Как сделать пиролизный котёл своими руками

Замеры и вычисления для составления чертежа

Перед постройкой печи необходимо сделать точные замеры, расчеты, составить схему будущей конструкции с учетом расходов материалов, времени, бюджета.

Стандартным количеством тепловой энергии для обогрева 1 м² помещения является 10 кВт, к которым прибавляется коэффициент поправки на потери тепла.

Газогенерирующие приборы в стадии догорания топлива имеют около 30% мощности, по сравнению с режимом горения дров.

Далее требуется вычислить примерную энергоемкость используемого топлива, время горения одной порции. Длительность сгорания нужно умножить на примерную мощность и 1000, чтобы получить предполагаемый объем выделяемого тепла.

Так как материал горит только на 80%, а КПД самодельной конструкции составляет около 50%, то деление длительности процесса на произведение обоих параметров с учетом коэффициента 15,5 дает почти точные данные. Рекомендуется дополнительно высчитать запас.

Полученные результаты, измеряемые килограммами, переводят в объемы, измеряемые литрами. Литраж умножают на коэффициент загрузки топочного пространства, равный 0,63, чтобы получилось значение необходимого объема топки.

Инструменты и материалы

Чтобы собрать пиролизную печь своими руками, нужно подготовить листы из стали, толщиной около 3-4 мм, желательно марки Ст20, стальной уголок 0,04 на 0,50 см, трубу 0,5-0,6 см. Дополнительные элементы: арматура на 8 мм, дымоходные стальные трубы 11-12 см, 15 кирпичных блоков.

Для сборки нужен сварочный аппарат, пила-болгарка, диски 23 см, электродрель со сверлами. Разметка, контроль ровности поверхностей осуществляются при помощи строительного уровня, рулетки, карандаша и молотка.

Куда поставить и как подготовить место

Пиролизные дровяные печи длительного горения устанавливаются на удаленном расстоянии от легковоспламеняющихся предметов, текстиля (шторы, мебель).

Печь собирается в той комнате, где будет стоять. Готовится точка установки, при этом расстояние от стены должно быть не менее 80 см.

На пол укладывается слой негорючего основания (кирпичи) таким образом, чтобы вокруг будущего сооружения оставался отступ.

Перед печкой напольное покрытие необходимо защитить листом из металла в радиусе 120 см (толщина листов не менее 1,5 мм).

Что такое пиролиз?

Пиролиз иногда называют «сухой перегонкой». Все дело в том, что твердое топливо при невысоких температурах (плюс 200-800 °C) и небольшом количестве кислорода не горит, хотя и выделяет тепло. При таких условиях топливо тлеет, выделяя пиролизный газ. Остается лишь твердый остаток, который носит название древесный кокс.

Так вот пиролизный газ, если смешать его с необходимым количеством кислорода, образует горючую смесь, при сгорании которой выделяется огромное количество тепловой энергии. На этом принципе и работают пиролизные котлы и печи.

Твердый кокс, оставшийся после выделения горючего газа, не остается без дела. Он продолжает тлеть, прогорая до конца. Так что в итоге остается только небольшое количество золы.

Чем топить пиролизный котел?

Пиролизный котел

Виды топлива

Для топки пиролизного котла можно использовать:

• дрова;
• торф в брикетах;
• антрацит;
• древесные гранулы и брикеты;
• бурый уголь;
• кокс.

Перечисленные виды топлива различаются по калорийности. От этого показателя напрямую зависит эффективность работы агрегата. Применение менее калорийного топлива может уменьшить КПД котла на 30% и более.

Чем топить котелЧем топить котел

Чаще всего для топки пиролизных котлов используют брикеты и пеллеты. Брикеты могут изготавливаться из древесины, соломы и торфа. Идеальный вариант – брикеты, изготовленные по методу прессования. Те же брикеты, которые изготавливаются из опилок, рекомендуется использовать только в комплексе с бурым углем либо дровами.

Для изготовления пеллетов тоже может использоваться древесина или солома. Материал прессуется подобно брикетам.

Нередко для топки пиролизных котлов используются дрова

Важно! Для обеспечения максимальной эффективности работы оборудования и уменьшения расхода топлива нужно использовать древесину влажностью не более 20%

В целом же при выборе топлива следует учитывать особенности местности, в которой находится ваш дом. Если вы живете в окружении лесов, наиболее целесообразным вариантом будет использование дров. Жителям же степных полос, как правило, выгоднее топить углем.

