Пиролизные котлы отопления: принцип работы и виды котлов длительного горения

Принцип действия пиролизного котла

Пиролиз – процесс с мощной экзотермией, при котором сложная органика (в нашем случае уголь, древесина, торф, биотопливо в виде пеллет и пр.) Разлагается на более простой состав – твердой, жидкой и газообразной фазы. Для процесса распада нужно обеспечить температуру и ограничить поступление кислорода, что и осуществляется в газогенераторном котле. Для загрузки в топочный отдел котла нужно топливо, имеющее характеристики, удовлетворяющие рекомендациям производителя, в противном случае ожидаемого эффекта не будет. Сгорание происходит при высоких температурах, но одновременно при дефиците кислорода. Дровяное или угольное топливо в подобных условиях не горит с пламенем, а скорее спекается с пиролизным разложением, с выделением энергии намного большим, чем при обычном горении на воздухе. Основные продукты – твердые и летучие фракции (коксовый газ).
Агрегат имеет две камеры, верхняя камера служит для реализации экзотермической реакции пиролиза топлива при температуре от 300⁰С до 800⁰С. Камеры конструктивно самостоятельны и разделяются колосниками и регуляторами – шиберными задвижками. Верхняя газифицирующая камера, в которую и производится загрузка топлива, герметична и кислород в ней в дефиците. На колосниках находится твердое топливо, оно и создает препятствие для отвода тепла, вниз, во вторую камеру, проходит только воздух, и поток его слабый. Результат – медленное тление и процесс разложения, или пиролиз. А результат пиролиза – древесный уголь и пиролизные, или коксовые газы, СО и в малой части углекислый газ.

Смесь пиролизного газа и воздуха также направляется в нижний отсек камеры сгорания, где температуры намного выше – до 1200⁰С, и при горении выделяет тепло, несравнимое по количеству с теплоотдачей от сгорания твердого топлива в воздушной среде. Нижний отсек второй камеры сгорания – ничто иное, как устройство типа форсунки из жаростойкой керамики или шамотного кирпича. Аэродинамика в такой топке дает высокое сопротивление, поэтому тяга реализуется принудительно, включением дымососа. Тепло от сгорания газа и служит для эффективного отопления жилья. По факту, пиролизные котлы работают не на дровах или угле, а на выделяемом газе. Процессы горения газов поддаются контролю легче, поэтому автоматизация газогенераторных агрегатов более совершенна.

Твердая фаза сгорает очень медленно, с постоянным выделением тепловой энергии. Летучий коксовый газ тоже сгорает, и теплоотдача от этого процесса несколько больше, чем при горении твердой фракции. КПД от использования дров и угля возрастает значительно.

Газогенераторный агрегат при всей простоте его устройства можно сравнить с домашним лабораторным комплексом, извлекающим из дров, торфяных брикетов, угля и др. топлива газ — для последующего сжигания со значительно большей теплоотдачей.

Схема пиролизного агрегата считается несложной, чем и привлекает домашних умельцев. Для сооружения котла не требуется специального оборудования, основными условиями называют корпусную часть с нужными параметрами, обеспечение герметичности в топочном отсеке и строгую дозировку поступающего воздуха.

При появлении пиролизных котлов классические дровяные стали считаться устаревшими, несмотря на их цены –вдвое дешевле пиролизных с аналогичной мощностью. Одна загрузка дров в пиролизный агрегат дает время сгорания и подачу тепла в разы большую, чем для привычного котла, работающего на твердом топливе. Окупаются новые агрегаты в короткий срок. Двухконтурные котлы дают еще большую экономию, поскольку горячая вода, в отличие от отопления, требуется жилищу не сезонно, а круглый год. Также называют такой плюс, как возможность применять для топки влажный материал (до 40-50% влажности). Но высушенные дрова более эффективны и экономичны. Дровяные пиролизные котлы завоевали признание в том числе и потому, что во многих регионах и населенных пунктах сухой древесный материал недорог, а зачастую и бесплатный. Сушка влажной древесины в течение летнего сезона также не является проблемой, а расход для пиролизного котла очень экономный.

Работа «принудительных» котлов

Наддув

Компьютерный вентилятор обычной конструкции загоняет в газификатор воздух. От воздушной внутренней магистрали вторичный воздух попадает в камеру сгорания. Давление при этом в рабочей полости выше атмосферного.

Рассмотрим достоинство такой схемы:

• вентилятор самой простой конструкции;
• камера, где происходит процесс сгорания, совмещена с дожигателем;
• при использовании жаропрочных специальных сталей вы сможете обойтись без футеровки, ведь температура свыше 1000 градусов сосредоточена возле сопла, а у самих стен ниже 800 — 900 градусов.

Однако, все перечисленные преимущества не позволяют получить КПД выше, чем 82-84%. Воздух под давлением частично обволакивает заложенное топливо, а внутренняя часть топлива, где происходит пиролиз, получает при этом недостаточно кислорода, причем увеличивать наддув будет бесполезно. К тому же в самой камере, где происходит процесс сгорания, оказывается много воздуха. Температура в сердцевине факела не может превысить 1100 градусов, при этом тяжелые продукты не сгорают, а испаряются в трубу. При этом КПД уже не будет выше 90%.

Особо нужно отметить опасность угарного газа от котла с принудительным наддувом.Так как, если давление в емкости больше атмосферного, то даже микротрещина послужит причиной утечки газов в ваше помещение. Газы не всегда можно распознать по запаху, но они всегда ядовиты и едки.

Откачка

Давление в тракте меньше атмосферного. Разница с наддувом принципиальная. В котлах с дымососом закладка топлива хорошо продувается: давление будет ниже там, куда воздуху труднее проникнуть, а вот тяга будет сильнее. Вторичный воздух можете загонять снаружи: давление его больше, чем в камере сгорания. Поэтому он, стремясь расшириться, взвихривается, перемешивается с пиролизными газами и они сгорают. При этом температура поднимается до 1200 и выше градусов.

Как вы понимаете, КПД здесь повышенное. Его также может повысить, благодаря высокой температуре и сгоранию тяжелых фракций. Также появляется возможность сделать механический «дубовый» терморегулятор. За его основу берется термобиметаллическая пластина в водогрейном контуре, которая изгибается при колебаниях температуры. От нее поступает тяга к дросселю, пропускающему наружный воздух в дымоход. Когда вода перегрелась, заслонка приоткрылась, мотор крутит, как и раньше, прямо от сети или UPS, но наружный воздух, с более высоким давлением, отталкивает часть дымовых газов. Давление в газификаторе и камере сгорания повышается, туда поступает меньше наружного воздуха и пиролиз со сгоранием поутихну.

КПД таких котлов с дымососом может быть выше 90%, а мощность при 100% безопасности и надежности – 100-150 кВт.

Догрузку топлива в данный котел с дымососом вы можете осуществлять без предосторожностей. Дверцу загрузочного люка и ЗПХ можно открывать — закрывать в любой последовательности. В худшем случае вы почувствуете неприятный запах, но нераскаленные яды.

