Что такое пиролизный котел для отопления частного дома

Содержание

Пиролизный котел своими руками

Что такое пиролизный котел для отопления частного дома

52054 просмотров

На сегодняшний день в России огромное количество населенных пунктов, где отсутствует магистральный газопровод, поэтому приходится отапливать помещения электричеством или доступным твердым топливом. Конечно, последний вариант гораздо более экономный, но при этом очень трудоемкий.

Приходится постоянно контролировать количество топлива в котле, следить, чтобы не прогорел, чтобы не пришлось растапливать заново. Выходом из такой ситуации являются пиролизные котлы, которые также работают на твердом топливе, но при этом оптимизирован процесс горения. Стоимость такого котла выше, чем у обычного, но его вполне можно изготовить самостоятельно.

Мы расскажем, как сделать пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы, приведем рекомендации специалистов и видео-уроки.

Фото 1 Принцип работы пиролизного котла

Принцип работы

Оценить преимущества пиролизных котлов невозможно без понимания общих принципов работы. И изначально, что такое пиролиз?

По сути, это разложение природных соединений при минимальном количестве воздуха. В стандартном котле дрова сгорают при температуре 900-1200°С при нормальном доступе воздуха, на одну закладку дров уходит около 3-4 часов с выделением порядка 4900 калорий тепла.

Таблица 1 Теплотворная способность дров разных пород древесины

В пиролизном котле твердое топливо сгорает при меньшей – 300–850°С температуре, при этом происходит распад на следующие элементы – на твердый осадок и газ. При отсутствии кислорода в отдельной камере горючий (пиролизный газ) вступает в реакцию с углеродом и дополнительно перерабатывается, за счет чего увеличивается теплопроводность.

Таким образом, при сухой перегонке (процесс пиролиза) помимо твердого топлива дополнительно сгорает твердый осадок и одновременно с ним пиролизный газ. Все это в комплексе увеличивает время прогорания одной закладки дров до 12 часов (сравните с обычными 3-4 часами) и коэффициент полезного действия котла до 85-90% при стандартных 65-70%.

Плюсы и минусы оборудования

Любой агрегат отличается как положительными, так и отрицательными характеристиками. Для того, чтобы сделать правильный выбор, их необходимо адекватно оценить.

Плюсы:

  • поддержание определенной температуры горения в автоматическом режиме;
  • увеличенное время прогорания закладки на фоне повышенного КПД котла;
  • возможность использовать различные виды твердого топлива, вплоть до продуктов переработки деревообрабатывающей и сельскохозяйственной промышленности.

Не рекомендуется использовать более трети общего количества топлива полимеры и резину.

Минусы:

  • большие габариты котла за счет увеличенной камеры сгорания;
  • особые требования к твердому топливу – дрова должны быть совершенно сухими

При закладке топлива даже 25% влажности замедляется процесс выделения газов, что приводит к снижению температуры теплоносителя и падению эффективности.

  • энергозависимость – во время работы котел потребляет электричество для работы вентилятора, создающего принудительную тягу, и автоматики;
  • цена – это самый главный недостаток, который заставляет отказаться от покупки.

Именно поэтому мы предлагаем сделать пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы смотрите дальше в статье.

Устройство котла

Принципиальная разница стандартного и пиролизного котла заключается в том, что в первом варианте 1 камера сгорания, а во втором – 2, между которыми пролегает колосниковая решетка, в нижней сгорают собственно топливо и твердый остаток, а в верхней – пиролизные газы. Именно такая организация топочных камер позволяет оптимизировать процесс, увеличить время сгорания топлива и максимально увеличить эффективность.

Фото 2 Схема устройства пиролизного котла

Процесс пиролиза возможен только при ограниченном доступе воздуха, когда топливо не горит, а фактически тлеет, выделяя большее количество газа.

К числу особенностей пиролизного котла относится и повышенное аэродинамическое сопротивление в дымоходе за счет отсутствия воздуха и реакции углерода с пиролизным газом. Принудительную тягу обеспечивает электровентилятор, собственно, именно по этой причине пиролизные котлы и относятся к категории энергозависимого оборудования.

Стоимость самодельной модели

Безусловно, основная причина, почему принимаются за изготовление пиролизного котла своими руками, ищут чертежи и принцип работы – банальная экономия.

В среднем по регионам стоимость готового котла варьируется от 36 000 руб. (мощность 10 кВт, площадь 100 кв.м.) до 140 000 руб. (мощность 38 кВт, площадь 300 кв.м.).

При самостоятельном изготовлении котла получается сэкономить от 500 до 1500 у.е. за счет стоимости материалов и личного труда.

1 Пиролизный котел 15-25 кВт – изготовление и испытание

В любом случае, этот вид работ нельзя назвать недорогим или легким, поэтому прежде чем решится сделать пиролизный котел своими руками, оцените свои возможности изучите все чертежи и подберите именно те материалы которые необходимо.

Как сделать пиролизный котел

Инструменты:

  • электродуговая сварка и 3-4 пакета электродов;
  • дрель;
  • малая болгарка (круг 230).

