует довольно простой способ оптимизации процесса с помощью гофрированного металлического листа. Из него изготовляется импровизированная рубашка для корпуса: ее фиксируют поверх баллона сваркой или скрутками.

Еще одним популярным вариантом увеличения эффективности пиролизной печи является котел Бубафоня с водяной рубашкой. Чаще всего водяной контур изготовляют из металлической бочки или ящика, заливая в них воду. Поместив внутрь изготовленной конструкции раскаленную Бубафоню, можно добиться нагревания воды и пустить ее внутрь отопительной системы. Таким образом удается обзавестись своеобразным бойлером для обогрева обширного помещения.

Создавая водяную рубашку, необходимо принять все необходимые меры, чтобы сделать ее максимально надежной. Если для этих целей используется ящик, он должен быть качественно проварен, во избежание протечек. Все швы желательно уплотнить термостойким герметиком. Рекомендуемая толщина стального листа для изготовления водяного контура – не менее 3 мм. Сверху ящик лучше всего закрыть крышкой с ручками. Печь Бубафоня длительного горения с водяной рубашкой может дополнительно оснащаться теплообменником, состоящим из тонких трубок.

Существует несколько полезных советов для более качественной и безопасной эксплуатации печи из газового баллона длительного горения:

• Установку прибора в помещении лучше всего проводить на лист металла.
• Пространство вокруг печи необходимо освободить от любых легковоспламеняющихся предметов.
• При розжиге топлива не рекомендуется злоупотреблять горючей жидкостью.
• Корпус изделия довольно сильно раскаляется, поэтому при обслуживании обогревателя необходимо облечься в толстые перчатки.
• Чтобы погасить пламя, закрывается заслонка на воздушной трубе.
• Красить детали Бубафони категорически запрещается.

Самодельная пиролизная печь из газового баллона - это один из самых популярных вариантов изготовления. Он подкупает своей дешевизной и простотой. Все материалы легко найдутся на любой даче.

Она не отопит большой дом, но вот для небольшой дачи, гаража, теплицы - самое то.

Такая печь легко справится с отоплением помещения в 100 м 2 . Часто используется для отопления теплиц, гаражей, складов. Не требует устройства фундамента, но основание все же нужно подготовить. Как минимум, выровнять и закрыть металлическим листом, толщиной не менее 4 мм.

Также важно при монтаже соблюдать все правила пожарной безопасности. Расстояние до сгораемых предметов не должно быть ближе 50 см

Деревянные поверхности дополнительно защищают несгораемым полотном.

Эксплуатация печи

Перед розжигом Бубафони изнутри корпуса необходимо извлечь приваренный воздуховод, сняв перед этим верхний колпак. Внутрь печки делается закладка древесных поленьев в горизонтальном положении, впритык друг ко другу. При вертикальной закладке могут возникать некоторые препятствия на пути движения поршня: обычно это происходит в тех случаях, когда поленья не полностью прогорают. В результате тление в первичной камере перерастет в полноценное горение, что серьезно нарушает правильное функционирование печи. Дрова в таком случае расходуются намного быстрее, а из воздуховода начинает просачиваться дым. При укладке поленьев запрещается перекрывать участок, где приварен дымоход.

На дрова насыпают слой щепок, опилок или измельченных веток. Сверху на них нужно положить пропитанную керосином старую ткань или бумагу. На топливной закладки впритык устанавливается поршень и надевается крышка. Для поджигания дров нужно поджечь кусок ветоши или бумаги, и забросить его внутрь через воздушную трубу. Спички в этом случае неэффективны, так как они гаснут, не успев достичь топлива. После загорания дров делают паузу в 15-20 минут, дав им хорошо разгореться. Когда пламя наберет силу, задвижку на воздушной трубе следует закрыть: таким образом Бубафоня переводится в основной рабочий режим.

Немного истории

Разработку печи Бубафоня приписывают народному умельцу Афанасию Бубякину из Колымы. Впоследствии в его честь и было названо новое изобретение. Афанасий во время своих опытов отталкивался от устройства пиролизного котла Strоpuva литовского производства.

Отечественный изобретатель постарался максимально упростить конструкцию, чтобы ее можно было сооружать своими руками. Эта специфика Бубафони и объясняет ее высокую популярность. Учитывая то, что материалом для изготовления этого прибора в основном выступают подручные средства, внешней эстетичностью он похвалиться не может. Сильными сторонами печки является ее простота, эффективность и надежность.

Пиролизный котёл из газового баллона инструкция

Эта конструкция в народе называется Бубафоня. Такой ник был у изобретателя-умельца из Колымы, который первым выложил идею в сети.

Подвижный поршень разделяет камеру сгорания на два сегмента: внизу горят дрова и сверху догорает пиролизный газ.

В таком котле дрова сгорают практически без остатка

Движение воздуха направлено сверху вниз. Горение происходит намного медленнее, чем в традиционном котле.

Кислород поступает через трубу, служащую стержнем для поршня. Для горения пиролизного газа кислород поступает через отверстия, где труба поршня вставляется в крышку. Соединение не должно быть герметичным. Разделение камер обеспечивает прогорание всего объёма топлива.

Регулировка интенсивности горения осуществляется через трубу, соединённую с поршневым кольцом. Для удобства к трубе приваривается штырь с подвижным металлическим диском, размер которого немного превышает диаметр трубы. Регулируя зазор между трубой и диском, добиваются нужной температуры.

Для изготовления Бубафони необходимы следующие материалы:

• баллон объёмом не менее 50 л;
• арматура;
• полоса металла (стали).