Особенности пиролизных котлов

Традиционные котлы на дровах раздражают тем, что требуют постоянного наблюдения. То есть, каждые 2-3 часа в них нужно подкладывать все новые и новые порции топлива, иначе трубы в доме станут холодными. Особенно туго приходится ночью, когда вместо спокойного сна домочадцы получают головную боль в виде остывающего отопления. С одной стороны, спать в прохладе полезно для здоровья. С другой стороны, встречать утро, отчаянно стуча зубами, не очень приятно.

Классические котлы для отопления дома обладают еще одним важным недостатком – низкий КПД. Топливо в них сгорает очень быстро, большая часть тепла просто улетучивается в атмосферу. Вместе с ним в воздух улетают продукты сгорания, содержащие в себе горючие газы. Их можно использовать для получения дополнительных порций тепла – это и происходит в пиролизных котлах длительного сгорания.

Как вы уже поняли, твердотопливные пиролизные котлы отопления лишены обоих вышеперечисленных недостатков. Они наделяются вместительными топками, сжигая твердое топливо несколько по иному принципу. Вот их основные особенности:

Принцип работы твердотопливного пиролизного котла очень прост. Данный рисунок пускай и не освещает всех нюансов, но передает суть технологии в полной мере.

• Большой объем топки – до нескольких десятков литров. Благодаря этому частота подходов для закладки горючего снижается в несколько раз;
• Пиролизный принцип горения – позволяет получить из того же количества дров гораздо больше тепловой энергии;
• Довольно большие размеры – фактически здесь две топки. В одной медленно сгорают дрова, а во второй дожигаются выделяющиеся из древесины продукты сгорания;
• Низкая температура горения – уменьшает тепловую нагрузку на металл.

Пиролизные котлы длительного горения устроены несколько сложнее, чем их традиционные собратья, зато они обеспечивают существенную экономию топлива.

Следует понимать, что из-за сложной конструкции, часто содержащей в себе элементы автоматики, пиролизные котлы отличаются высокой ценой. Поэтому первоначальные затраты на их покупку могут показаться большими. Но в дальнейшем они себя обязательно оправдают.

Нюансы изготовления

Из вышеописанного становится понятно, что внутри будущего самодельного котла будет происходить много сложных химических процессов и от того, насколько правильно они осуществляются, зависит эффективность, а также безопасность работы агрегата. Поэтому, если был сделан выбор в пользу отработки схемы и сборки самодельного агрегата, к этому процессу нужно отнестись с большой ответственностью.

Решить эту ситуацию можно двумя вариантами:

1. Купить чертежи с пошаговой инструкцией сборки у производителей или людей, которые имеют хороший опыт в проектировании, изготовлении и отработке газогенерирующих котлов.
2. Самому взяться за книги и моделирующие программы, чтобы разработать проект и чертежи пиролизного котла.

При проектировании, отработке пошаговой инструкции, а также изготовлении нужно брать в расчет такие особенности:

1. Материал, из которого будут изготавливаться камеры газификации, сжигания и догорания газа, должен быть сталью с жаростойкой футеровкой. Причина этого — 1000 °С внутри камеры сгорания. Если же использовать стандартную листовую сталь, то она прогорит за два-три сезона. Согласно многим видео чаще всего прогорает под камеры сгорания и догорания.
2. Лучше сделать водный теплообменник. Хотя он сложнее, поскольку требует изготовления двух емкостей, которые соединяются системой труб, он является более надежным и служит дольше. Что касается огнетрубного теплообменника, то он служит меньше, ведь трубы должны быть нагретыми до температуры больше 600 °С. Такой нагрев приводит к быстрому перегоранию. Люди делают выбор таких теплообменников потому, что изготавливать их проще, ведь они представляют собой одну водяную емкость с небольшим количеством размещенных внутри нее вертикальных трубок.
3. Теплообменник размещают только в задней камере. Его не стоит ставить в камерах, где сгорает топливо. Это потому, что он будет впитывать тепло, чем нарушит процессы пиролиза и сгорания газов. КПД станет меньше.
4. Камеры стоит делать круглыми или округлыми. Если схема пиролизного котла будет включать прямоугольные емкости, то КПД будет меньше, ведь та часть тепла, которая расходится по углам, просто исчезнет, не дав никакой пользы. Более того, такая утечка снизит температуру во всех камерах и нарушит процессы, которые в них происходят. Идеальными камерами являются круглые. Они выглядят, как поставленная на сторону бочка.
5. Сопла также нужно делать округлыми. Идеально, чтобы они имели форму круга. Однако такие отверстия быстро загрязняются пеплом и их нужно очищать. Последний процесс вредит футеровке. Поэтому стоит делать выбор в пользу сопла с видом щели, которая проходит через всю длину дна. КПД из-за такого решения падает не очень сильно — до 3%.

Секреты разработки пиролизного котла

Схема пиролилзной печи своими руками.

Чтобы устройство котла было доведено до идеального состояния, желательно выполнить некоторые действия. Под топливный бункер можно установить регулируемый вентилятор наддува. Он предназначен для нагнетания воздуха непосредственно в сам котел. Под воздействием искусственно нагнетенного воздуха происходит ускоренное сжигание топлива. Все эти работы можно провести своими руками. Установка данной техники не требует владения специальными навыками.

Для увеличения количества выделяемого тепла автоматика должна работать слаженно и четко, топливные бункеры должны находиться на оптимальных позициях.

Добиться продления срока сгорания топлива можно в том случае, если при сооружении котла своими руками будет выполнено разделение топливных камер. При этом в одной из них будет происходить сжигание топлива, а в другом будут собираться газы. При использовании двухзонной системы газификации можно добиться энергонезависимости котла и постоянно высокого уровня мощности. Мощность печи, работающей на дровах, можно увеличить, расположив внизу топливных бункеров колосниковые решетки.

Качественным накопителем тепла в пиролизных котлах (в отличие от устройств, работающих на угле) является монтаж перемычки непосредственно в камере сгорания. Автоматика в таком случае выполняет свою непосредственную функцию.

Конструкция пиролизного котла устроена таким образом, что перед подачей топлива в нее дрова нет необходимости измельчать – главное, чтобы они смогли пройти в дверцу печи.

Пиролизные котлы, работающие на дровах, могут функционировать и источать большую тепловую энергию при использовании опилок, брикетов торфа. Некоторые котлы могут работать даже на угле. Установка подобного котла не потребует много сил и времени. Главное – правильно понять принцип его работы и выполнить качественный дымоход

Очень важно, чтобы дымоход обладал достаточной тягой для выдувания остаточных газов. Его не сложно выполнить своими руками. https://www.youtube.com/embed/uKshq2tUe84

Режимы работы газогенераторного котла

Все пиролизные котлы предусматривают работу в трех режимах:

Догрузку топлива следует проводить в быстром темпе во избежание наполнения воздуха угарным газом и тепловых потерь.