Фото 3 Процесс сварки металла

НаименованиеРазмерыКоличество
ТрубаØ 57 мм, толщина стенки 3,5 мм8 м
Ø 159 мм, толщина стенки 4,5 мм1 м
Ø 32 мм, толщина стенки 3.2 мм1 м
Профильная труба60×30 мм, толщина стенки 2 мм1,5 м
80×40 мм, толщина стенки 2 мм1 м
20х20, толщина стенки 2 мм
Полоса стальная20х4 мм7,5 м
30х4 мм1,5 м
80х5 мм1 м
Шамотный кирпич15 шт
Лист металлический4-5 мм7-10 кв.м.
Круги для болгаркиØ 230 мм10 шт
Ø 1255 шт
Датчик температуры1 шт
Дутьевой вентилятор1 шт

Фото 4 Дутьевой вентилятор

Этот перечень не предусматривает ассортимента слесарного инструмента и некоторых вспомогательных деталей. Вполне возможно, что некоторые из них придется докупать – но в целом, даже на этом этапе можно рассчитать себестоимость котла.

Чертеж пиролизного котла (по схеме Беляева) 25-40 кВт

Фото 5 Подробный чертеж пиролизного котла

Если есть возможность, сделайте 3D схему внутреннего строения котла, чтобы понять основу его строения и приступить к изготовлению.

Фото 6 3D схема внутреннего строения котла с размерами

Процесс изготовления своими руками

Резка болгаркой никогда не даст идеально ровного среза – так может рубить металл только гильотина. Не стоит экономить на рубке металла, это может дорого обойтись.

  1. Приобретая металлические листы и трубы на металлобазе, заранее договоритесь о том, чтобы разрезать их на необходимые фрагменты. В дальнейшем это значительно сократит время и даст возможность получить ровные швы.

Фото 7 Рубка металла

  1. Из двух частей начинайте собирать камеры котла – сгорания и газовую
  1. Когда сделаны обе камеры, к их задней части привариваете воздухоотводы и стенку. На фото для удобства канал сделан из швеллера, но также можно его сделать и из профтрубы 60х30, для чего предварительно нарежьте небольшие вентиляционные отверстия.
  1. В топочной камере делаете отверстие для воздушной трубы и привариваете к ней патрубок. Обратите внимание, эта труба должна быть соединена с котлом профтрубой 20х20.
  1. Изготовление трубчатого теплообменника – на заготовке вырезаете несколько отверстий под трубу D57 мм.
  1. Труба D57 мм нарезается на куски равной величины, которые после выставляются на пластину и привариваются по периметру.
  1. Далее теплообменник приваривается дуговой сваркой к котлу и делается дроссельная заслонка
  1. На камеры приваривается передняя стенка, где предварительно нарезаются 2 отверстия – для трубы входящего и выходящего воздуха
  1. Далее приваривается крышка и боров на место заслонки
  1. Собрали всю внутреннюю начинку котла, после чего необходимо болгаркой или металлической щеткой тщательно зачистить места сварки.
  2. Внешний кожух на котле делается из листа 4 мм и уголков
  1. Для того, чтобы скрепить внешний кожух с уголками, следует сделать на заготовке небольшие отверстия. Каждое из них следует приварить, чтобы лист и кожух качественно соединились
  1. Проверка герметичности котла с помощью воды – закройте заглушками отверстия для движения теплоносителя и наберите в него воду. Если в каком-то месте протекает, сделайте пометку, чтобы сразу переварить это место. Котел должен быть полностью герметичным
  1. Верхнюю крышку необходимо дополнительно утеплить
  1. Для регулирования работы воздушных заслонок понадобятся резьбовые шпильки
  1. Котел полностью закрывается внешним кожухом, а из профтрубы делается воздохоотводная труба.
  1. Навариваются петли и надевается дверца. Ее лучше изготовить из чугунных пластин, а для футеровки (защиты от повреждений) использовать кирпич.
  1. Нижняя камера также подвергается футеровке из огнеупорного кирпича – его следует нарезать и обточить так, чтобы камера плотно прилегала
  1. Для того, чтобы котел соответствовал заявленной мощности, заслонка в нижней камере должна отвечать определенным параметрам. При укладке кирпича обязательно его учитывайте
  1. На воздуховодную трубу (из профильной) наваривается дутьевой вентилятор для создания принудительной тяги в котле
  1. Нижняя камера также зашивается в кирпич, чтобы максимально ее обезопасить и оптимизировать процесс горения.
  1. Для улучшения работы котла рекомендуется сделать турбозавихрители, с одной стороны они улучшают теплопередачу, с другой – прочищают трубы от отложений.
  1. Перед тем, как запускать пиролизный котел, необходимо проверить, насколько герметичными получились швы по тому же принципу, как и в пункте 13 (см.выше). Но одновременно с водой, необходимо создать давление 3-4 bar. Для этого можно использовать специальный опрессовщик – при доведении давления, смотрите, насколько быстро оно падает. Если быстро – где-то протекает, ищите это место. Если стабилизировалось – все отлично.
  1. Обязательно установите на котел группу безопасности, куда входят манометр, аварийный клапан сброса давления и воздухоотвод. При увеличении давления свыше 3 бар, будет происходить автоматический сброс.
  2. Для того, чтобы максимально обезопасить работу котла и сделать его эксплуатацию беспроблемной, рекомендует установить блоком автоматики. О том, как это работает и для чего нужно такое автоматическое управление, посмотрите в видеоинструкции

2 Автоматика пиролизного котла

Первый запуск

  • При первом запуске котла соедините его с дымоходом и наполните водой

Категорически запрещено проверять работу пустого котла и без термометра.