Если в месте вашего проживания доступно любое топливо, выбирайте самое калорийное. Этим вы обеспечите наиболее высокий КПД оборудования при минимальном расходе.

Котел пиролизный

Принцип работы пиролизных котлов и их особенности

Создавая пиролизные котлы своими руками, люди стремятся сэкономить денежные средства в своем кошельке. Если газовое оборудование стоит довольно дешево, то твердотопливные агрегаты просто поражают своей ценой. Более-менее приличная модель мощностью 10 кВт обойдется в 50-60 тысяч рублей – дешевле провести газ, если рядом проходила бы газовая магистрально. Но если ее нет, то выходов два – приобретать заводское оборудование или делать его самостоятельно.

Изготовить пиролизный котел длительного горения своими руками можно, но сложно. Давайте для начала разберемся, для чего вообще нужен пиролиз. В обычных котлах и печах дрова сгорают традиционным способом – при высокой температуре, с выбросом продуктов сгорания в атмосферу. Температура в камере сгорания составляет порядка +800-1100 градусов, а в дымоходе – до +150-200 градусов. Таким образом, солидная часть тепла просто улетает наружу.

Прямое сгорание дров применяется во многих отопительных агрегатах:

Твердотопливные пиролизные котлы могут использовать несколько видов топлива, в том числе отходы деревообрабатывающего производства и сельскохозяйственной переработки.

• Твердотопливные котлы;
• Печи-камины;
• Камины с водяными контурами.

Главным преимуществом данной методики является то, что она отличается простотой – достаточно создать камеру сгорания и организовать отвод продуктов сгорания за пределы оборудования. Единственным регулятором здесь становится дверка поддувала – регулируя просвет, мы можем отрегулировать интенсивность горения, тем самым воздействуя на температуру.

В пиролизном котле, собранном своими руками или купленном в магазине, процесс сгорания топлива идет несколько по-другому. Дрова здесь сгорают при низкой температуре. Можно сказать, что это даже не горение, а медленное тление. Древесина при этом превращается в подобие кокса, одновременно выделяя горючие пиролизные газы. Эти газы отправляются в камеру дожигания, где сгорают с выделением большого количества тепла.

Если вам кажется, что данная реакция не даст особого эффекта, то вы глубоко заблуждаетесь – если заглянуть в камеру дожигания, то здесь будет видно ревущее пламя ярко-желтого, почти белого, цвета. Температура сгорания – чуть выше +1000 градусов, а тепла в этом процессе выделяется больше, чем при стандартном горении древесины.

Для того собранный своими руками пиролизный котел смог показать максимальную эффективность, необходимы дрова с низким содержанием влаги. Влажная древесина не даст оборудованию выйти на полную мощность.

Реакция пиролиза знакома нам еще со школьного курса физики. В учебнике (а может и в лабораторном кабинете) многие из нас видели интересную реакцию – древесина помещалась в стеклянную запечатанную колбу с трубкой, после чего колба нагревалась над горелкой. Через несколько минут древесина начинала темнеть, а из трубки начинали выходить продукты пиролиза – это горючие газы, которые можно было поджечь и понаблюдать за желто-оранжевым пламенем.

Аналогичным образом работает и пиролизный котел, собранный своими руками:

На одной загрузке топлива пиролизные котлы работают около 4-6 часов. Так что большим и стабильно пополняемым запасом дров стоит озаботиться заранее.

• В топке разжигаются дрова до появления устойчивого пламени;
• После этого доступ кислорода перекрывается, пламя гаснет почти полностью;
• Запускается дутьевой вентилятор – в камере дожигания появляется высокотемпературное пламя.

Устройство пиролизного котла довольно простое. Основными элементами здесь являются: камера сгорания, в которой складированы дрова, и камера дожигания, в которой сгорают продукты пиролиза. Передача тепла в отопительную систему осуществляется через теплообменник

В схеме пиролизного котла ему уделяется особое внимание

Все дело в том, что теплообменники в пиролизных котлах, собранных своими руками, устроены не так, как в газовом оборудовании. Продукты сгорания с воздухом проходят здесь через множество металлических труб, омываемых водой. Для увеличения эффективности котловая вода омывает не только сам теплообменник, но и все другие узлы – здесь создается своего рода водяная рубашка, которая отбирает излишки тепла от раскаленных элементов котельного агрегата.