Как работают пиролизные котлы

Принцип работы пиролизного котла заключается в генерации горючих газов и из последующего сжигания. Для того чтобы можно было понять, как он работает, следует вспомнить интересный опыт из школьного учебника физика. Там предлагалось заключить немного древесной щепы в стеклянную колбу, заткнутой пробкой с тонкой трубкой. Колба помещалась под горелку, спустя некоторое время в ней начиналась реакция пиролиза. После этого из трубки начинали выходить горючие газы, которые легко поджигались и горели ярким пламенем.

Принцип действия пиролизного котла основан на аналогичной реакции, только в больших масштабах. Здесь задействованы две камеры:

• Камера сгорания – в ней осуществляется предварительный розжиг топлива, после чего дрова находятся здесь в режиме медленного тления, с ограниченным доступом воздуха;
• Камера дожигания – здесь горят продукты пиролиза, рождая тепло, отправляющееся в жаротрубный теплообменник.

Все это хозяйство охлаждается водяной рубашкой.

Изучая принцип работы пиролизного котла, вам может показаться, что эффективность данной методики крайне мала. На самом деле газов выделяется очень и очень много. Если заглянуть в камеру дожигания, мы увидим там мощное ревущее пламя, выделяющее дикое количество тепловой энергии.

Камеры сгорания в пиролизных котлах могут располагаться в любых последовательностях. Например, друг над другом или последовательно, друг за другом. Также встречаются агрегаты, в которых дожигание осуществляется под основной топкой. Регулировка интенсивности горения осуществляется с помощью дутьевого вентилятора или с помощью дверки поддувала. Следует отметить, что диапазон регулировки достаточно большой – при необходимости, пламя может быть потушено практически полностью.

Принцип работы пиролизного котла предусматривает предварительный розжиг древесного топлива. Нам нужно, чтобы дрова хорошо занялись пламенем. Для этого открываются дроссельная заслонка и поддувало, в топку закладывается порция дров с мелкими лучинками для розжига. Поджигаем, дожидаемся появления устойчивого костерка. Теперь наш пиролизный котел готов к полноценному запуску. Производим следующие действия:

Благодаря конструкции пиролизного котла горячий воздух вылетает в дымоход не сразу, а проходит сначала через специальный отсек. Это позволяет системе значительно повысить свой КПД в сравнении с обычными котлами.

• Закрываем дроссельную заслонку;
• Закрываем дверцу поддувала;
• Включаем автоматику;
• Наблюдаем за ростом температуры в системе.

Давайте посмотрим, как работает пиролизный котел внутри – здесь происходит масса интересного. Во-первых, после перекрытия доступа кислорода наше веселое пламя превращается в тлеющие угольки. А во-вторых, после запуска автоматики включается дутьевой вентилятор, продукты пиролиза направляются в камеру дожигания, где начинает бушевать мощное пламя. Такой принцип работы реализуется во всех пиролизных котлах. Различия только в схеме регулировки – где-то за автоматическую регулировку отвечает электроника, а где-то простая механика.

Устройство

Достоинства и недостатки пиролизных котлов

Как и другое отопительное оборудование, пиролизные котлы имеют плюсы и минусы по различным критериям.

Недостатки котлов длительного горения в основном заключаются в их стоимости. Такое оборудование в несколько раз дороже классических устройств прямого горения.

В отличие от стандартных котлов, пиролизным требуется меньшее количество топлива, для того чтобы поддерживать продолжительное время температуру в помещении.

Ещё одним плюсом считается небольшое количество отходов.

При продолжительном горении органики от неё практически не остаётся золы.

К минусам также можно отнести высокие требования к влажности дров. Этот порог не должен быть выше 20%, иначе они не смогут гореть и выделять газ.

Краткий обзор известных брендов

Общепризнанными лидерами в производстве лучших пиролизных котлов считаются немецкие компании BUDERUS и VIESSMANN. Их отличает высокое качество материалов и сборки, надежность в эксплуатации и соответствие всем заявленным в паспорте техническим показателям. Установки полностью автоматизированы, в том числе процесс розжига. Модификация Vitoligno 100-S компании VIESSMANN, работающая на твердом топливе, имеет следующие показатели:

• линейка агрегатов включает в себя несколько моделей в диапазоне мощности 25—80 кВт;
• КПД установок составляет 88%;
• рабочее давление – не выше 3 Бар;
• температура в подающем / обратном трубопроводе – 95 / 55 ⁰С;
• максимальная длина дерева, загружаемого в топку – 0.5 м.

Устройство пиролизного котла длительного горения

Автоматика для пиролизного котла Vitoligno 100-S включает в себя комплект датчиков и контроллер. Вентилятор для создания тяги работает не в качестве нагнетателя, а как дымосос и располагается в тракте дымохода. В процессе работы контроллер Vitotronic 100 FC1 может не только управлять вентилятором, но и трехходовыми клапанами обвязки котла, циркуляционным и сетевым насосами.

Технические характеристики пиролизных котлов длительного горения фирмы BUDERUS также впечатляют:

• линейка моделей в диапазоне мощности 20—40 кВт;
• КПД – 88—90%;
• рабочее давление – 3 Бар;
• температура подачи / возврата – 95 / 55 ⁰С;
• максимальная длина дров – 0.58 м.

Пиролизные котлы buderus

Твердотопливные модели Logano G221 и Logano S121–2 снабжены вентилятором – дымососом, блоком контроля и управления Logamatic и датчиками. Функции автоматизации – все те же, что и у VIESSMANN. Особенность изделий BUDERUS – примечательный внешний вид, который ни с чем не спутаешь. Кроме этого, компания производит не только стальные, но и чугунные пиролизные котлы (модель Logano G221). Изделия обеих фирм достаточно дороги настолько же, насколько качественно они изготовлены и надежны в работе.

Из производителей котельных установок средней ценовой категории следует отметить довольно распространенный чешский бренд VIADRUS и его модель Hefaistos P1. Производитель декларирует приемлемые параметры своего изделия, притом, что стоимость его значительно ниже «немцев». Практика эксплуатации показывает, что агрегаты этой фирмы и других, средней категории стоимости, можно покупать для своего дома, работают они вполне удовлетворительно.

Пиролизные котлы на пеллетах

Наиболее комфортно эксплуатировать пиролизные котлы на пеллетах. Удобство в том, что загружать топку не надо совсем. Достаточно 1 раз в неделю наполнять бункер пеллетами, этот интервал зависит от емкости бункера. Из него шнековый конвейер подает топливо в пеллетную горелку через гофрированную пластиковую трубу. Весь процесс полностью автоматизирован, а в горелках PellTech встроена сплинкерная система автоматического пожаротушения, к которой подводится вода.

Инструменты и материалы

Чтобы смонтировать такой агрегат собственными силами, потребуется следующий набор инструментов и материалов:

• Термодатчик.
• Вентилятор.
• Полосы стали различной толщины и ширины.
• Набор профтруб диаметром 2 мм.
• Листы металлические толщиной 4мм.
• Набор труб различного диаметра.
• Отрезной круг диметром 230 мм.
• Шлифовальный круг диаметром 125 мм.
• Ручная дисковая пила (болгарка).
• Несколько упаковок электродов.
• Сварочный аппарат.
• Электрическая дрель.