  • В нижнюю камеру кладете бумагу и на нее буквально 2-3 полена (много для проверки работы котла не надо), закрываете плотно камеру и открываете дроссельную дверцу. Когда включился вентилятор, поджигаете бумагу.
  • Когда все дрова занялись огнем, заслонка закрывается, чтобы топливо начало тлеть («томиться»), в этот момент начинает работать пиролизный процесс
  • В нижней камере контролируйте, когда загорится факел горения. Как только он загорелся, отмечайте время, за которое теплоноситель практически закипит.
  • При достижении теплоносителем 100С выключайте вентилятор, факел тоже сразу погаснет.

Заключение, отзывы, советы

Как видим, изготовление пиролизного котла своими руками – дорогостоящее и трудоемкое мероприятие, которое окупится только через 3-5 сезонов. Но в любом случае, это выгодно, поскольку получается сэкономить не только на материалах, но и сделать такое оборудование, которое подойдет под конкретное помещение.

Источник: http://www.PortalTepla.ru/tverdotoplivnie-kotli/piroliznij-kotel-svoimi-rukami/

Эффективность увеличена в разы! Пиролизный котел: что это такое, принципы его работы

Что такое пиролизный котел для отопления частного дома

Пиролиз широко применяют в разных отраслях промышленности. Востребован этот химический процесс и для обогрева жилых площадей.

Пиролиз происходит при любом виде твёрдого сырья:

  • Дрова.
  • Мелкие ветви или древесные опилки.
  • Брикеты.
  • Торф.
  • Бурый уголь.
  • Пеллеты.
  • Кокс.

Однако наиболее эффективно пиролизный агрегат работает на топливе с повышенным уровнем выхода летучих веществ — на древесине толщиной 80—100 мм. Вместе с ними используют пеллеты или древесные отходы.

Внимание! Использовать только опилки или пеллеты нецелесообразно — с ними котел не вырабатывает тепло или же его КПД снижается до минимума.

Пиролизный котел: что это значит, его устройство

Конструкция пиролизного котла выглядит следующим образом:

  1. Дымоход.
  2. Блок управления.
  3. Загрузочный бункер.
  4. Форсунка.
  5. Камера сгорания.
  6. Теплообменник.

Отопительный котёл на основе пиролиза представляет собой двухкамерный агрегат — в этом его особенность. химическая реакция в этих камерах:

  1. Камера загрузки или газифицирующая камера. Здесь происходит предварительное термическое разложение сырья. Органика под воздействием высоких температур превращается в горючий газ. Для поддержания тления в камеру направляется первичный воздух. Горение при температуре 300—800 °C.

Фото 1. Камера загрузки топлива в пиролизном котле. Внутренняя отделка выполнена шамотным кирпичом.

  1. Камера сгорания. После тления выделенный воздух и газ попадают сюда. Здесь образовавшийся газ горит, как обычный природный. Температура в среднем 1200 °C. Именно на этом этапе выделяется очень много тепла, необходимого для отопления. В то же время происходит сильное аэродинамическое сопротивление, поэтому необходима принудительная тяга, роль которой выполняет дымосос.

Два пространства между камерами разделяет колосник, в который загружается топливо. Там оно поджигается и запускается дымосос. Колосник препятствует выходу тепла из верхней камеры загрузки и обеспечивает лёгкий поток первичного воздуха.

Пиролизные топки оснащены переключателями тяги, которые разжигают топливо. Таким образом, в начале розжига котёл функционирует как устройство прямого горения, а после закрытия задвижки переключается на пиролиз.

Виды пиролизных устройств, характеристики

Котлы на основе пиролиза различаются по своему строению. Так, существуют:

  • Камера дожига сверху. Встречается редко. Преимущества конструкции в том, что дымовой газ беспрепятственно проходит в камеру дожига, а после догорания сразу попадает в дымоход для дальнейшего охлаждения. Среди минусов — расположение дымовой системы неэкономичное, так как изначально требуется больше расходного материала для изготовления подобной конструкции.

Фото 2. Пиролизный котел с нижней камерой дожига. Стрелками указаны составные части устройства.

  • Камера дожига снизу. Самый распространённый и наиболее комфортный тип конструкции. Пользователю удобно закладывать дрова, так как камера находится не на полу. А также камера имеет прямой выход в нижний дымоотвод, а оттуда — в дымоход. Однако подобная конструкция имеет также свои недостатки. Так, из загрузочного отсека зола засоряет вторую камеру, поэтому её чаще чистят. Кроме того, нужно обеспечивать усиленную тягу, чтобы дым продвигался вниз.

А также пиролизные котлы различаются по типу используемой тяги:

  1. Естественная тяга. Нет необходимости в электрике. Однако для эксплуатации нужен довольно высокий дымоход с мощной естественной тягой, что будет стоить дорого.
  2. Принудительный наддув и тяга. Котёл становится энергозависимым, впрочем, повышается скорость выхода на режим. Такой агрегат оснащается вентиляторами и дымососами, которыми управляет автоматика — полностью пропадает зависимость от погодных условий и повышается эффективность горения. Этот тип топки может работать с максимальным уровнем КПД на протяжении 4—5 часов, а это на 20% больше, чем у котла с естественной тягой.