Устройство состоит из частей:

Сборочно-сварочные работы

Выполнять сборочно-сварочные работы следует по инструкции:

1. Срезать закруглённую часть баллона, получив корпус и крышку. Отшлифовать места среза болгаркой. Сбоку вырезать загрузочное отверстие для подачи топлива.
2. Из арматуры сделать решётку, сквозь которую будут просыпаться сгоревшие дрова.
3. Сделать поршень: к железному диску приварить лопасти с одной стороны, трубу – с другой.
4. Выполнить монтаж дымохода. Для лучшей тяги можно использовать постепенное увеличение диаметра трубы в направлении от начала к концу.

Покрыть конструкцию огнеупорной краской.

Процесс горения приводит лопасти в движение. Создаются воздушные вихревые потоки, но диск препятствует увеличению пламени. Результатом становится пиролизный эффект от тления дров на протяжении 8-10 часов. Загрузка топлива производится 1 раз в сутки.

Такой котёл может отопить помещение большого размера. Он работает на разных видах твёрдого топлива:

Получение большего количества тепловой энергии из древесины делает использование пиролизных котлов всё более привлекательным. Имея навыки в слесарно-сварочных работах, можно сделать отопительный агрегат пиролизного принципа действия своими руками по чертежам и схемам или из старого газового баллона.

Как изготовить пиролизный котел своими руками из газового баллона пошаговая инструкция

Для начала требуются чертежи пиролизных самодельных котлов. Их находят в соответствующей литературе или на сайтах домашних умельцев

Важно рассматривать агрегаты с подробным видео и отзывами от реальных владельцев, в процессе эксплуатации совершенствующих собственное изобретение. Из материалов и инструментов потребуются:

1. Стальные листы и профильные трубы толщиной от 3 мм. Если меньше, то со временем температура горения дров деформирует агрегат и приведет его в негодность в момент работы, что чревато риском прогорания стенок и возникновением пожароопасной ситуации.
2. Сварочный аппарат постоянного тока и соответствующие электроды.
3. Дрель с алмазными сверлами и шлифовальная машина с аналогичными дисками.
4. Комплектующие котла: дверцы, короб зольника, дутьевой вентилятор.

В зависимости от конструкции и чертежей, модели агрегатов отличаются. Если создается пиролизная печь своими руками – прибор отопления лучше держит тепло, в отличие от железа, то к описанному набору добавляется шамотный кирпич и асбестовые или паранитовые листы.

Алгоритм или пошаговая инструкция состоит из следующих пунктов:

• По намеченным размерам, приготовленные листы стали и профильные трубы разрезаются. Края заготовок тщательно проходят алмазным шлифовальным кругом – сваривать будет легче и риск пораниться снизится.
• Сваривается корпус – на горизонтальную поверхность укладывается заготовка торца, а к ней прихватками крепят стенки, дно и крышку.
• Внутри котла располагают топку с колосниковой решеткой. В середине наваривается форсунка для отвода отходящих олефинов – газов с высокой температурой.
• Выполняется сборка системы охлаждения. Она состоит из нескольких профильных труб, выходящих за пределы котла.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Остается приварить на котёл отопления своими руками переднюю стенку, оснащенную поддувальной и загрузочной дверцей, установить агрегат на соответствующую станину и провести испытания.

Устанавливают котел своими руками на бетонную плоскость, залитую по уровню и накрытую асбестовыми листами. Если возможности для заливки нет – вес бетона влияет на фундамент, то полы разбирают, выкладывают кирпичами, устилают паранитом и накрывают листовым железом. Так, безопасность импровизированной котельной будет соблюдена. Пиролизный котёл сделать своими руками - это просто, только надо немного постараться.

Конструкция

Печь длительного горения Бубафоня включает в себя следующие узлы:

1. Корпус. Основной элемент прибора, обычно имеющий форму цилиндра. Изготовляют его чаще всего из баллонов, бочек, крупных огнетушителей, толстых заваренных труб и т.п.
2. Дымоход, по которому отводятся продукты горения. Материалом для его изготовления обычно выступает металлическая труба диаметром 110-250 мм. Она фиксируется при помощи сварки на верхнюю часть печи.
3. Поршень. На нижнюю часть металлического круга навариваются ребра: трубу воздуховода фиксируют в центральной его части. За счет ребер достигается создание дополнительной прослойки воздуха, разделяющей топливо и поршень. Это делает процесс тления более эффективным и стимулирует активное выделение пиролизных газов.
4. Регулятор. Благодаря этой задвижке осуществляется подача кислорода внутрь топки.
5. Крышка. Она имеет отверстия под воздуховод, образуя в комбинации с поршнем вторичную камеру сгорания. Внутри этого отсека происходит сгорание пиролизных газов.

Как происходит сборка конструкции с водяной рубашкой

Изготовления дымохода осуществляется в следующей поочередности операций:

1. Аккуратно разрезают баллон в верхней части. Из получившегося в результате этого колпака впоследствии изготовляется крышка для котла.
2. Дно баллона оснащается самодельными ножками. Каждую из них перед фиксацией необходимо выставить точно по уровню.

Поршень конструируется в три этапа:

1. Вырезается стальной круг: в поперечном сечении он должен уступать внутреннему диаметру баллона примерно 35-45 мм. Благодаря боковым зазорам пиролизные газы без помех будут просачиваться во вторичную камеру. По центру круга выполняется отверстие под воздуховод: эта труба должна вставляться в него достаточно плотно.
2. Далее проводится сварка друг с другом металлического круга и трубы.
3. Поверх поршневого основания приваривается кусок швеллера.

Для изготовления крышки печи можно использовать верхнюю срезанную часть баллона. На ее поверхности наносится разметка под трубу воздуховода с закрепленным подающим поршнем. При этом необходимо предусмотреть определенный запас для свободного перемещения трубы. По нанесенным линиям производится вырезание. Сбоку самодельная крышка оформляется ручками, для чего используются согнутая в тисках арматура. Теперь можно приступать к установке дымохода вверху импровизированной пиролизной печи. При помощи болгарки делается вырез под заготовку трубы: для скрепления деталей также используется сварка.