Если вы планируете изготовить самостоятельно пиролизный котел, то рекомендуемая толщина стали должна быть 4 мм. Чтобы сэкономить, можно воспользоваться сталью толщиной 3 мм. Для изготовления корпуса устройства потребуется прочная сталь, которая способна выдержать высокий температурный режим.

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:

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

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:

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:

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.

Преимущества и недостатки

К плюсам такой установки можно отнести:

• Самый высокий КПД среди всех твердотопливных котлов, он составляет 90–93%.
• Выделяется примерно в 3 раза меньше вредных веществ, что делает их более экологичными.
• Большой интервал между загрузками топлива, порядка 12 часов для мягких пород древесины и 24 часа для брикетов, пеллет и твердых сортов.
• Низкое количество смол в отработанных газах продлевает срок службы дымоходов.

Недостатки:

• Необходимо топливо низкой влажности. Лучший вариант это 20%.
• Стоимость таких котлов выше всех остальных типов такого оборудования.
• Установка с принудительной тягой делает ее зависимой от электричества.

Как влияет влажность дров на эффективность

Древесина для пиролизных котлов должна быть просушена до 15-20% влажности. Такой результат сложно получить при естественной сушке, поэтому можно считать это главным недостатком такого типа котлов.

Сырые дрова выделяют большее количество водяного пара, который перемешивается с газо-кислородной смесью и снижает ее энергоемкость. Пример такого снижение в цифрах:

• Сжигание 1 кг дров с влажностью 20% – мощность 4 кВт;
• Сжигание 1 кг дров с влажностью 50% – мощность 2 кВт.

Выбор производителя котла

В целом, на сегодняшний день лидерами рынка считаются немецкие компании. Это такие фирмы как Viessmann или Buderus. Стоят качественный модели сравнительно дорого, однако зато отличаются высочайшей производительностью. Хорошее КПД позволяет «заправлять» котел примерно один раз в сутки, что существенно экономит ваше время и усилия. Затраты на топливо в этих котлах тоже снижены, а тепло распределяется по дому более равномерно. Мало того, качественные немецкие модели часто имеют еще и множество автоматических режимов, который порой облегчают жизнь еще более существенно.

Если на модель с немецкой точностью денег не хватает, то советуем сэкономить и купить один из котлов чешского производства.

К примеру, фирма Dakon давно зарекомендовала себя как лидера в линейке бюджетных производителей. По конструкции котлы данной фирмы мало чем отличаются от немецких, работают почти также надежно, при этом стоят на порядок дешевле. Конечно, служат они в итоге меньше, да и таким высоким КПД не могут похвастаться, зато все же позволяют сэкономить. Одна из последних моделей фирмы называется Daman Pyro – она имеет встроенные вентиляторы для равномерной подачи газа, при этом позволяет регулироваться мощность работы, что особенно полезно в периоды потеплений. Корпус модели чугунный, что обеспечивает долговечность.

Пиролизный котел – схема изготовления, основные этапы

Чтобы самостоятельно собрать газогенераторный отопительный агрегат, следует придерживаться следующих требований:

Необходимые элементы следует резать посредством болгарки. Отверстие для загрузки топлива размещается несколько выше, чем у твердотопливных устройств. Для осуществления контроля над поступающим в топочную камеру количеством воздуха, необходимо вмонтировать ограничитель. Его можно изготовить с помощью трубы диаметром 70 мм, при этом длина должна быть немного больше, чем корпус котла. С помощью сварочного аппарата приваривается стальной диск, который совместно со стенками трубы должен образовывать зазор примерно 40 мм. Чтобы установить в крышке котла ограничитель, нужно проделать соответствующее отверстие. Оно должно иметь прямоугольную форму. Отверстие закрывается дверцей, укомплектованной накладкой из стали. Это обеспечит надежное прилегание. Ниже располагается отверстие, предназначенное для удаления воды. С помощью трубогиба необходимо согнуть трубу, предназначенную для перемещения внутри котла теплоносителя. Таким образом обеспечивается максимальная отдача тепла. Регулирование количества теплоносителя, направляемого в устройство, может осуществляться посредством вмонтированного снаружи вентиля. Как только будет выполнен первый запуск оборудования, в продуктах горения не должно быть угарного газа. Если данное условие соблюдается, обвязка пиролизного котла (схема указана) сделана правильно

Важно регулярно следить за состоянием сварных швов устройства и своевременно удалять с него образовавшуюся копоть и золу.

Прекрасным вариантом может стать совместное использование пиролизного котла не с классическим водяным отоплением, а с системами воздушного обогрева. В результате передача воздуха будет производиться по трубопроводам, а его возврат в систему – по полу. Такая система обладает многочисленными достоинствами: при сильных морозах не замерзает, во время отъезда хозяина отсутствует необходимость слива теплоносителя.

Пиролизный котел своими руками изготовление и правила безопасности

к меню

Правила безопасности во время изготовления пиролизного котла

• во время работ используйте перчатки;
• при сварке наденьте защитный шлем;
• при использовании электро-инструментов соблюдайте расстояние не менее 50см;
• детали конструкции храните в защищенном месте — подальше от детей и животных;
• не смотрите на сварку не вооружённым глазом;
• помещение для котла должно быть изолированным от окружающих факторов. В нём неоходимо установить вентиляционную систему;
• стенки и фундамент для котла должны состоят из жаропоглашающих материалов.

к меню

Правила безопасности при эксплуатации самодельного пиролизного котла

• не прислоняйтесь телом к котлу;
• при эксплуатации устройства пользуйтесь перчатками;
• не забывайте подливать воду;
• не оставляйте открытыми камеры для закладки дров и шлака;
• не устанавливайте возле агрегата никаких конструкций, особенно из дерева;
• при удалении шлаков пользуйтесь лопаткой;
• не засовывайте не зашищенные руки в камеры котла.

Пиролизный котел в системе отопления

к меню

Устройство и предназначение

Пиролизный котел для отопления частного дома работает, сжигая топливо при очень высокой температуре и при ограниченном доступе воздуха. Вместо твердого топлива фактически создается новое – специальный газ. Он дополнительно сжигается в особой камере, которая обычно расположена ниже предназначенной для закладки твердого вещества. Соответственно, воздух прокачивается сначала в верхнюю часть, а уже оттуда он попадает в нижнюю камеру. Так как это противоречит законам физики, приходится их преодолевать искусственно, используя вентиляторы либо насосы.

Дефицит кислорода в используемом воздухе помогает сделать сжигание более растянутым, чем в обыкновенных котлах или печах. Удается продлить время отдачи тепла от одной порции дров, к примеру, до 20 часов. Чудес, конечно, не бывает: они отдают тепловую энергию небольшими порциями. Но для теплицы подобное решение оказывается даже плюсом, потому что позволяет поддержать стабильную температуру без перегрева и переохлаждения.

Отдельного разговора заслуживает использование пиролизного котла для бани. Он оказывается практичнее и газового, и электрического нагревательных приборов. По КПД и удобству опережает многие печи, особенно если сравнивать с самодельными конструкциями. Любой пиролизный котел имеет горизонтальный сегмент (так называемый «боров»), который предназначен для соединения конструкции с дымоходом. Толщина стенки в этом месте составляет 4,5 мм, а обычная длина достигает 50 см.