По способу отопления выделяют два типа пиролизных устройств:

  • Для водяного отопления. В качестве теплоносителя выступает вода, которая нагревается в теплообменнике, затем разливается по трубам в радиаторы. Температура поддерживается за счёт постоянной циркуляции.
  • Для воздушного отопления. В бытовых условиях используется значительно реже. Зачастую применяют для обогрева хозяйственных построек или на производствах. Тепловая энергия распределяется в помещении с помощью тёплых воздушных масс. Они прогреваются в результате сгорания сырья. Тепло распределяется посредством алюминиевых труб и нагнетателей. Такая система управляется автоматикой, поэтому владелец с лёгкостью может настроить её в соответствии со своими потребностями.

Вам также будет интересно:

При выборе агрегата на основе пиролиза обращают внимание на его ключевые характеристики:

Качество корпуса. Раньше корпус топки изготавливали преимущественно из чугуна.

Теперь производители выпускают цельносварной корпус из листового материала.

Главное здесь — его толщина.

Она зависит от мощности котла:

  • 15—65 кВт: внутренние конструкции 5 мм, наружные — 4 мм;
  • 75—110 кВт: внутренние — 6 мм, внешние — 5 мм;
  • 135—195 кВт: внутри — 8 мм, снаружи — 6 мм;
  • 200 кВт и более: внутренние составляющие — 10 мм, наружные — 8 мм.

Мощность. Этот показатель зависит от отапливаемой площади. Существует множество методик определения мощности. Самый простой и оптимальный среди них — брать за основу 1 кВт на 10 квадратных метров отапливаемой площади.

Специалисты рекомендуют агрегат с 10% запасом мощности. Так, для помещения на 120 метров квадратных подойдёт котёл на 16 кВт. Если площадь территории 160 метров квадратных, мощность устройства должна составлять не менее 18 кВт, и далее по такому же принципу.

Справка. Если высота потолков в отапливаемом помещении превышает 3 м, для каждого дополнительного метра добавляется мощность котла на 1—3%.

Энергоэффективность. Обозначает соотношение полезной теплоты, которая была израсходована, с объёмом затраченного сырья. Этот показатель зависит в основном от топлива. Так, для эффективного прогревания необходимы исключительно сухие расходные материалы.

Впрочем, учитывают также объем загрузочной камеры, которая вмещает дрова до 60—65 см. Кроме этого, обе камеры покрывают специальным слоем керамобетона — он поддерживает подходящую температуру внутри. В результате топливо сжигается более качественно и эффективно.

Важно! Оптимальным считается котёл, который обеспечивает не менее 10 непрерывных часов горения сырья и служит бесперебойно на протяжении 20 лет.

Стоимость. Пиролизные котлы стоят дороже других типов отопительных котлов. Однако и здесь есть варианты. Так, отечественные в 2—3 раза дешевле импортных, а по характеристикам не уступают заграничным аналогам.

Плюсы использования

После одной закладки такое устройство работает бесперебойно до 12 часов, то есть догружать его приходится в 2 раза реже, чем другие твердотопливные котлы.

Однако все зависит от типа: обычная топка с дровами работает порядка 4 часов, а с верхним горением — в среднем 30 часов на дровах и 5—7 дней на угле.

Такой эффект обеспечивается за счёт регулируемого процесса горения. Во многих современных моделях автоматическое регулирование работы. Длительность горения также зависит от объёма жилой площади, температуры воздуха в помещении и на улице, конструкции агрегата и его мощности.

Меньший расход сырья, реже нужно прочищать газоходы и зольник.

В результате тления древесины или подобных видов топлива выделяется в 3 раза меньше вредоносных веществ, чем в иных твердотопливных котлах. К тому же вредоносные выбросы в атмосферу минимизируются под воздействием горячей температуры в верхней камере.

Для сжигания подходят даже крупные неколотые дрова. Кроме этого, двухкамерное сжигание снижает избыток воздуха в уходящем газе, что тоже повышает экономию. По сравнению с другими типами твердотопливных котлов экономичность пиролизных агрегатов выше на 5—8%.

Минусы

  1. Энергозависимость. Чаще всего такие котлы не могут работать без дымососа. Для принудительной тяги необходима система с генератором. Вентилятор использует электроэнергию в размере не менее 80—100 Вт.
  2. Высокая цена. В среднем в 1,5—2 раза дороже других типов.

  3. Чувствительность к влажности топлива. Необходима максимальная сухость. Так, при сжигании 1 кг дров с 20% влажностью, сила работы оборудования составит 4 кВт. Если взять 1 кг дров с 50% влажностью, мощность уменьшается в 2 раза и достигает всего 2 кВт.

  4. Нестабильная работа агрегата при малых загрузках (ниже 50%), нарастание дёгтя в газоотводе.
  5. Большие габариты пиролизного оборудования.
  6. Пиролизные котлы исключительно одноконтурные. Чтобы нагреть воду для бытовых потребностей, потребуется отдельный агрегат.

  7. Невозможно автоматизировать процесс загрузки топлива — загружается исключительно вручную.

Безопасное использование

Функционирование пиролизного котла подразумевает работу на максимально высоких температурах. Поэтому каждый производитель предъявляет высокие требования к монтажу и эксплуатации оборудования.