На этом основная часть работ по сооружении Бубафони считается оконченной: ее можно запускать в эксплуатацию. Установить печь желательно на заранее обустроенный фундамент.

Выводы

Рассмотрев как сделать разные виды пиролизных печей, можно подытожить, что реально сделать только конструкцию из газового баллона. Кирпичную печь самостоятельно построить не получится, слишком сложно. Походный вариант из консервных банок также имеет право на существование, но изготовить его можно только дома, в полевых условиях этого сделать не выйдет. И наконец, печь на отработке – простая, но опасная, требует очень внимательной и аккуратной эксплуатации. Риск достаточно велик, поэтому рекомендовать ее для обогрева гаража мы не беремся.

При наступлении зимних холодов добавляется забот у хозяев частных домовладений, которые несут всю полноту ответственности за обогрев своего жилища. В тех помещениях, где мощность основного отопления слабая или оно отсутствует вовсе (сараи, гаражи), приходится подыскивать недорогие альтернативные способы.

Выводы и полезное видео по теме

На этом видео наглядно изображен принцип работы пиролизного котла:

Подробный обзор работы котла верхнего горения можно посмотреть здесь:

Пиролизные котлы недешевы, но полностью оправдывают вложенные в их приобретение средства. При правильной установке и обслуживании такие устройства обеспечат дом стабильным и недорогим теплом.

Подыскиваете пиролизный котел для отопления дома? Или есть опыт эксплуатации таких агрегатов? Оставляйте, пожалуйста, к статье и делитесь впечатлениями об использовании пиролизных котлов. Форма обратной связи расположена в нижнем блоке.

Насколько экономичный пиролизный котел

Подсчитаем для обычной мощности среднего дома, экономию с пиролизным котлом. Например, сожжем в обычном устройстве за сезон 7 месяцев дров на 20 тыс. руб. При этом на пиролизе сэкономим около 1800 руб, - расход дров на 18200 тыс. руб.

Но вентилятор мощностью 80 Вт., проработав 7 месяцев при цене за 1кВт электроэнергии около 5 рублей, скушает более 1500 руб. Итого, - экономия не больше 200 рублей в год. Т.е. потраченные 50 тыс. рублей не окупятся никогда.

Даже если каким-то образом экономия будет 1000 рублей (чудо-КПД более 92%), - все равно 50 лет – не серьезный срок для окупаемости. Самый большой максимум - дополнительная стоимость котельного оборудования должна окупаться за 10 лет. Иначе оно не выгодно. Таких показателей нет и близко. Что же привлекает пиролизный котел потребителя при такой цене, - большая загрузка!

Отопительные системы, оснащенные пиролизными котлами – современные, производительные устройства, создающие в здании комфортные условия. При этом выделяется большое количество тепла при минимальных затратах.

Котлы, работающие на основе процесса пиролиза, в некоторых случаях являются основными источниками тепла в жилых и промышленных помещениях. Недорогое топливо и высокий уровень КПД, система надежного контроля над оптимальным процессом горения – достоинства, влияющие на выбор этого отопительного оборудования.

В данных агрегатах происходит выработка пиролизного газа, получаемого при сжигании дров. В топке создается температура не более 8000 и обеспечивается малое содержание кислорода. Пиролизный газ смешивается с воздухом и полностью сгорает в камере дожига.

Принцип действия и виды пиролизных котлов

Промышленность выпускает 2 типа оборудования:

• шахтные котлы с верхней загрузкой топлива;

В этом случае горение топливо проходит с верхней части к низу. В топке расположены колосники, которые разделяют ее на несколько отсеков. Сюда загружаются твердая древесина или другой вид топлива. При загорании, в верхней части образуется пиролизный газ, который опускается в нижнюю камеру. Здесь происходит смешивание с вторичным воздухом и дожигание.

По мере опускания газа, происходит разогрев нижней части древесины, поэтому могут использоваться отсыревшие дрова. Для того чтобы газ смог опуститься вниз и для стабилизации тяги в конструкции предусмотрена установка вентилятора. Его монтируют в верхней части котла. Воздух подается сверху вниз, поэтому это установка с «верхним дутьем».

Для улучшения процесса дожигания газа, в некоторых моделях предусмотрена установка дополнительного нагнетателя. В этом случае, поток воздуха проходит непосредственно в нижнюю камеру. Такая конструкция увеличивает производительность оборудования. Отведение дыма и пара, производится по дымовому патрубку в систему вентиляции.

Агрегаты с нижней загрузкой

Газогенераторные камеры в данном типе расположены в нижней части. Газ проходит в верхнюю часть и здесь происходит его дожиг. Для нормальной работы оборудования высота дымохода должна быть не менее 5 м. В этом виде котлов не используются нагнетательные вентиляторы, поэтому они не зависят от подачи электроэнергии. Но производительность этого типа ниже.

Независимо от типа оборудования, пиролизные котлы с водяным контуром работают по следующему алгоритму:

• топливо загружается в камеру;
• при помощи регулятора выставляется определенный тип работы котла;
• после прогревания топочной камеры, перекрывается доступ воздуха. Топливо тлеет, происходит повышенное выделение угарного газа;
• пиролизный газ проходит в отсек дожига, смешиваясь с кислородом, полностью сжигается.

Это интересно! По мнению специалистов, оборудование работает с полной производительностью при сжигании сухой древесины твердых пород. Длина дров не должна превышать 600 мм, а влажность не более 20%. Такое топливо позволит продлить работоспособность оборудования и достичь его максимальной производительности.