Характеристики пиролизного котла позволяют считать повышенную (в сравнении с простыми твердотопливными альтернативами) стоимость вполне уместной в большинстве случаев. Время использования одной загрузки горючего трудно предсказать заранее, оно зависит от большого числа факторов. В технической документации и популярных описаниях приводятся обычно минимальные и максимальные возможные цифры.

На них оказывает воздействие:

• влажность применяемого топлива;
• температура в доме и на улице;
• качество утепления;
• особенности исполнения отопительной системы.

Сухая перегонка регулируется при помощи форсунки, которая дозирует поступление атмосферного воздуха

Что немаловажно, котлы, работающие на принципе пиролиза, способны сушить хранимые в том же помещении запасы дров или угля. Особенности рабочего режима исключают попадание в жилые помещения не только угарного или углекислого газа, но и более безопасных водяных паров

Большинство конструкций лучше всего работают с очень хорошо высушенной древесиной.

Обзор популярных моделей

Следует понимать, что любой пиролизный котел – это достаточно тяжелый агрегат, который не предназначен для подвешивания на стену. Такие устройства можно применять как для отопления небольшого дома, так и для просторных коттеджей. Как и другие отопительные агрегаты, котлы длительного горения различаются по мощности.

На этот показатель обычно и ориентируются покупатели.

Среди популярных моделей такой техники следует упомянуть:

• Atmos (Украина) – представлены устройствами, которые могут работать и на дровах, и на угле, мощность варьируется в пределах от 14 до 75 киловатт.
• Attack (Словакия) – способны справиться с обогревом площадей до 950 кв. м, некоторые модели способны продолжать работу даже при перебоях с электроэнергией.
• Bosch (Германия) – высококачественная продукция известного бренда, мощность варьируется в пределах 21-38 киловатт.
• Buderus (Германия) представлена линейками Elektromet и Logano, первая хорошо известна в Европе как классический вариант пиролизного котла, вторая – более современные версии, предназначенные для частных домов.
• Gefest (Украина) – высокомощные устройства с КПД до 95%.
• КТ-2Е (Россия) специально разработан для крупных жилых помещений, мощность агрегата составляет 95 киловатт.
• Opop (Чехия) – относительно недорогие котлы, надежные и долговечные, мощность 25-45 киловатт.
• Stropuva (производства Литвы или Украины) с мощностью от семи киловатт вполне подойдут для небольшого дома, но в модельном ряде представлены и более мощные устройства.
• Viessmann (Германия) – идеальный выбор для частных домовладений, мощность стартует с 12 киловатт, применение современных технологий позволяет экономить топливо.
• “Буран” (Украина) с мощностью до 40 киловатт еще один популярный вариант для владельцев больших коттеджей.
• “Логика” (Польша) высокомощные устройства на 20 киловатт с легкостью обогревают помещения площадью до 2 тыс. кв. м, это скорее котел для промышленных нужд: обогрева цехов, офисов, теплиц и т.п.

Выбирая пиролизный котел для частного дома, следует обратить внимание на модели с двумя контурами, чтобы не только отапливать жилище, но и обеспечить его автономным горячим водоснабжением.

Теплообменник для ГВС бывает накопительного или проточного типа. Для последнего варианта используют модели котлов повышенной тепловой мощности.

При желании сэкономить средства, можно попробовать сделать пиролизный котел своими руками. Технология его сборки описана в этой статье.

Принцип работы

Работает котел на твердом топливе, как правило, на дровах, торфе, отходах пиломатериалов, специальных древесных брикетах, угле и пеллетах (гранулах, изготовленных из измельченной древесины, смолы, хвои и т.п.). Особой популярностью пользуются приборы универсального типа, способные потреблять практически все виды твердого топлива.

По способу теплопередачи котлы бывают:

• Воздушными.
• Паровыми.
• Водяными (встречаются чаще всего).

По принципу сжигания топлива:

• Традиционные. Работают на дровах и угле. Принцип действия такой же, как у обычной дровяной печи.
• Длительного горения. Инновационная разработка в области оборудования для отопления. Твердотопливные котлы длительного горения имеют вид удлиненной топочной камеры, окруженной со всех сторон водяной рубашкой. При горении пламя распространяется не снизу вверх, а сверху вниз, напоминая в этом отношении процесс горения свечи. Принцип работы котла длительного горения позволяет достигать полного сгорания топлива. При этом увеличивается промежуток горения одной закладки топлива (до 7 суток). Работает котел длительного горения, как правило, при стабильно высокой температуре теплоносителя, что на порядок повышает его КПД. Бесперебойное и безопасное функционирование таких моделей достигается за счет включения в конструкцию вентиляторов для экстренного тушения, предохранительного клапана и циркуляционной помпы.

• Пеллетные. В качестве топлива здесь используются специальные пеллеты. Такие котлы дополнительно оснащаются автоматической системой подачи пеллет и бункером для хранения топлива. Благодаря электронным датчикам осуществляется контроль наличия топлива внутри топки. Для работы такой системы необходимо стабильное электрическое питание.
• Пиролизные. Уникальное оборудование, где наряду с энергией от горения твердого топлива используется также тепловыделение газов. Это дает возможность небольшой объем топлива обратить в значительную порцию тепловой энергии. В результате достигается повышение КПД котла и снижение вредных выхлопов.

Материалы и топливо

И покупателю и тому, кто решил самостоятельно спроектировать котел, необходимо знать, что камеры сгорания, газификатор и дожигатель без температуростойкой защиты долго не проработают. Технология нанесения и состав защиты является особым секретом любой фирмы, занимающейся производством котлов.

Наиболее предпочтительными видами твердого топлива для данных котлов являются дрова или топливные пеллеты (под них и проектируются промышленные модели). Пирокотел на угле с высоким КПД будет работать до тех пор, пока все летучие не выйдут. А их не так уж и много в каменном угле, а в древесном – их почти нет. После этого идет сгорание углерода с коэффициентом полезного действия, который соответствует печному. Эффективный котел, рассчитанный на длительное горение на угле, нужно проектировать на комбинированном рабочем цикле. При этом цикле заложенное топливо сгорает с поверхности, а цикл пиролиза происходит с горением непосредственно на поверхности топлива.

Устройство и принцип работы котла

Камера первичного сжигания или пиролизная камера напоминает своим устройством топку обычной печи. Твердое топливо (дрова, опилки, древесные или торфяные брикеты, пеллетные гранулы) помещается через загрузочное окно на массивную огнеупорную решетку – колосник, обеспечивающий приток к топливу воздуха, который называют первичным.

Принцип работы котла длительного горения

Пиролизный газ принудительно, реже самотеком попадает во вторичную камеру – камеру сгорания или камеру дожига, в которую осуществляется подача достаточного количества воздуха, который называют вторичным. От контакта с кислородом нагретый до высоких температур (более 300 градусов Цельсия) газ моментально вспыхивает и горит с выделением большого количества тепла. Происходит выполнение главной функции котла – нагрев теплоносителя.