Установку проводит специалист, имеющий необходимую компетенцию. Котёл размещается в отдельном помещении с хорошей вентиляцией, на агрегат устанавливается дымоход.

Учитывают также следующие правила эксплуатации:

  • При отсутствии достаточной тяги или необходимого теплоносителя котёл нельзя эксплуатировать.
  • Загрузку и розжиг оборудования запрещено доверять детям или каким-либо посторонним лицам.
  • Температура воды в системе труб, идущих через котёл, не должна превышать 95 °C. Если показатель превышен, пламя в камере агрегата на время ослабляют с помощью песка. Параллельно с этим открывают все возможные заслонки дымохода.
  • Котёл сильно нагревается во время работы, поэтому возле него не должны находиться легковоспламеняющиеся материалы и предметы.
  • Модифицировать конструкцию котла и использовать не по назначению категорически запрещено.

Фото пиролизных котлов

Фото 3. Пиролизный котёл, установленный дома. Рядом с ним хранятся дрова для растопки.

Фото 4. Пиролизный котел от производителя Viessmann. Устройство оснащено электронным управлением.

Фото 5. Пиролизный котел с нижним типом загрузки топлива довольно больших размеров.

Посмотрите видео, в котором демонстрируется работа пиролизного котла, рассказывается, как его топить.

Пиролизный котёл — хорошая альтернатива агрегатам прямого горения.

Впрочем, некоторые специалисты рекомендуют покупать пиролизное оборудование в качестве резервного источника тепла в комплекте с электро- или газовым котлом.

Если все же устанавливать пиролизный в качестве основного генератора тепла, понадобятся грамотная проектировка и высококвалифицированные специалисты для монтажа.

Источник: https://ogon.guru/otoplenie/kotli/piroliznie/

Пиролизные котлы для отопления частного дома: разновидности, принцип работы

Что такое пиролизный котел для отопления частного дома

Пиролизные котлы, которые используются при отоплении домов, удалённых от газовых магистралей, – это разновидность твердотопливного котла, т.е. отопительного устройства, работающего на дровах, угле, торфе и других органических материалах.

Приоритетное топливо для них – древесина, которая сгорает практически полностью с минимальными потерями тепла.

Данные виды топлива удобны в применении. В частных домах практикуется ручная загрузка дров или других материалов, на больших предприятиях и производствах – автоматическая. Их мощность достаточно велика, поэтому их нецелесообразно устанавливать в маленьких дачных домах и коттеджах небольшой площади.

Преимущества и недостатки

Любые технические устройства и аппараты несовершенны и имеют явные плюсы и очевидные минусы.

Плюсы:

  • простота обслуживания;
  • возможность регулировать температуру в помещении;
  • единственный оптимальный вариант в местах, где отсутствует газификация;
  • загружать дрова или торф приходится в 1,5–2 раза реже, в отличие от классических твердотопливных котлов, которые топят каждые 10–15 часов;
  • экологичность, топливо сгорает почти полностью, не выделяя в атмосферу завышенного количества дымовых газов с токсичными веществами;
  • удобство чистки, так как в самой камере и внутри дымовой трубы остается малое количество золы;
  • теплоноситель быстро нагревается до оптимальной температуры около 60 °С.

Минусы:

  1. средняя цена в 1,5–2 раза выше стоимости традиционных твердотопливных устройств;
  2. все пиролизные котлы – одноконтурные аппараты, обеспечивающие только отопление дома;
  3. не предполагают работу с древесиной влажностью более 25%;
  4. отсутствует автоматический режим работы, загрузка происходит вручную.

Если сравнивать аппарат с электрическим или газовым, то он уступит по экологичности, так как имеет выхлопы дыма с примесями. Однако электроэнергия достаточно дорогая, поэтому пиролизные отопительные установки остаются оптимальным вариантом.

Как работает отопительное устройство

Пиролизный котёл в отоплении частного дома имеет свои особенности: он состоит из двух камер. В первой под влиянием высоких температур и малого объема кислорода древесина тлеет и выделяется пиролизный газ (совокупность водорода, метана, этана).

Эта смесь доставляется в камеру сжигания через специальную форсунку и перемешивается с теплоносителем. В конечном итоге в двух отсеках одновременно происходит процесс сжигания пиролизного газа и древесного угля. Благодаря этому увеличивается коэффициент полезного действия установки – КПД и растет продолжительность сгорания одной партии дров.

Суть самого процесса пиролиза состоит в расщеплении сложных органических веществ (например, древесины, угля, торфа) под действием больших температур и недостаточного количества кислорода на простые вещества и соединения.

В отдельных отсеках прогорает не весь объем топлива сразу, а только нужный для поддержания процесса горения. Это и влияет на стабильную мощность системы.

Некоторые установки, помимо прочего, имеют электро- или теплонагреватель.

Он автоматически включается, когда топливо начинает догорать и поддерживает необходимую температуру теплоносителя (воды или воздуха).

Разновидности

Пиролизные котлы для отопления классифицируются на два вида по нескольким критериям.

I – по виду применяемого материала в качестве топлива.