Достоинства и недостатки пиролизных котлов

Данный тип отопительного оборудования намного превосходит печи прямого горения по нескольким пунктам. К ним относятся:

• • невозможность образования сажи. Это обусловлено полным сгоранием твердого топлива. Помимо экономической составляющей, эта особенность делает пиролизные котлы более экологичными. В этом случае продуктами отхода являются углекислый газ и вода;
  • может применяться любое твердое топливо. Это обусловлено его полным сгоранием. Может использоваться любое вещество способное гореть. Возможна установка на производстве кожи, сельхозпредприятиях, в швейных цехах для переработки отходов и отоплении помещений. При этом отходы производства полностью утилизируются;

• процесс пиролиза, при сжигании твердой древесины, может длиться более 10 ч. Печь с прямым сжиганием дает тепло на 4 ч;
• работа агрегата может регулироваться. При этом происходит регулировка процесса горения топлива и нагревания воды в контуре. Простота регулировки обусловлена сгоранием газа и простотой регулирования его потока. Такая особенность позволяет установить автоматическую регулировку и обезопасить работу котлов.

К недостаткам этого оборудования можно отнести:

• высокая стоимость, но затраты на покупку быстро окупятся. Это обусловлено преимуществами пиролизного котла и полному сгоранию топлива;
• обязательное условие использования сухого топлива. При влажности более 20%, оборудование может работать с перебоями;
• для нормальной работы шахтных котлов требуется подведение электроэнергии для нагнетания воздуха в камеру дожига. Такая техника не может использоваться в местах, отдаленных от линий электропередачи.

Важно! По отзывам владельцев пиролизного оборудования, работа может нарушаться из-за низкой температуры воды, поступающей из обратного трубопровода. Для предотвращения неудобств потребуется при монтаже системы водяного отопления смонтировать трехходовой кран, для отведения горячей воды в обратку. Таким образом, подогрев холодную воду обратной трубы, вы избежите неприятностей и отключения котла.

Основные правила и условия нормальной эксплуатации

Для нормальной работы оборудования необходимо соблюдать определенный диапазон температуры горения топлива. Это диапазон от 2000 до 8000 С. Необходимо достаточно точно настраивать устройство. Для предотвращения возникновения аварийных ситуаций при высокой температуре служит водяной контур агрегата. Корпус играет роль теплообменника, между его стенками проходит вода. Эта особенность и встроенный змеевик в одной из стенок препятствует созданию запредельной температуры.

При недостаточной температуре воды, прекращается образование пиролизного газа, в топочную камеру подается воздух и котел работает как обычная печь на твердом топливе. Не допускается остывание воды ниже температуры ниже 600 С. В этом случае, процесс горения без кислорода прекращается в любом типе пиролизных котлов.

Для обеспечения малого водяного контура и перехода оборудования в рабочее состояние предусмотрена установка в водяном контуре дополнительной перемычки (байпаса). Регулировка байпаса производится вручную, для контроля над температурой предусмотрена установка датчиков температур.

Данный тип оборудования может работать на всех типах дров, брикетах, паллетах. В реальности может применяться такой вид топливо, как уголь. Предусмотрена переработка горючих бытовых и промышленных отходов. Но это может вызвать неприятные последствия из-за содержания в них высокого содержания полимеров и резины.

Пиролизные котлы выпускаются только одноконтурными и не могут использоваться для подогрева воды. Но, в случае отсутствия природного газа, для создания в здании комфортных условий, данный вид оборудования является лучшим решением проблемы.

Содержание

1. Схема и устройство котла пиролизного горения
2. Принцип работы пиролизного устройства отопления
3. Достоинства и недостатки пиролизных котлов
4. Установка и монтаж котлов пиролизного типа

Введение

Каждый владелец частного дома, выбирая твердотопливный отопительный котел несомненно хочет сделать лучший выбор. Один из основных критериев на который обращают внимание все покупатели без исключения это экономичность. Среди всего многообразия устройств представленных на российском рынке, есть одна разновидность использующая особый способ его сжигания – пиролизные котлы длительного горения. Давайте попробуем разобраться как работает такой котел и как он устроен, а также рассмотрим его основные плюсы и минусы.

Схема и устройство котла пиролизного горения

Объяснить суть пиролиза можно на примере котла длительного горения на дровах. Под воздействием высоких температур в топке (около 450 градусов Цельсия), происходит разложение древесины на твердую и газообразную составляющую. Впоследствии, каждая из этих составляющих сжигается отдельно. Отопительные приборы такого типа называют еще газогенераторными, а сам метод – методом сухой перегонки. Благодаря этой технологии достигается лучший КПД и меньший расход дров, чем при использовании классического способа, но значительно возрастает цена устройства.

Основными видами топлива для котлов длительного горения использующих метод пиролиза являются: древесина, уголь, торф, опилки, пеллеты. Главные требования к топливу следующие:

• ограниченные габариты

  Габариты закладки должны быть не больше размеров топки. В случае использования древесных поленьев, их длинна обычно ограничивается 40см, а диаметр 20см.

• низкая влажность

  Для получения высокого КПД, а также для продления срока службы котла, необходимо, чтобы влажность используемого в нем топлива не превышала 20%.

Фото 1: Система автоматической подачи пеллет в пиролизный котел

По типу используемого топлива, все виды пиролизных котлов можно разделить на:

• дровяные

  Конструктивно, спроектированы для работы на дровах. Именно на этом топливе они дают наилучший КПД. Самая известная модель такого типа —

• угольные

  Основной вид топлива бурый уголь или кокс.

• пеллетные

  Такие котлы работают на пеллетах – прессованных топливных гранулах из одходов деревообработки.

• комбинированные (или универсальные)

  Могут работать на любом из выше перечисленных видах топлива. КПД универсальных котлов длительного горения обычно хуже чем у спроектированных под определенный вид топлива.