Подробно принцип работы пиролизного котла показан на видео.

Воздух обычно нагнетается принудительно с помощью небольшого вентилятора. Хотя в небольших моделях иногда для создания тяги используют дымосос.

На этой схеме представлено устройство пиролизного котла нижнего горения. Дрова медленно сгорают при малом количестве кислорода и выделяют горючий газ ( )

Наличие принудительной вентиляции можно считать основным отличием пиролизного котла от классической твердотопливной модели. Корпус устройства состоит из двух частей, вставленных друг в друга. Пространство между стенками заполняют теплоносителем, роль которого традиционно выполняет вода.

Температура горения может достигать 1200°С. Вода, находящаяся в наружном теплообменнике, нагревается и циркулирует по системе отопления дома. Остатки продуктов сгорания удаляются через дымоход.

В упрек устройствам, в работе которых используется пиролизный принцип горения, можно поставить относительно высокую цену. Обычный твердотопливный котел стоит значительно меньше. Но в котлах длительного горения дрова сгорают практически полностью, чего о классическом котле не скажешь.

К дровам для пиролизного котла предъявляют определенные требования по размерам и влажности. Подробную информацию можно найти в инструкции изготовителя

Выбирая пиролизный котел, следует помнить, что недорогие модели малой мощности обычно рассчитаны только под дрова. Дорогие модификации способны работать на разных видах топлива.

По способу сжигания топлива котлы длительного горения с двойным контуром можно подразделить на:

• Пиролизные. Оборудованы двумя камерами для сгорания. В одной из них присходит процесс тления и выделения газа для пиролиза, в другой — смешивание полученного газа с кислородом и его сжигание. Оборудование данного типа характеризуется высокой экологичностью — вредных веществ в атмосферу выделяется минимальное количество. В процессе сгорания образуется мало сажи. Если котел оборудован автоматикой, возможна будет и регулировка мощности.
• С верхней камерой горения. Такие котлы очень просты в обслуживании. Количество автоматики для их стабильной работы нужно минимальное, возможно функционирование в автономном режиме работы без электричества. Есть и недостатки — при работе образуется много золы, есть перечень требований к типам топлива. Например, для растопки не подойдет мелкая щепа или опилки.
• Пеллетные. Для растопки такого оборудования используют специальные пеллеты или топливные брикеты в спрессованном виде. Подобные котлы экологичны, экономичны и эффективны, имеют длительный эксплуатационный срок. Один из главных недостатков — высокая цена котла и специальные условия, которые придется поддерживать для хранения топлива. Помещение должно быть сухим, высокая влажность воздуха будет способствовать порче пеллетов.

Какое топливо использовать

Для экономичной и эффективной работы пиролизного котла можно использовать любое твердое топливо: дрова, уголь, торф, пеллеты, другие горючие материалы. Главное условие, необходимое для поддержания процесса пиролизного горения – низкий показатель влажности, не более 20 %. Более влажное топливо необходимо специально досушивать до нужного уровня. Возможность использования отходов древесного, швейного, маслобойного и других видов производства, делает эту печь еще более выгодной в эксплуатации. Содержание древесины при этом должно быть не менее 70%.

Для работы пиролизного котла рекомендуется выбирать твёрдое топливо

В обычных печах дрова нужно подкладывать каждые два-три часа. На зимний период уходит примерно 10 кубометров дров. В пиролизных котлах горение дров продолжается 12 часов, экономия за зиму составляет до 40%. Уголь горит гораздо дольше, до пяти суток, соответственно экономится не только топливо, но и время. Существуют модели, которые оснащены автоматикой для подачи топливных гранул, то есть работают в автономном режиме длительное время.

Плюсы и минусы

Изучить отзывы владельцев и специалистов на конкретные модели, ознакомиться с рейтингами лучших модификаций недостаточно. Следует еще ответить на самый главный вопрос: как соотносятся достоинства и недостатки пиролизных котлов, оправдывают ли они на самом деле вкладываемые средства. И тут как раз универсального ответа быть не может, потому что многое зависит от приоритетов и от особенностей применения оборудования.

Любой пиролизный котел уже в силу конструктивных особенностей имеет встроенную автоматику. Работа в течение многих часов на одной заправке высвобождает много времени и сил. В качестве горючего можно применять почти любые отходы обработки и заготовки дерева, а иногда и не только их.

Оборотной стороной этих преимуществ оказываются:

• привязанность к работе электросети;
• обязательная установка источников бесперебойного питания;
• непригодность сырого дерева;
• невозможность подавать в отопительный контур воду холоднее 60 градусов (она форсирует коррозию);
• невозможность автоматизировать саму загрузку горючего (подача из бункера лишь делает ручную работу реже, но не исключает ее совсем);
• потребность в футеровке шамотными кирпичами;
• повышенная стоимость по сравнению с простыми твердотопливными аппаратами.

Двухконтурные котлы

Сделанный двухконтурный пиролизный котел своими руками является самым правильным выбором, ведь система отопления без ГВС является своеобразным нонсенсом.

Особенности изготовления двухконтурного устройства отопления являются такими:

1. Контур ГВС дополняют накопителем. От полнопоточного контура стоит отказаться потому, что без наличия дорогостоящей автоматики вода в нем может закипеть, из-за чего вся система ГВС может взорваться.
2. Циркуляцию во втором контуре и ГВС стоит делать термосифонной. Благодаря этому теплоноситель будет постоянно двигаться по системе и охлаждаться. Кроме этого, когда исчезнет электроэнергия, горячая вода из крана все-таки потечет.

Змеевик (второй контур) встраивают в ту часть отопительного контура, где температура воды не превышает 80-90 °С. А она наблюдается у выхода подачи. Правда, для реализации такого варианта нужно, чтобы система не была сливной, а также имела мембранный расширительный бачок. Теплообменник ГВС можно размещать и в отсеке, который делается вверху перегородки между топкой и теплообменной камерой. Правда, объем такого контура должен быть большим. Расчет его размеров делают так, чтобы его 5 л и более приходились на 1 кВт мощности котла.

Пиролиз как процесс длительного горения

В двух словах, пиролиз – это медленное горение топлива с выходом продуктов, снова использующихся для генерации тепла. Выделенные атомы не смешиваются друг с другом, представляют собой готовую для использования горючую субстанцию. Суть сгорания заключается в минимальной подаче кислорода для поддержания тления брикетов или дров, но при этом еще и в большой выработке тепловой энергии. Экономия – главное достоинство агрегата.