Энергонезависимые Котлы-утилизаторы
Влагосодержание не более 25%Влагосодержание не более 50%
Мягкая древесина длиной 45-60см, диаметр до 200 ммДревесные отходы (хворост, древесная щепка, кора, ДСП), торф, уголь
Время горения 1 укладки – 10 – 15 часовВремя горения 1 укладки – 8 – 12 часов

II – по месту расположения отсека отжига.

С верхней камерой С нижней камерой
Топливо загружается в нижнюю камеруТопливо загружается в верхнюю камеру
Газ поднимается вверх и удаляется через дымоходОтработанные вещества уходят в нижнюю трубу
Прогоревшая зола не попадает в отсек дожигаПрогоревшая зола попадает в отсек дожига
Частая чистка не требуетсяНеобходимость частой чистки

Выбор подходящего типа

Приобрести пиролизный котёл для отопления частного дома целесообразно тем, кто имеет возможность покупать просушенную древесину или сушить дрова самостоятельно.

В других случаях можно выбрать тот, в отсеке которого на 80% происходит пиролизное сжигание высококачественного топлива, а на 20% – традиционное. Такие устройства называются комбинированными.

Рекомендуется покупать котлы для дома с камерой, в которую поместятся дрова длиной от 45 до 65 см. Покрытие камер – керамобетон, поддерживающий заданную температуру, качественное сжигание дров и обеспечивающий предохранение стенок от повреждений.

Время сгорания – не менее 10 часов. Срок службы от 20 лет. Материал корпуса – сталь. Она имеет толщину минимум 5 мм.

Это прочный и надежный материал, имеющий один существенный минус – подвержен влиянию коррозии, что понижает эксплуатационные и физико-механические свойства.

Альтернативный вариант – чугунный корпус с повышенной теплопроводностью и устойчивостью к агрессивным компонентам горения.

При выборе важно задуматься об устройстве вентиляции. Существует естественная и принудительная вентиляция. Естественная не требует электроэнергии, но нуждается в высоком дымоходе для создания нужной тяги. Принудительная – функционирует за счёт насосов и электрических устройств, управляемых в ручном режиме, – и более эффективна.

Особенности запуска и эксплуатации

Для того чтобы правильно запустить и эксплуатировать пиролизный котёл для отопления дома, необходимо понимать его отличия от классического твердотопливного.

Оба они имеют две камеры, в которых происходит сгорание древесины, но загрузочный отсек пиролизного котла требует предварительного прогрева. После того, как температура поднимется до требуемых 500–800°С, начинают загружать твёрдое топливо.

Далее шибер – специальные заглушки-регуляторы устанавливают в режим пиролизного горения и включают дымосос.

Соблюдая такую технологию, можно обеспечить постепенное бескислородное сжигание древесины или угля. Пиролизный газ имеет бело-жёлтый цвет, что свидетельствует об оптимальном режиме горения.

Выбор топлива

Пиролизные устройства в теории предназначены для работы на разнообразном топливе: чёрный и бурый уголь, торф, дрова. Продолжительность сгорания, экологичность и цена у каждого своя.

ТопливоВремясгорания, чДостоинстваНедостатки
Мягкая древесинане более 5
  • хорошо сушится
  • не оставляет углей
теплопроводность ниже среднего
Твердая древесинане более 6
  • наибольшая теплопроводность
  • равномерное горение
дают много сажи
Бурый уголь8
  • низкая стоимость
  • простота хранения
  • не взрывается
  • выделение вредных примесей
  • зола требует особой утилизации
Черный угольдо 10

Однако специалисты утверждают, что пиролизные котлы для отопления дома имеют наибольший срок эксплуатации и работают на максимальной мощности только при использовании сухих дров влажностью не более 20% и длиной 45 – 65 см, диаметром до 200 мм. Можно использовать древесные опилки и отходы, но их объем не должен превышать трети загружаемого материала.

В случаях, когда влаги в древесине значительно больше, то образует пар, который снижает теплотехнические характеристики и приводит к образованию копоти и излишнего задымления.

Подбираем производителя и марку

При покупке любой техники всегда стоит вопрос: довериться отечественному производителю или иностранному. Несомненными лидерами являются модели немецких кампаний Buderus и Viessmann.

Они обладают минимальным выбросом токсичных веществ и наибольшим КПД. Часть устройств способна на работу до 24 часов на одной партии горючего материала.

Качество работы контролируют автоматические системы, которые обеспечивают равномерное прогревание камер и сгорание топлива при минимальных энергозатратах.

Ещё один лидер, по отзывам потребителей, – чешская марка Dakon. Эффективность работы и качество сборки аналогичны немецким производителям. Они не уступают по эффективности работы и экологичности.

Однако есть пара усовершенствований. Одно из них – пульт управления котлом и всеми происходящими процессами в нем.

Второе – новый чугунный корпус, позволяющий продлить срок службы и возможность работать в холодное время года на 50% мощности.

Качественные модели производит чешская кампания – ОРОР. Особенность – абсолютная энергонезависимость. Они более приспособлены к работе на угле (бурый и черный уголь). Их КПД составляет около 89%. Для того, чтобы регулировать мощности установки, используют специальные распашные заслонки, которые могут открываться и закрываться.

На рынке отечественных производителей выделяется костромская компания ТеплоГарант. Они выпускают модели с названием Буржуй – К.