Сборка

Необходимые инструменты и материалы

• сварной аппарат (постоянного тока);
• компактная и габаритная углошлифовальные машины (болгарки); если их нет, можно использовать электрический лобзик, но работа с ним усложнится;
• электродрель.

• отрезок трубы сечением 0,5 м и длиной 1,3 м, толщина ее стенок должна быть 3-4 миллиметра;
• отрезок трубы сечением 0,45 м и длиной 1,5 м, у нее толщина стенок может составлять 3 миллиметра;
• в случае если вы не сможете найти трубы такого диаметра, купите два листа стали размером 1,25х2,5 м и отдайте их в цех для проката, затем, сварив швы, превратите их в трубы;
• отрезок трубы сечением 60 мм и длиной 1,2 м;
• пара колец диаметром 0,5 м с полкой, ее ширина должна составлять 25 мм (их вырежьте из листовой стали либо согните из уголков размером 2,5х2,5 см);
• четыре навеса, две задвижки и две ручки;
• листовая сталь для дверец загрузочной камеры и зольника, два люка для них;
• два отреза швеллера под крыльчатку и ножки;
• листовой асбест для теплоизоляции дверец (так они не будут сильно греться, а тепловые потери снизятся);
• шнур из асбеста для герметизации дверок зольника и топочной камеры;
• 3-4 отрезных диска диаметром 12,5 см и два шлифовочных круга сечением 23 см;
• 3-4 упаковки сварочных электродов;
• дутьевой вентилятор;
• терморегулятор.

Пошаговая инструкция по сборке пиролизного котла

Корпус агрегата

Вложите трубу сечением 0,45 см в аналог диаметром 0,5 м. Скрепите их кольцом с полкой.
Из листовой стали вырежьте окружность сечением 0,45 м и наварите ее на дно меньшей трубы. Это будет корпус котла с закрепленным вокруг него контуром для нагрева воды шириной 25 мм.
Внизу заготовки вырежьте отверстие прямоугольной формы для дверки зольника. Его длина должна быть 15, а ширина 10 см. Приварите к нему люк. От листа металла отпилите кусок по размеру отверстия, приварите к нему петли, а затем поставьте дверцу на зольник. Оснастите ее задвижкой.
Вверху водяного контура прорежьте отверстие прямоугольной формы для закладки горючего. Его величина должна быть достаточной для удобной загрузки.
Приварите к отверстию загрузки люк. Вырежьте из листа стали дверку, наварите на нее петли и задвижку

Затем прикрепите к загрузочному отверстию.
Важно! Оптимальное решение — сделать дверцу двойной. Между кусками стали уложите листовой асбест, а по периметру уплотните заготовку асбестовым шнуром

Так вы понизите тепловые потери из агрегата.

Сделайте вверху корпуса котла отверстие и приварите к нему выходной патрубок. Через него продукты горения будут вытягиваться в дымоходную трубу.
Понизу и поверху водяного контура вварите штуцеры диаметром 4 см для подсоединения к отопительной системе. Предварительно нарежьте на них резьбу.
Подмыльте стыки сварки. Затем опрессуйте водяной контур устройства. Давление при этом должно быть не меньше 2 кг/кв.см. В ходе проверки проконтролируйте качественность швов.

распределитель воздуха

• Из листовой стали вырежьте окружность. Ее сечение должно быть меньше на 2 см, нежели внутренний диаметр корпуса (0,43 м). В середине круга сделайте отверстие по сечению распределительной трубы (57-60 мм).
• Вставьте воздуховод в дырку и приварите по периметру к диску.
• На низ круга приварите отрезки уголка в форме лопастей.
• На верхнюю сторону приделайте петлю. С ее помощью приспособление будет перемещаться вниз и вверх. Затем установите заслонку, ею можно будет регулировать поступление кислорода в топку.
• Из листовой стали вырежьте окружность сечением 0,5 м. В ее середине сделайте отверстие диаметром 70 мм. Вставьте воздушный распределитель в корпус. Его верхнюю сторону вденьте в отверстие и приварите крышку агрегата.
• Чтобы распределитель можно было перемещать, на его петле через блок зафиксируйте трос.