Фото 2: Устройство пиролизного котла на дровах

В зависимости от того сколько контуров содержит конструкция выделяют:

• одноконтурные

  Водогрейный котел содержит один контур, который используется для отопления дома.

• двухконтурные

  В конструкции предусмотрен дополнительный контур, для обеспечение горячего водоснабжения.

Ниже показана схема пиролизного котла, глядя на которую мы разберем его устройство. Бытовой котел отопления длительного горения, обычно состоит из следующих основных элементов:

Фото 3: Схема конструкции пиролизного котла

• Устройство управления

  Блок автоматического управления котлом предназначен для установки различных режимов работы котла. Данное устройство позволяет контролировать различные параметры работы отопительного прибора.

• Корпус

  Наружный каркас выполнен из стали и покрыт специальной жаропрочной и износостойкой краской. Изпользование особых красок в отопительных котлах продиктовано условиями их эксплуатации и температурным режимом.

• Теплоизоляция

  Для уменьшения теплопотерь пиролизного котла его теплоизолируют. В качестве материалов для теплоизоляции используются муллитокремнеземистные плиты, асбест, диатомит, а также известь.

• Устройство от закипания котла

  Данное приспособление позволяет держать температуру котла в необходимых рамках. Закипание котла очень опасно и может превести к выходу котла из строя, а в некоторых случаях и к взрыву.

• Теплообменник

  Теплообменник представляет собой чугунную или стальную емкость, которая наполнена теплоносителем. В верхней и нижней его части оборудованы вентили для подключения подающей и обратной линии системы отопления. В процессе горения теплоноситель внутри теплообменника нагревается и циркулирует по отопительной системе.

• Камера загрузки

  Камера загрузки (газифицирующая или топочная) представляет собой отсек, в который загружается твердое топливо. После загрузки и розжига топлива, уменьшается подача первичного воздуха. Процесс горения замедляется и топливо начинает медленно тлеть, выделяя при этом пиролизный газ. Температура при которой происходит эта процедура равна приблизительно 450С. Образовавшаяся газообразная смесь нагнетается в следующий отсек, называемый камерой сгорания.

• Камера сгорания

  В камере сгорания происходит сжигание смеси из древесного газа и вторичного воздуха. Подача этой смеси осуществляется принудительно из отсека газификации. Процесс горения проходит при температуре 1100С.

• Подключение подающей линии

  Подающий патрубок используется для подачи горяей воды из котла в систему отопления.

• Колосник

  Колосник представляет собой чугунную или стальную решетку, расположенную между камерами загрузки и сжигания. На ней происходит газификация твердого топлива, также через отверстия в ней пиролизный газ нагнетается в расположенную ниже камеру сжигания.

• Патрубок дымохода

  Дымоход представляет собой канал для отвода газообразных продуктов сгорания. Длина и сечение дымовой трубы должны зависят мощности котла.

• Вентилятор дымовой трубы

  Так как в большинстве применяется верхнее дутье, необходимо использовать принудительную тягу с помощью вентилятора или дымососа.

• Клапан подачи первичного воздуха

  Первичный воздух предназначен для предварительного разогрева топлива и начала процесса пиролиза.

• Клапан вторичного воздуха

  Вторичный воздух необходим для дожига пиролизных газов в камере сгорания.

• Подключение обратной линии

  Через обратный патрубок, теплоноситель, из системы отопления возвращается обратно в отопительный прибор.

Вернуться к оглавлению

Принцип работы пиролизного устройства отопления

Итак, как же работает пиролизный котел? Давайте разберем поэтапно схему его работы на примере пиролизного котла на угле:

Этап 1:

В топку загружается твердое топливо, в нашем случае уголь. Котел разжигается и дверца в топочную камеру плотно закрывается. Так как поступление первичного воздуха ограничено, начинается процесс тления и выделения пиролизного газа. Длительностью горения можно управлять, регулируя подачу первичного воздуха.

Фото 4: Как работает угольный котел пиролизного горения

Этап 2:

Смесь пиролизного газа и первичного воздуха принудительно нагнетается внутрь камеры сжигания сквозь отверстия в колосниковой решетке. Туда же подается и вторичный воздух для обеспечения интенсивности горения. Происходит процесс сжигания смеси пиролизного газа и вторичного воздуха при большой температуре. Образовавшаяся тепловая энергия нагревает теплоноситель внутри теплообменника.

Фото 5: Как работает система дожига пиролизных газов

Этап 3:

Через газоход, посредством принудительной тяги с помощью дымососа, осуществляется вывод газообразных продуктов сгорания в атмосферу. Особо следует отметить, что выхлопные газы, образовавшиеся в результате пиролизного горения, содержат минимальное количество вредных примесей. Большую часть дымовых газов составляют водяные пары и углекислый газ.

Как видно, принцип действия пиролизного котла несколько сложнее традиционного. Именно поэтому стоимость их обычно в 2 раза выше. Прежде чем принять решение какой котел купить пиролизный или классический, давайте разберем плюсы и минусы котлов пиролизного горения.

Вернуться к оглавлению

Достоинства и недостатки пиролизных котлов

Использование технологии пиролиза имеет как преимущества, так и недостатки. Основными плюсами котлов длительного горения пиролизного типа являются:

• Длительность горения

• Повышенная экономичность

  При использовании пиролизного горения твердое топливо прогорает значительно лучше. Для получения одного и того же количества тепла при использовании пиролиза, потребуется меньше топлива, чем при традиционном сжигании.

• Высокий КПД

  КПД при использовании пиролиза значительно выше. Диапазон значений КПД для пиролизных котлов 85-92%.