Данные установки для отопления в силу своей энергоэффективности используются и в частных домах и на промышленных предприятиях. Устройства выделяются тем, что способны одинаково качественно работать на разных видах топлива.

Они эксплуатируются с материалами большей влажности – до 55%, что делает их более конкурентоспособными.

Цена пиролизных котлов остаётся довольно высокой, от 40 тыс рублей и до 100 тыс. Но спрос на них стабилен и даже растёт.

Данные виды являются незаменимыми отопительными устройствами в районах, где нет магистральных газопроводов.

Благодаря высокому КПД, низким энергозатратам и малым теплопотерям пиролизные котлы способны составлять конкуренцию электрическим и газовым видам.

Общий бал: 10Проало: 1

Рекомендуем! – Энциклопедия Деревянные Дома – NEW

Узнать подробную и расширенную информацию по теме статьи Вы сможете из книги “Деревянные дома”, в которой отражены все этапы строительства дома, начиная с закладки фундамента и заканчивая устройством кровли. Цена книги = 77 рублей.

Вас также могут заинтересовать и другие КНИГИ по строительству домов из дерева своими руками.

Источник: https://1drevo.ru/page/piroliznyj-kotjol-dlja-otoplenija-doma-gde-ispolzuetsja

Пиролизный котел для отопления дома

Что такое пиролизный котел для отопления частного дома

Усредненные статистические данные определяют сезонную потребность в дровах для отопления дома площадью 200 кв. метров в пределах 19-26 кубометров, то есть около 5-6 кубометров в холодный месяц.

При установке в таком доме пиролизного котла потребуется примерно 1,2 куб. метра.

«Секрет» кроется в принципе работы данного отопительного оборудования, способного работать практически на любом твердом топливе.

Пиролизные котлы на древесном топливе

Устройство

На рисунке ниже показана условная схема устройства пиролизногокотла, работающего на древесине.

Схема строения пиролизного котла

Для практической реализации пиролизного эффекта в твердотопливном котле своими руками монтируют камеру сгорания (так называемую топку) с двумя отсеками:

  1. Первый отсек является газифицирующей камерой, в обиходе называемой камерой загрузки, предназначенной для работы с загруженным древесным топливом. Здесь топливо пиролизуется, древесина разделяется на твердый углеобразный остаток и горючие газы.
  2. Второй отсек предназначен для сжигания газообразной фракции, поступившей из камеры загрузки (камера дожигания).

Первичное сгорание древесного топлива происходит в диапазоне температур от 200 до 800 градусов по Ц. Фактически происходит медленное тление древесины, поскольку создан искусственный дефицит атмосферного кислорода.

В процессе пиролиза генерируется летучая фракция, попадающая во второй отсек. Смешиваясь с вторичным воздухом, пиролизные газы сгорают.

Часть выделяющегося тепла направляется для поддержания пиролизного процесса обратно в первый отсек.

Для предотвращения перегрева котла в теплообменник по специальному патрубку в процессе работы подается вода.

Принцип работы

Пиролизом называют разложение веществ на более простые составляющие при воздействии повышенной температуры.

При разложении органических соединений в числе образовавшихся фракций присутствуют горючие газы, которые воспламеняются при смешивании с атмосферным кислородом.

Удельная теплота сгорания пиролизных газов настолько высока, что позволяет их использовать для обогрева жилых помещений.

Отопительные устройства на пиролизном принципе действия должны обеспечивать два функциональных процесса: генерацию горючих газов, последующее их сжигание.

Образующиеся горючие газы при сжигании выделяют больше тепла, чем в случае традиционного использования твердого топлива в простых печах.

Из-за своих газогенерирующих функций отопительные устройства на твердом топливе также называют газогенерирующими котлами.

Сухая перегонка твердого топлива происходит при температуре до 800 градусов С.

Эти условия вполне обеспечиваются температурой сгорающей газовой фракции, то есть правильное устройство обогревателя, выполненного своими руками, позволяет параллельно подсушивать запасы топлива.

Алгоритм

  • Закладка древесного сырья в загрузочную камеру;
  • Выставление регулятора в режим горения до достижения определенной необходимой температуры;

На этом этапе котел работает по аналогии с обычной печью.

  • Прогрев топки;
  • Перевод переключателя в пиролизный режим работы для прекращения свободного доступа воздуха в камеру;
  • Начало медленного тления древесины с выделением СО в больших количествах;
  • Подача газа в камеру дожигания;
  • Обогащение газа кислородом;
  • Сжигание пиролизного газа.

Процесс горения топлива в пиролизном котле

Виды топлива

Теоретически пиролизный котел способен работать на любом традиционном органическом твердотопливном компоненте:

  • кокс, бурый или каменный уголь;
  • древесина – от дров до пеллет;
  • торф;
  • древесные отходы.

Виды топлива для пиролизного котла

Для каждого вида топлива определено время полного сгорания:

  • у дров из мягкой древесины – не более 5 часов;
  • у твердой древесины – не более 6 часов;
  • бурый уголь сгорит за 8 часов;
  • каменный уголь горит дольше всех – 10 часов.

Несмотря на такое расхождение в показателях продолжительности полного горения, наиболее выгодными для применения в пиролизномкотле считается древесина. В чертежах по изготовлению газогенерирующих обогревателей своими руками ориентируются на поленья следующих размеров: диаметр – 200 мм, длина – 400 мм.