Преимущества пиролизного котла

Также пиролизный котел обладает следующими преимуществами:

1. Высокий КПД – коэффициент полезного действия. От 85% — это прекрасный показатель, свидетельствующий о том, что топливная энергия преобразуется в тепловую практически без остатка. Для сравнения – газовый котел генерирует 65% энергии.
2. Котел или пиролизная печь – экономичные агрегаты. В пересчете на топливо и затраченные средства, они стоят на втором месте после газового генератора. И, конечно, не сравнимы с электрическими котлами.
3. Агрегаты перерабатывают топливо в два этапа – сжигание древесины и использование выделенного газа. Предусмотренная емкость для накопления горючего газа позволяет устроить второй контур отопления с генерацией горячей воды на собственные нужды.
4. Котёл длительного горения своими руками – обычное дело, так как конструкция проста и требуется обладать лишь навыками сварного дела. Чертежи и схемы найдутся на любом сетевом портале, равно, как и отзывы о самодельной конструкции.
5. На твёрдотопливный котёл длительного горения своими руками собранный, не требуется разрешения, как на газовые и электрические котлы. Но от рекомендаций мастеров-установщиков отказываться не стоит – это все-таки агрегаты повышенного риска, но сборка и монтаж на определенное место остаются прерогативой собственника, не требующей от него материальных вложений в исполнении буквы закона.
6. Время полного сжигания одной порции топлива достигает нескольких суток. Например,котел длительного горения до 7 суток – обычный случай. Это освобождает владельца от постоянного контроля над агрегатом, а собственные автоматические настройки позволят оставить дом с работающей печью.

Самодельный пиролизный котёл: чертежи, расчёт, наладка, видео

Пиролизные котлы давно завоевали популярность у владельцев частных домов — по значению КПД они приближаются к газовому оборудованию, при этом могут быть установлены даже в любом доме и не зависят от наличия газа и электричества. Пиролизный котел можно сделать самостоятельно, сэкономив немало денег.

Отличия и преимущества

В обычных дровяных котлах и печах с водяным отоплением древесина сгорает довольно быстро, и одной загрузки дров хватает на 3-4 часа.

Отопительное оборудование при этом требует постоянного внимания, ведь если огонь в топке потухнет, то теплоноситель остынет, и в доме станет холодно.

Эта особенность твердотопливных котлов часто вынуждает домовладельцев устанавливать дополнительный электрообогрев или устанавливать котел длительного горения.

Котлы пиролизного типа, отличаются длительным временем работы на одной загрузке. Они могут использовать в качестве топлива дрова или пеллеты — прессованные отходы деревообработки. Длительность работы таких моделей обусловлена особым режимом работы, основанном на пиролизе.

: принцип работы котла

Пиролиз — что это такое, и как его используют в котлах

Процесс горения древесины достаточно сложен. Она состоит из волокон целлюлозы, скрепленных связующим веществом — лизином.

При нагреве эти связи разрушаются, и начинается выделение газа, а древесные волокна начинают темнеть и обугливаться. Газ, называемый пиролизным, содержит горючие элементы, в том числе водород.

Нагреваясь от горячей поверхности тлеющего полена, он воспламеняется и образует яркий огонь.

Повышенное содержание кислорода в зоне горения увеличивает размер пламени. Это можно заметить при открывании топочной дверки — дрова сразу начинают гореть ярче.

Сгорание пиролизных газов сопровождается активным выделением тепла, от чего тление дров усиливается, и очень скоро они сгорают до углей.

Пламя при этом может достигать высоты более метра, при этом греется не только печь, но и дымоход, а горячие, не до конца прогоревшие газы с высоким содержанием сажи выходят в трубу.

Конструкция пиролизного котла позволяет сжигать дымовые газы в отдельной зоне дожига. При этом дрова в зоне газогенерации тлеют долго и равномерно, с постоянной температурой.

Чтобы избежать активного горения топлива, поступление воздуха в загрузочную камеру ограничивают с помощью заслонки.

К зоне дожигания газов воздух, напротив, нагнетают, иногда с помощью вентилятора, но чаще — с использованием естественной тяги.

Конструкция

Внешне котел пиролизного типа не сильно отличается от твердотопливного аналога. В корпусе из стали или чугуна расположена топка, оснащенная дверкой или люком для загрузки топлива. Топка может быть разделена на камеры газогенерации и дожига с помощью перегородок, но иногда деление условное, и процессы происходят в разных зонах топки.

Для чистки от золы в нижней части камеры загрузки топлива расположен колосник, а ниже — зольник с дверцей или ящиком для сбора золы. Отдельной дверцей для прочистки оснащается также зона дожига, так как в ней часто образуется сажа, и требуется ее прочистка.

Рядом с топкой расположен теплообменник, по которому циркулирует выбранный для системы отопления теплоноситель: антифриз, тосол или специально подготовленная вода. Он оснащен двумя штуцерами для подключения труб отопительного контура.

Для отвода дыма предназначен подключаемый к дымоходу патрубок, подсоединенный к топке в зоне дожига. Он может быть оснащен датчиками температуры и шибером для регулирования тяги.

Уровень автоматизации котла зависит от модели, при этом стоит отметить, что котлы с регулированием процесса горения энергозависимы, их установка возможна только при наличии бесперебойного электроснабжения.

: конструкция пиролизного котла

Достоинства и недостатки

Несомненное преимущество, благодаря которому пиролизные котлы по удобству использования приближаются к газовым — это эффективность и высокий КПД. Но этим перечень достоинств котла не ограничивается, их отличают также:
• длительная работа на одной загрузке топливника — до 48 часов в мощных моделях, до 18 часов — в бытовых;
• доступность и разнообразие потребляемого топлива — пиролизные котлы могут работать также на пеллетах, брикетах, стружке и обрезках досок, а некоторые модели даже на опиле;
• котлы имеют компактные размеры, для их установки достаточно небольшого отдельного помещения;
• температура дыма на выходе из котла невысока, максимум 200 градусов в режиме растопки, что позволяет использовать недорогой и удобный в сборке металлический сэндвич-дымоход;
• дым содержит незначительное количество сажи, не загрязняет атмосферу и кровельное покрытие;
• современные модели оснащены автоматическим регулятором тяги, позволяющим установить режим отопления и не тратить время на регулирование режима;
• срок использования котла — от 15 лет.

Недостатки котлов пиролизного типа:

• требовательны к влажности используемой древесины, она не должна превышать 20 процентов;
• требуют правильного монтажа отопительного контура, о чем будет рассказано ниже;
• покупные котлы, особенно чугунные модели, довольно дорогие, по цене сравнимы с газовым оборудованием.

Как можно заметить, все недостатки пиролизных котлов устранимы за счет правильной эксплуатации. А уменьшить стоимость отопительного оборудования можно, сделав самодельный котел — это вполне реально, если провести расчет тепловой мощности, а также найти готовые чертежи или сделать их своими руками по эскизам опробованных моделей.

Чертежи и описание

Предлагаемый для сборки самодельный котел, представленный на чертеже, выполнен своими руками по типу пиролизного котла верхнего горения с принудительным наддувом воздуха в камеру сгорания.

Принцип его действия таков:

• в топливник через дверку, расположенную в верхней части корпуса, закладывают разовую порцию топлива и разжигают их сверху;
• вентилятор-дымосос, установленный в верхней части корпуса, направляет выделяющийся при горении дым в камеру дожигания;
• там происходит окончательное догорание газов и содержащихся в них горючих включений;
• дым отводится через дымовой патрубок, расположенный в задней части котла, в дымоход;
• зола, образующаяся при топке, через колосниковую решетку попадает в зольник, который находится ниже топочной камеры;
• топку окружает водяная рубашка, играющая роль теплообменника и термоизоляции стенок котла;
• вода в теплообменник поступает через нижний штуцер, расположенный в задней части котла, а отводится в систему — через верхний;
• на верхней плоскости котла расположен контроллер, позволяющий регулировать режим, а внутри теплообменника — температурный датчик.