• Экологичность

  В составе газов на выходе котла пиролизного типа почти полностью отсутствуют вредные примеси. Основную часть выхлопных газов составляют водяные пары и углекислый газ.

• Возможность регулировки

  Процесс газогенерации легко поддается регулировке. Поэтому чаще всего пиролизные котлы автоматические. Регулировка интенсивности горения позволяет подстраиваться под потребности отопительной системы.

Фото 6: Автоматический бытовой газогенераторный котел

Помимо рассмотренных нами плюсов, они обладают и рядом недостатков. Давайте остановимся на них поподробнее:

• Энергозависимость

  Особенность конструкции пиролизного котла в том, что подача первичного и вторичного воздуха, а также тяга осуществляется принудительно с использованием вентиляторов, требующих наличия электричества. Однако, существуют и энергонезависимые модели на естественной тяге, но они достаточно редки.

• Требуется низкая влажность толпива

  Метод газогенерации очень прихотлив к содержанию влаги в твердом топливе. Чем более сухое топливо используется, тем лучше. Рекомендуемая влажность не более 20%

• Требуется полная загрузка

  При малом количестве топлива, пиролизные котлы начинают гореть нестабильно. Поэтому рекомендуется не делать загрузки менее 30-50%, от рекомендуемой производителем нормы.

• Сложность автоматической подачи топлива

  Для дровяных пиролизных котлов сложно организовать автоматическую подачу топлива из-за больших размеров поленьев. Сделать автоматический угольный котел длительного горения возможно лишь в случае однородности размеров фракций угля.

• Высокая цена

  Высокая стоимость газогенераторных котлов длительного горения один из самых существенных их недостатков. Купить такой котел можно в 1.5-2 раза дороже, чем устройства аналогичной мощности, но использующие традиционный способ сжигания.

Подробнее об отопительных приборах пиролизного типа, их преимуществах и недостатках смотрите в видео:

Пиролизные котлы с водяным контуром и без – это высокоэффективное оборудование для качественного и быстрого прогрева помещений. Передовые технологии, лежащие в основе изготовления, абсолютная безопасность, высокая скорость обогрева и прочие достоинства выделяют эти устройства в отдельную группу современных отопительных приборов, которые уже успели занять достойною нишу на рынке, обзавестись широкой аудиторий поклонников и положительными отзывами.

Дрова, уложенные в камере котла, постепенно сгорают и тлеют. В момент недостаточного объема кислорода кроме тепла образуется дым и некоторое количество горючих газов. В отличие от дровяного топлива, антрацит практически полностью состоит из углерода, что позволяет говорить о меньшем эффекте прогрева и выделении лишь угарного газа. В составе дров в большей мере преобладает целлюлоза (углеводы) и содержится приличное количество воды, поэтому этот вид топлива выделяет множество самых разнообразных веществ.

Сравнение устройства котлов

Время сгорания газов – минимальное, да в процессе горения практически не образуется копоть, что положительно сказывается на КПД отопительного прибора. Чтобы активировать процесс выделения газов, следует хорошо разогреть котел. Чаще всего для этого используется специальная конструкция. Несмотря на то что газогенераторные котлы по цене несколько дороже обычных твердотопливных моделей, но эти затраты с лихвой окупятся уже в ближайшем будущем.

Устройство и принцип работы

Конструкция котла включает 2 камеры: нижняя предназначена для пиролиза, а верхняя – для сгорания выделившихся в процессе сгорания газов. Поскольку все процессы протекают под действием высоких температур, то все элементы и корпус котла должны быть изготовлены из жаропрочных материалов. Чаще всего производители прибегают к чугуну в силу его сверхпрочности, хорошей устойчивости к коррозии и температурному воздействию. Нередко встречаются и котлы из стали, которые очень быстро нагреваются и также быстро остывают. В таких конструкциях предусматривается наличие специального керамического покрытия, которое защищает сталь от прогорания.

Пиролизный котел

Принцип работы пиролизного котла – это процесс генерации пиролизного газа из твердой древесины при температурном режиме от 200ºС до 800ºС и недостатке кислорода и последующего дожигания выделяющихся газов, которые перемешиваются со вторичным воздухом уже в отсеке дожига.

Для этого:

• твердотопливные ресурсы помещаются в загрузочную камеру;
• с помощью регулятора выбирается и устанавливается режим горения, по достижении которого котел выполняет функции печи;
• после того как топочный отсек достаточно прогрет, регулятор переключается на режим пиролиза. В этот момент перекрывается доступ воздуха, из-за чего древесина постепенно тлеет и пространство наполняется большим количеством углекислого газа;

Пиролизный котел с нижней камерой

• газ перемещается во вторую камеру, которая обычно расположена в верхней части котла, но в некоторых моделях может быть и внизу;
• перемешиваясь с кислородом, газообразное вещество сжигается, при этом выделяется дополнительный объем тепла, который и обогревает помещение.

Важно! Поскольку пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром бытового назначения относятся к современным и производительным отопительным приборам, то они предусматривают возможность легкого и эффективного контроля за процессом горения. Кроме того, они решают задачу создания благоприятных условий для образования максимального количества выделяемых газов и тепла.

Топливо

Одинаково продуктивно твердотопливные котлы могут функционировать на любом твердом топливе – это может быть торф, уголь (как черный, так и бурый), обычная древесина, топливные брикеты. Поскольку все упомянутые сырьевые ресурсы имеют свои отличительные особенности и качества, то и время полного сгорания у них также отлично. Например, период сгорания мягкой древесины составляет 5 часов, твердой – 8 часов, а время сгорания угля достигает уже 10 часов.

Древесина — один из самых доступных видов топлива

Любопытно в этой связи и мнение экспертов: все они в один голос утверждают о высокой производительности котлов, работающих именно на твердой и сухой древесине. Для достижения максимальной производительности, хорошего прогрева помещения и длительной безотказной работы оборудования рекомендуется использовать сухие дрова, длина которых не превышает 60 см, а влажность – 20%.