Рекомендации по установке и эксплуатации

Собранный своими руками пиролизный котел необходимо установить на небольшом фундаменте – соберите его из кирпича или соорудите бетонную стяжку. Рекомендуемая толщина – около 10 см. Установив аппарат на подготовленном месте, удостоверьтесь, что он не качается и стоит достаточно устойчиво. Только после этого приступайте к дальнейшим операциям.

Для обеспечения пожарной безопасности постелите перед котлом (с той стороны, где располагается дверца камеры сгорания) металлический лист. Если из топки выпадут горящие угольки или дрова (случается всякое), лист не даст огню распространиться. Следует отметить, что это достаточно распространенное требование для всех твердотопливных котлов и прочих агрегатов, вроде каминов и печей-каминов.

Плазменная резка металла – самая точная и филигранная, но доступ к такому оборудованию есть не у всех. Однако, обычный сварочный аппарат справится с той же задачей ничуть не хуже.

Отдельное внимание уделяется расстоянию между пиролизным котлом, собранным своими руками, и стенками – оно должно составлять не менее двух метров. Также следует обеспечить хорошую вентиляцию помещения, так как отопительное оборудование довольно интенсивно сжигает кислород – нужно обеспечить его приток

Для этого достаточно сделать вентиляционную отдушину.

Изготавливая пиролизный котел своими руками, не экономьте на металле. Помните, что металл толщиной 4-5 мм прослужит значительно дольше, чем металл толщиной всего 3 мм. Если камеры дожигания или сгорания прогорят, вам придется провести довольно сложный комплекс ремонтных работ – пиролизный котел нужно будет разрезать, заменить прогоревшие детали, после чего сварить его обратно и испытать.

Рекомендации по эксплуатации:

• Не используйте в изготовленном своими руками пиролизном котле сырые дрова – они плохо воспламеняются, с трудом прогорают и неохотно отдают продукты пиролиза. Оптимальное содержание влаги в древесине – не более 15-20%. Приобретая сухие дрова, выделите место под их хранение – сюда не должны попадать атмосферные осадки;
• Обязательно используйте автоматику и группу безопасности – это поможет предотвратить выход пиролизного котла из строя. Помните, что собранные своими руками отопительные агрегаты нуждаются в особенном контроле;
• Перед началом каждого отопительного сезона проверяйте котел и отопительную систему на герметичность. Также нужно проверять проходимость дымохода – его чистка осуществляется раз в 4-5 лет;
• Не делайте слишком большой запас по мощности – собранный своими руками пиролизный котел повышенной мощности не сможет обеспечить нужный КПД и будет сжигать топливо зря. Если нужен очень мощный агрегат, присмотритесь в сторону заводских моделей.

Следуя этим рекомендациям, вы сможете обеспечить свой дом теплом, не затрачивая много денег на электроэнергию и обходясь без газа. Среднее потребление электроэнергии пиролизным котлом, собранным своими руками, составляет 80-120 Вт/час (при работающем вентиляторе).

Создаём пиролизный котёл

Разбор схем и чертежей

Чтобы создать пиролизный котёл своими руками, важно тщательно изучить схемы и чертежи. Именно по ним вы сможете подобрать конструкцию и максимально точно определить количество нужных для строительства материалов. На схеме и чертеже пиролизного котла отображены основные элементы, без которых невозможно построить конструкцию своими руками:

На схеме и чертеже пиролизного котла отображены основные элементы, без которых невозможно построить конструкцию своими руками:

На схеме и чертеже пиролизного котла отображены основные элементы, без которых невозможно построить конструкцию своими руками:

• регуляторы,
• дымовые каналы,
• отверстия для воздуха,
• трубы для подачи воды,
• трубы для отвода воды,
• камера сгорания,
• вентилятор.

Очень важно при изготовлении пиролизного котла своими руками придерживаться чертежей и схем. Дело в том, что это сложное устройство, в котором будут происходить высокотемпературные процессы. Поэтому малейшая ошибка может обратиться аварийной ситуацией

Поэтому малейшая ошибка может обратиться аварийной ситуацией

Поэтому малейшая ошибка может обратиться аварийной ситуацией.

Для частного дома будет достаточно пиролизного котла, мощность которого составляет 40 кВт. Не стоит стремиться к большой мощности. Дело в том, что в таком случае конструкция становится значительно сложнее. Мало того, конечная стоимость также увеличивается.