При использовании древесных брикетов оптимальным является размер 300х30 мм.

Требования к древесине

Пиролизные системы очень чувствительны к изменениям влажности топлива. Избыток влаги провоцирует выделение большого количества пара. В результате снижаются тепловые характеристики отопительного оборудования, падает мощность котла вплоть до остановки работы. Взаимосвязь теплоты сгорания топлива от влажности древесины показана на графике ниже.

График зависимости теплоты от влажности древесины

Ухудшение работы сопровождают дым и копоть. Для нормального функционирования котла рекомендуемая влажность древесного топлива –не более 45%. Оптимальная цифра для влажности – 20%.

Закладка топлива влажностью 50% дает тепла вдвое меньше, чем древесина с влажностью 20%.

Изготовление своими руками

Котлы, работающие по пиролизномупринципу, заняли прочное место на рынке отопительного оборудования. Но сравнительно высокая стоимость котла вынуждает народных умельцев изготавливать газогенерирующие устройства своими руками в домашних условиях.

Технически грамотные специалисты, получившие в обиходе статус «мастеров-самоделкиных», самостоятельно разрабатывают чертежи изделия и делают тепловые расчеты.

На их практическом опыте основаны некоторые универсальные рекомендации для желающих изготовить для собственных нужд пиролизный котел.

Заготовка корпуса пиролизного котла

Инструмент и материал

Типовые материалы и инструменты для изготовления котла своими руками:

  • Сталь листовая толщиной 4 мм. Для агрегата мощностью 45-55 кВт потребуется 3 листа 1250х2500 мм;
  • Сталь листовая толщиной 2 мм или сталь оцинкованная (для конвекционного кожуха), потребность – 2 листа размерами 1250х2500 мм;
  • При наличии деловых отходов от ранее выполненной работы можно воспользоваться трубами диаметрами от 32 до 159 мм, профильными трубами прямоугольного сечения 60х30 мм и 80х40 мм, стальной полосой шириной от 20 до 80 мм толщиной 4-5 мм;
  • Стальные прутья;
  • Кирпич шамотный;
  • Шнур асбестовый;
  • Комплекты крепежа (болты, гайки, шурупы);
  • Электроды сварочные – 10 кг;
  • Круги отрезные и шлифовальные – не менее 25 штук диаметрами от 125 до 230 мм;
  • Вентилятор центробежный. В зависимости от заданных параметровконструкциив чертежахподбирается соответствующая производительность вентилятора;
  • Блок автоматики для регулировки температуры.
  • Электродрель, болгарка;
  • Сварочный аппарат (лучше постоянного тока).

Этапы

  • Приобретение материалов согласно спецификации рабочих и сборочных чертежей;
  • Раскрой листового материала на заготовки для элементов кожуха котла, деталей камер газификации и дожигания;
  • Выполнение в листовых заготовках отверстий для труб;
  • Предварительная сборка на сварочных прихватках обеих камер;
  • Установка труб в предварительно вырезанных рабочих отверстиях;
  • Изготовление из стальных прутьев колосниковой решетки по месту предварительной сборки и последующая ее установка в камере;
  • Окончательная обварка собранной конструкции камер и труб внутреннего назначения;
  • Обшивка полученной конструкции листовым материалом в соответствии с чертежами кожуха. Специалисты рекомендуют пользоваться временными распорками, чтобы свести к минимуму деформации кожуха при сварке;
  • Укладка шамотного кирпича в камерах;
  • Изготовление по месту загрузочной дверки, подгонка крепления ее к кожуху, навешивание дверки;
  • Монтаж труб с внешней стороны кожуха (подача воздуха, дымосос);
  • «Косметические работы»: зачистка швов, покрытие внешней поверхности котла грунтовкой и слоем термостойкой краски;
  • Установка центробежного вентилятора.
  • Установка и подключение блока автоматики для управления работой собранного изделия.

Требования

  1. К изготовлению колосниковых решеток своими руками следует отнестись с особым вниманием, поскольку их оптимальные размеры существенно влияют на качество работы двухзонной топки;
  2. Для создания условий эффективного прогорания топлива необходима облицовка огнеупорной футеровкой внутренних поверхностей камер загрузки и сгорания изделия;
  3. Металлический корпус котла необходимо устанавливать на бетонное основание на расстоянии от стены не менее 20 см;
  4. Рекомендуется укладка своими руками металлического листа толщиной 1,5-2,0 мм перед топкой котла.

В соответствии с требованиями пожарной безопасности пиролизные котлы устанавливаются в отдельных нежилых помещениях, оснащенных вентиляционным отверстием.

Мифы и реальность.

Всю правду и домыслы про пиролизный котел расскажет автор этого видеоролика.

Пиролизные бытовые котлы, собранные своими руками, получили высокий рейтинг среди владельцев частных построек. Они надежны и эффективны в работе.

Однако для полноценной работы необходимо обеспечить энергонезависимость обогревателя, подстраховавшись на случаи отключения электроэнергии в районе расположения дома.

При частых отключениях энергоподачи владельцы дополнительно к котлу устанавливают генератор или ИБП.

Размещение пиролизного котла, изготовленного своими руками, в специальном помещении

Источник: https://aqueo.ru/otoplenie/kotel/piroliznyjj-dlya-doma.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.