Важно! Цвет пиролизного газа – практически белый, при этом никаких побочных веществ при горении образовываться не должно. Однако при чрезмерно высокой влажности твердого топлива не исключено появление дегтя, копоти, резкое уменьшение теплотворной функции оборудования и даже его самопроизвольное затухание.

Сравнивая древесину и иное твердотопливное сырье, которое только может быть использовано для бесперебойной работы пиролизного котла, с газом можно отметить доступность и экологичность первых, дороговизну, а в некоторых случаях и невозможность строительства газопровода.

Что же касается твердого топлива, то его предостаточно в каждом российском регионе, а для его транспортировки потребуется лишь магистраль и вместительный транспорт. Для многих жителей сельской местности пиролизные котлы, работающие на твердотопливных ресурсах, — это настоящее спасение.

Преимущества пиролизных котлов

Перед покупкой и установкой такого отопительного оборудования, следует тщательно выявить и проанализировать все плюсы и минусы той или иной модели или типа котла.

Пиролизный котел довольно эффективен и в то же время прост в эксплуатации

Так, пиролизный котел длительного горения по сравнению с иными отопительными устройствами имеет ряд неоспоримых преимуществ:

• потребляемое топливо доступно по цене и продается в свободном доступе;
• высокий КПД при использовании дров и быстрый прогрев помещения, независимо от его габаритов;
• высокая скорость прогрева теплоносителя;
• продолжительная работа при одном цикле загрузки;
• доступный функционал и простая регулировка интенсивности горения;

• легкость обслуживания;
• хорошая стабильность работы и длительная, безремонтная эксплуатация;
• простота монтажа пиролизного котла, отсутствие необходимости прокладки и подсоединения трубопровода;
• потери тепла совсем незначительны;
• легкая чистка оборудования за счет образования минимального количества золы в камере и дымоходе во время эксплуатации;
• минимальный объем выбросов позволяет и не загрязнять окружающую среду.

Установленный пиролизный котел

Пиролизные котлы длительного горения, к сожалению, не лишены и недостатков. Один из главных недостатков – это цена устройства. Независимо от производителя и конструкторских особенностей пиролизных котлов, все они несколько дороже иных твердотопливных приборов.

Кроме того, эти котлы являются одноконтурными устройствами, которые не предназначены для нагрева воды для бытовых нужд. Еще один недостаток, который уже упоминался ранее, — это чувствительность оборудования к влажности древесины: при высоких показателях влажности возможно снижение КПД и эффективности работы прибора. Нельзя не отметить и внушительные размеры агрегата. Ну и наконец, регулирование интенсивности горения возможно только в ручном режиме, полная автоматика не предусмотрена.

Факторы эффективности работы пиролизных котлов

На производительность отопительного оборудования, эффективность и скорость прогрева помещений, помимо топливных ресурсов и их влажности, оказывают влияние и следующие факторы:

Выбирайте котел в зависимости от характеристик помещения

• температурный режим помещения;
• уровень температуры, который следует достичь;
• наличие (отсутствие), а также качество утепления здания;
• специфика действующей системы прогрева.

Как выбрать подходящий котел

Если у вас есть возможность недорого купить или заготовить заранее древесину, то можете смело и долго не сомневаясь в высокой производительности работы, покупать и устанавливать дома пиролизный котел длительного горения.

Если же вы вовсе не уверены в такой возможности, то рекомендуем обратить внимание на котел, топка которого сочетает в себе 80% пиролизного сживания твердотопливных ресурсов и 20% обычного. Эти устройства считаются комбинированными, поскольку они позволяют качественно сжигать не только традиционные дрова, но и отходы древесины и угля, торфяные отходы, а также любую иную топливную смесь, влажность которой будет менее 50%. Такое комбинированное отопительное устройство способно сжигать в режиме пиролиза порядка 80% твердого топлива, и остальные 20% — в режиме самого обычного котла, который работает на твердотопливных ресурсах.

Устройство пиролизного котла

При покупке котла обязательно визуально оцените объем загрузочной камеры. Оптимальным вариантом станет прибор, загрузочная емкость которого будет способна уместить древесину длиной 65 см. Немаловажное значение имеет и покрытие камер: наличие керамобетона гарантирует целостность отсеков при максимальном прогреве, защитит стенки от прогораний и обеспечит нужное сжигание сырья.

Внимание! Ознакомьтесь с техническими характеристиками приглянувшегося вам оборудования. Особое внимание уделите показателю продолжительности сгорания топливных ресурсов: средняя длительность горения не должна быть менее 10 часов.

Работа пиролизного котла: видео

Еще совсем недавно при выборе топлива практически для любых котлов всегда отдавалось предпочтение газу, а твердые виды оставались на втором месте. Но технологический прогресс не стоит на месте, и современные технологии позволяют качественно использовать любой вид топлива, в том числе и твердый. Для этого были разработаны специальные пиролизные котлы.

Процесс генерации тепла

Отопительный агрегат работает по принципу, в основе которого заложен пиролиз. Так, в процессе тления происходит распад топлива на две составляющие: уголь и газ. Медленное горение обеспечивается за счет ограничения подачи воздуха в печи. Продукты распада в виде газа улавливаются для участия в дальнейших тепловых процессах.

Пиролизный газ разбавляется воздухом и сжигается при более высоких температурах. В результате такого взаимодействия происходит веделение тепла.

Требования к горючему веществу

В зависимости от качества топлива, которое сжигается, определяется тип отопительного оборудования.

Существует два вида пиролизных печей:

• энергонезависимые;
• утилизаторы отходов.