Выбор мощности пиролизного котла, который вы собираетесь создать, влияет на размер ключевых деталей на чертеже или схеме. От правильного подбора размеров зависит нормальное функционирование устройства.

Совет. Если вы владелец маленького домика, то можно остановить свой выбор на котле с мощностью в 30 кВт. Этого будет более чем достаточно.

Инструменты, необходимые для изготовления котла своими руками

Чтобы своими руками сделать конструкцию, работающую на основе пиролизной реакции по чертежам и схемам, необходимо запастись некоторым инвентарём. Для воплощения задумки в жизнь, вам понадобятся следующие материалы и инструменты:

• болгарка,
• сварочный аппарат,
• шлифовальные круги,
• электрическая дрель,
• электроды,
• трубы различного диаметра,
• полосы стали,
• термодатчик,
• вентилятор,
• металлические листы.

Это базовый набор, который необходим, чтобы создать пиролизную систему своими руками по схемам и чертежам. Конечно же, в процессе работы может возникнуть необходимость в дополнительных инструментах и материалах.

Внимание. Толщина стали для корпуса должна быть 3 мм, а лучше 4

Тонкости сборки

После того как вы выберите подходящую схему, можно будет приступить к сборке. При этом необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

Отверстие, через которое в топку будут попадать дрова и брикеты должно располагаться немного выше, чем у обычных твердотопливных конструкций. Не забудьте про ограничитель. Его главная задача — это контролировать количество воздуха. Для его создания нужна семидесятимиллиметровая труба в сечении. Её длина должна быть больше корпуса. К ограничителю приваривается диск. Элемент должен быть выполнен из стали. Место приваривания — низ конструкции. В результате у вас получится зазор в 40 мм. Чтобы установка ограничителя стала возможной необходимо сделать дырки в соответствующих местах крышки. Лучшей формой для отверстия, через которое будут загружаться дрова является прямоугольник

При этом важно не забыть о дверце. Она должна иметь специальную накладку для лучшей фиксации

Также в конструкции необходимо предусмотреть отверстие, через которое будет удаляться зола

Трубу для теплоносителя нужно сделать с изгибом

Также в конструкции необходимо предусмотреть отверстие, через которое будет удаляться зола. Трубу для теплоносителя нужно сделать с изгибом

Это позволит повысить отдачу тепла.

Ещё одним важным элементом согласно любой схеме и чертежу является вентиль. С его помощью вы сможете контролировать количество теплоносителя, поступающего внутрь. Поэтому лучше всего расположить его в удобном и легкодоступном месте. Сам алгоритм создания пиролизного котла своими руками по чертежам вы можете увидеть на видео внизу.

После сборки огромное значение имеет первый запуск. Лишь после того, как вы убедитесь, что в продуктах горения нет угарного газа, можно будет утверждать, что всё сделано правильно. Для этого лучше использовать специальное оборудование.

Создать котёл, работающий на основе принципа пиролиза можно своими руками. Но перед тем как начать работу необходимо написать проект. Основную роль в нём будет играть рисунок со схемой изделия и размерами.

Обсудить статью на форуме

Определение размеров и мощности

Прежде чем приступить к изготовлению пиролизного котла, следует провести расчёт размеров камер топки и дополнительных отсеков. В качестве исходных данных принимается требуемая теплотворная мощность, определяемая с учётом КПД самодельного котла порядка 75–80%. В домашних условиях можно изготовить твердотопливные котлы мощностью до 20–25 кВт, более производительные агрегаты требуют использования жаропрочных сталей значительной толщины, которые плохо поддаются свариванию в домашних условиях.

Мощность котла и продолжительность его работы определяются объёмом камеры газификации. Без учёта КПД теплотворность большинства распространённых пород древесины составляет около 4–5 тыс. ккал/кг, что примерно соответствует 4–4,5 кВт·ч тепловой мощности. Эти значения применимы только для древесины с влажностью не более 25%. Суть расчёта проста — определить требуемую мгновенную мощность и умножить её на количество часов работы. Стоит помнить, что пиролизные котлы даже совершенных конструкций имеют предельную продолжительность работы не более суток, а самостоятельно произведённые агрегаты следует рассчитывать максимум на 12–15 часов непрерывного горения.