На чертеже представлены размеры котла и обозначения его конструктивных частей. Часть размеров обозначена буквенным кодом — их уточняют по таблице и выбирают по желаемой мощности котла. Эти размеры определены тепловым расчетом, от них зависит правильная и бесперебойная его работа.

Материалы и инструмент, необходимые для сборки

Корпус котла делают своими руками из листовой стали и металлических труб с помощью сварки. Поэтому перед его изготовлением необходимо подготовить:
• сварочный инвертор, электроды;
• болгарка с отрезными и шлифовальными кругами;
• дрель с набором сверл по металлу;
• электролобзик.

Материалы и их примерное количество:

• 3 листа стали стандартного размера 1250х2500 мм, толщина 4-5 мм, лучше холодный прокат — его меньше ведет при скачках температуры;
• 2 листа оцинкованной стали 1250х2500 мм, толщина 1,5-2 мм;
• металлическая труба Ø32 мм, толщина стенок 3,2 мм;
• металлические трубы Ø57 мм, толщина стенок 3,5 мм;
• металлическая труба Ø159 мм, толщина стенок 4,5 м, общая длина 0,5 м;
• профильная труба двух сортотипов: 60х30х2 и 80х40х2;
• фурнитуру для дверок — ручки, задвижки;
• метизы;
• шамотный кирпич для футеровки топки;
• асбестовый шнур для термоизоляции дверцы.

Точное количество материала необходимо уточнить по рабочим чертежам. Кроме этого, необходимо подготовить дымосос — вентилятор необходимой мощности, термодатчик, контроллер и источник бесперебойного питания на ~220 В. Мощность вентилятора определяется с помощью расчета.

Для уменьшения веса котла для внешних стенок теплообменника можно взять сталь толщиной 2 мм. Они нагреваются меньше, чем до 100 градусов, поэтому не подвержены деформации.

Технология сборки

Последовательность операций может быть различной, но опыт мастеров показывает, что сборку котла своими руками лучше проводить так:
1. По приведенному базовому чертежу выполняют рабочий, с размерами, уточненными по таблице и расчету.
2. Из листов металла и труб болгаркой вырезают заготовки для сборки агрегата.
   Отверстия для труб и штуцеров выполняют с помощью дрели и электролобзика или плазмореза — второй вариант предпочтительнее, так как позволяет сделать идеально ровный срез.
3. Сваривают топочную камеру из металла 4-5 мм толщиной. Вваривают перегородку, образующую дымооборот в задней части топки.
   Между загрузочной камерой и зоной дожига из уголка или стальной полосы делают опору для колосника. Колосник лучше устанавливать чугунный — он прослужит дольше, а при деформации или прогорании можно легко его снять и заменить.
4. К камере в верхней его части приваривают дымовой патрубок и трубу с заслонкой для подачи воздуха. На выходе предусматривают посадочные места для дымососа.
5. Выполняют проемы для дверок топочной и зольной камеры из обрезков металла.
6. Наваривают перемычки, которые будут соединять внутреннюю и внешнюю стенки теплообменника и компенсировать перепады давления. Их можно сделать из стальной полосы. Перемычки должны располагаться вертикально, чтобы не мешать естественной циркуляции теплоносителя.
7. Постепенно приваривают внешние стенки теплобменника, соединяя их с перемычками. В отверстия на задней стенке котла приваривают штуцера для подачи воды в систему.
8. Делают из листового металла дверцы. Их выполняют двойными со слоем теплоизоляции — асбестовой тканью. Дверки крепят к котлу на петли или продумывают другой тип крепления.
9. Топку в зоне дожига футеруют шамотным кирпичом в четверть кирпича на жаропрочный раствор.
10. К котлу приваривают или крепят на болты регулируемые ножки, позволяющие выставить его строго горизонтально.
11. Корпус шлифуют, удаляют окалину, после чего своими руками покрывают его жаропрочной краской из баллона.
12. Устанавливают дымосос между дымовым патрубком и дымоходом, подключают его к сети.
13. На верхней части котла устанавливают контроллер, а датчик размещают в теплообменнике рядом с выходным штуцером.

На этом сборка котла закончена, и можно подключать его к системе отопления и приступать к наладке.

Подключение котла к отопительному контуру

Котлы длительного горения, сделанные своими руками, могут работать в системах с естественной или принудительной циркуляцией — их конструкция достаточно надежна. Системы с естественной циркуляцией монтируются с соблюдением угла наклона труб, с принудительной — с подключением циркуляционного насоса нужной мощности, которая определяется расчетом.

Из-за склонности к низкотемпературной коррозии теплообменника рекомендуется обязательно контролировать температуру воды на входном штуцере. Она не должна опускаться ниже 60 градусов Цельсия. Для того, чтобы поддержать ее в этих пределах, между прямой и обратной трубой делают перемычку, с помощью которой обратку разбавляют горячей водой до нужной температуры.

Наладка и включение

Перед включением котла в работу необходимо заполнить систему теплоносителем. Наладка заключается в выборе режима подачи воздуха в камеру дожига, тем самым регулируется интенсивность горения газов и температура в топке.

Косвенно можно определить оптимальность режима работы по дыму, выходящему из трубы: если он не имеет резкого запаха и серого оттенка, значит, топливо сгорает полностью, и режим выбран правильно.

Первые несколько дней самодельный котел работает в режиме тестирования. В это время лучше не оставлять его без присмотра и использовать только качественное топливо, а камеру загружать на 2/3 загрузки. После тестирования котел можно запускать на полную мощность и наслаждаться теплом в доме.

Эксплуатация пиролизного котла длительного горения своими руками

Настройка правильного функционирования котла после установки также имеет свои особенности. В норме котел не дымит. Перед первым включением котел подсоединяется к дымоходу и наполняется водой. На котле размещается терморегулятор для контроля показателей температуры жидкости. Чтобы смонтировать термометр в котлах предусмотрены специальные отверстия.

Последовательность включения котла:

1. Вентилятор подключается к электросети и проверяется на работоспособность. Воздушные заслонки должны быть на среднем положении.
2. В загрузочный бункер необходимо положить небольшое количество бумаги и щепок. Дверцы камеры потребуется закрыть.
3. Открывается дроссельная заслонка дымохода, включается вентилятор и поджигается бумага.
4. После разгорания дров форсунка перекрывается.
5. Через нижний отсек сжигания выполняется контроль горения.
6. После закипания жидкости потребуется отключить вентилятор. Пламя погаснет, а вода начнет остывать.

Установка котла предусматривает соблюдения правил безопасности. Монтировать прибор лучше в отдельно котельной. Оборудуют прибор на основе из кирпича или бетона. Предусматривается интервал между котлом и стенами – от 20 см.