Они различаются между собой качеством горючего, которое в них сжигают.

Для них необходимо использовать топливо с минимальной влажностью. Это обеспечит длительный срок эксплуатации. Максимальное значение не должно превышать 25%.

Использование качественной древесины позволяет получать 4 кВт/час при тлении 1 кг горючего. Это отличный вариант для отопления дома.

Пиролизные этого типа не слишком привередливы к топливу. Использоваться могут и торф, и отходы древесины, а также некачественные сорта угля. Требования к влажности не так высоки, как в предыдущем варианте - допускается влажность до 50%.

Но сырая древесина (отходы) снижают мощность в 2 раза. Это связано с тем, что влажное топливо плохо горит и выделяет много дыма.

Виды используемого топлива

Древесина и ее отходы могут использоваться в различной форме:

• бруски размерами 250×450;
• опилки различной величины;
• брикеты, сформированные из остатков переработки.

Дрова производятся в основном из древесины лиственных пород, но применяются и хвойные. Кроме древесины могут использоваться различные виды угля. Выбор топлива зависит от времени его сгорания. Этот показатель имеет разные значения:

• черный уголь – 10 часов;
• бурый концентрат – до 8 часов;
• мягкое дерево – 5 часов;
• древесина твердая – 6 часов.

Устройство газогенераторов

Характерной особенностью конструкции является наличие двух камер в топке. Верхняя камера предназначена для загрузки дров и первичного процесса тления. В нижней камере происходит сгорания смеси газов и выделение тепла. Между собой они разделены газифицирующей форсункой. Чаще всего ее изготавливают из огнеупорного бетона. Топка является основным элементом, но кроме нее в конструкции предусмотрены и следующие узлы:

• дымосос;
• трубы и патрубки дымохода;
• система подачи и вывода воды;
• всевозможные регуляторы;
• корпус.

Конструкции котлов могут быть разными, но существенных отличий в принципе работы у них нет. Он обозначен несколькими операциями:

1. устанавливается режим горения;
2. разжигается топливо;
3. достигается необходимая температура в топке;
4. ограничивается поступление кислорода, и регулятор переводится в режим тления, в процессе которого образуется пиролизный газ;
5. затем он поступает в форсунку, где происходит его смешивание с воздухом;
6. полученная газовая смесь перегоняется в нижнюю камеру, где происходит его сгорание и выброс тепла, которое расходуется на обогрев дома.

Весь рабочий цикл теплогенератора можно определить двумя основными этапами:

• образование газа в загрузочной камере при температуре 200–800 ºС;
• сжигание пиролизной газовой смеси в отсеке сгорания при нагреве до 1200 ºС.

Выделяющееся в процессе тепло нагревает воздух. Применение механизма пиролиза ставит газогенератор на ступеньку выше дровяного котла прямого сгорания.

Процесс запуска

Если котел правильно работает, то горящее пламя будет желтовато-белого цвета. Чтобы достичь этого, необходимо правильно запустить оборудование: перед закладкой угля или другого горючего следует нагреть загрузочную камеру до температуры 600–800ºС.

После загрузки топлива происходит его возгорание, и теперь можно переключать оборудование на пиролизный цикл. Также необходимо включить дополнительную тягу, которую обеспечивает дымосос. Придерживаясь простых правил, можно обеспечить медленное бескислородное сгорание угля с полезным выделением тепла.

Преимущества

Весь процесс сгорания и получения тепла автоматизирован в отличие от печей прямого сгорания. Также оборудование позволяет регулировать мощность в пределах 50–100%. Кроме этих параметров их эксплуатация связана с рядом плюсов:

• не требуется регулярная чистка от сажи и пепла, потому что топливо сгорает практически полностью;
• быстрый прогрев дома - повышение температуры на 20ºС происходит за полчаса;
• экономия горючего за счет увеличенного цикла сгорания одной закладки;
• коэффициент полезного действия в зависимости от модели составляет 80–85%;
• безопасность, простота и удобство в управлении.

При отсутствии доступа к газовой магистрали пиролизные твердотопливные котлы – это оптимальный вариант отопительного оборудования.

Недостатки использования газогенераторов

Большой перечень преимуществ может быть немного омрачен рядом минусов. Прежде чем остановить свой выбор на таком отопительном агрегате следует изучить и недостатки:

• высокие требования к используемой древесине, как к виду топлива;
• отсутствие автоматизированного режима загрузки;
• использование принудительной тяги требует расхода электроэнергии, а это дополнительные затраты;
• отсутствие возможности нагрева воды, что связано с тем, что во всех моделях предусмотрена только одноконтурная система;
• высокая стоимость.

Область применения

Используются пиролизные котлы длительного горения как в гражданских, так и промышленных помещениях. Если речь идет о больших площадях, выбор такого источника тепла будет оптимальным вариантом. Установка же генератора в маленьком доме нецелесообразна и не оправдывает себя.

Главной проблемой твердотопливных печей, всегда было выделение дыма, газа. Кроме запаха в воздух попадали и токсические испарения. Процесс пиролиза решил эту проблему полным сгоранием топлива, поэтому побочные эффекты сведены к минимуму.

Экологический фактор становится все более приоритетным при выборе источника обогрева. Очень часто печи используют на предприятиях деревообрабатывающей и легкой промышленности. С их же помощью утилизируются отходы, и генерируется достаточное количество тепла для обогрева дома.

Пиролизные котлы с каждым годом пользуются все большей популярностью при установке системы отопления. Хотя они и имеют несколько недостатков, такие параметры, как высокая эффективность и экологичность вполне их компенсируют. Газогенераторы имеют высокую стоимость, которая в 1,5 раза превышает классический вариант. Но они окупятся в кратчайшие сроки за счет снижения расхода топлива.