Объём камеры закладки определяется из расчёта 2 литра на каждый килограмм дров. К полученному значению нужно добавить около 30%, ведь в пиролизном котле используют неколотые чурки, которые невозможно уложить вплотную. Размер камеры сгорания газов должен составлять не менее 30–40% от объёма камеры газификации. Наиболее выгодной считается структура котла, в которой две камеры расположены одна над другой, имеют одинаковую форму, но отличаются по высоте.

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.

Изготовление пиролизного котла

Эффективность этого вида установок на дровах стала причиной их популярности у мастеров, которые могут изготавливать твердотопливные котлы пиролизного типа собственными силами из имеющихся материалов. Процесс этот достаточно трудоемкий и требующий навыков выполнения слесарных и сварочных работ, некоторого минимума инструментов и оборудования:

• аппарат для электросварки;
• угловая шлифовальная машина;
• дрель электрическая;
• набор слесарных инструментов.

Если имеются навыки, инструменты и большое желание, то можно изготовить агрегат, используя следующий чертеж пиролизного котла на естественной тяге:

1 – воздушный канал; 2 – дверца для загрузки топлива; 3 – дверца вторичной камеры; 4 – заслонка прямой тяги; 5 – первичная камера; 6 – верхняя крышка; 7 – входной канал для подачи воздуха; 8 – воздушная заслонка; 9 – патрубок для группы безопасности; 10 – вторичная камера дожигания; 11 – патрубок присоединения дымохода; 12 – форсунка; 13 – жаротрубный теплообменник.

Материалом для изготовления камер может служить жаропрочная легированная сталь, но это дорогой материал, поэтому мастера берут простую углеродистую сталь толщиной 5 мм. Для защиты ее от высокой температуры в нижней части топки выполняется футеровка пиролизного котла огнеупорным кирпичом. Им же нужно защитить днище вторичной камеры, куда направлен факел пламени. Для обшивки водяной рубашки применяется листовой металл толщиной 3 мм, его приваривают к ребрам жесткости из полосовой стали. Из такого же металла изготавливают дверцы, крышку и обрамление проемов.

Передачу тепла от дымовых газов устройство котла предусматривает через жаротрубный теплообменник, находящийся внутри водяной рубашки. Для его изготовления подойдут бесшовные стальные трубы из углеродистой стали наружным диаметров 48 или 57 мм. Количество труб следует подобрать по необходимой площади поверхности теплообмена, для чего выполняется расчет пиролизного котла.

Учитывая, что топливо в пиролизных агрегатах горит долго (до 12 часов) и продуктивно, некоторые владельцы классических установок прямого горения задумываются о том, можно ли их модернизировать. Такая переделка твердотопливного котла в пиролизный возможна, но при условии, что топка агрегата сделана из металла, а не чугуна. Колосниковая решетка убирается и с помощью электросварки на ее месте закрепляется перегородка, разделяющая главную топку и зольник, который будет выполнять роль вторичной камеры. Между ними устанавливается форсунка. Кроме этого, понадобится организовать подачу воздуха в обе камеры, надо изготовить воздушные каналы и установить их, как показано на чертеже.

Как правило, переделка котла в пиролизный происходит не на заводских агрегатах, а на самодельных, это расширяет возможности для усовершенствования конструкции. Можно менять проходное сечение форсунки, размеры обеих камер или площади поверхностного теплообмена, добиваясь наилучших показателей длительности горения и повышения КПД установки.

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.

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.

Схема работы

1. После того как дрова разгорелись, заслонка закрывается и начинается стадия тления.
2. В камеру нагнетается кислород, в небольшом количества, но в достаточном чтобы поддерживать тление.
3. В это время происходит выделение пиролизных газов.
4. Газы попадают во вторичную камеру сгорания где соединяются с кислородом, который искусственно нагнетается.
5. Происходит процесс сгорания смеси с выделением тепла. Часть энергии уходит на теплообменник для прогрева теплоносителя, часть уходит в первичную камеру для поддержания процесса пиролиза.
6. Отработанные продукты горения выходят через дымоход, проходя при этом через дополнительный теплообменник и отдавая оставшееся тепло.

Весь процесс сгорания происходит под контролем системы терморегулирования. Ее можно настроить на определенную температуру в помещении.

Рабочая схема печи

Схема котла

Возвращаемся к теме нашей статьи. Самостоятельно собрать печь длительного горения пиролизного типа очень сложно. Для этого вам потребуется внушительный список материалов. Да и навыки работы с определенными инструментами также пригодятся. К примеру, вы должны быть профессиональным сварщиком. Добавим, что для изготовления такого котла вам придется изрядно раскошелиться. Но даже это будет в несколько раз дешевле, чем приобретение агрегата заводского исполнения.

Перед тем как приступать к реализации намеченного плана, рекомендуем найти в интернете схему конструкции, рассчитать ее мощность и только после этого переходить к подготовительным работам. Самая распространенная схема пиролизного котла — это агрегат Беляева мощностью 40 кВт. Он обеспечит теплом достаточно большой частный дом. Но это лишь один вариант. Даже котел Беляева можно немного видоизменить, чтобы снизить или увеличить производительность отопительного прибора. К примеру, можно немного уменьшить или расширить топку.

Следует отметить один интересный факт. Очень часто в печах длительного горения в качестве теплоносителя используется не жидкость, а воздух. Для этого по всем помещениям дома устраивается трубопровод, по которому и движется горячий воздух. Данная конструкция прокладывается или по потолку, или по стенам. Обратка располагается у пола, и в ней охлажденный воздух движется самотеком к печи. Очень даже эффективная схема, особенно, если хозяева редко посещают загородный дом. В таком варианте теплоноситель никогда не замерзает.

4 Основные требования к топливу

Эффективность твердотопливного котла будет во многом зависеть от качества топлива. Рекомендуется использовать хорошо просушенную мелкую щепу различных пород древесины. К опилкам предъявляют следующие требования:

• Плотность сырья. Именно от этого показателя у опилок будет зависеть эффективность работы котла. Чем меньше плотность материала, тем больше показатели теплоотдачи. Предпочтительно использовать опилки от фрезерных станков, имеющие плотность на уровне 120 килограммов в кубическом метре. При использовании топлива с такими характеристиками от 250 грамм сырья можно получить около 1 кВт тепловой энергии.
• Влажность опилок. Мокрые продукты деревообработки плохо горят, существенно снижая эффективность отопления помещения. Предпочтительно использовать качественно просушенные опилки, влажность которых не превышает 20%.

Отдельные модификации котлов, в которых реализована функция автозагрузки топлива из бункера, не могут работать с опилками, имеющих влажность более 40%

Поэтому качеству просушки стружки необходимо уделить должное внимание. Для удобства загрузки и хранения такого топлива часто используют прессованные опилки, которые предлагаются по доступным ценам, что существенно уменьшает расходы на обогрев частного дома

Преимущества и недостатки

К преимуществам пиролизных котлов относят:

• Принцип действия устройства позволяет высокого достичь КПД до 85%, так как топливо сжигается практически без остатка.
• Суточная загрузка топлива производится не более двух раз в сутки.
• Экономия топлива достигается возможностью производить регулировку подачи тепла в отапливаемое помещение.
• Экологичность отопительного прибора.

Пиролизные котлы, применяемые в быту, являются требовательными агрегатами:

• Обезводненное топливо свыше 30% резко снижает КПД. Это объясняется необходимостью расходовать дополнительно энергию на испарение и разложение водяного пара.
• Технические характеристики котла, полученные расчетным путем, могут быть достигнуты только в случае применения топлива, которое имеет в своем составе значительное количество сложных органических соединений.
• В процессе горения образуется сильная струя газов, которая обладает высокой химической активностью. Этот фактор обуславливает необходимость использования для устройства камеры сгорания высококачественных материалов.
• Небольшой предел регулировки по мощности. Предел форсирования котла составляет максимум 50%.
• Существенная стоимость.

Итоги

Монтаж системы отопления водогрейного котла можно выполнить своими руками. Но для этого нужно правильно выбрать и рассчитать ее параметры. Изначально выбирается схема подключения твердотопливного котла, оптимальная для конкретного объекта. Затем необходимо подобрать радиаторы, рассчитать гидравлическое сопротивление сети, определить диаметры сетевых трубопроводов, вычислить объем воды в системе, подобрать мощность оборудования. Чтобы избежать досадных ошибок, эти работы лучше доверить специалистам – расчет системы отопления выполняется на стадии проектирования в части ОВ.