Пиролизные котлы: технические характеристики, разновидности и способы монтажа

Содержание

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

Вы просматриваете раздел Пиролизные, расположенный в большом разделе Котлы.

Работа пиролизного котла основывается на особой химической реакции — пиролизе.

Под данным термином подразумевается процесс разложения органического топлива на газ и уголь. При этом в большом объёме выделяется тепловая энергия.

Процесс возможен только при определённых условиях: нехватка кислорода в пространстве. Высокая температура: 200–800 °C.

Принципы пиролиза для отопления

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. Главная 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.

Как выбрать такой прибор

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.

Что такое пиролизный котел длительного горения

Среди отопительного оборудования, работающего на твердом топливе, пиролизный котел занимает особое место. О чудодейственных свойствах этих теплогенераторов придумано много небылиц. Мы хотим развеять мифы и объективно представить твердотопливные газифицирующие котлы в нормальном свете – как эффективные источники тепла со своими преимуществами и недостатками. Для начала поясним, что такое пиролиз.

Кратко о пиролизном горении

Процесс пиролиза – это медленное разложение углеродного топлива, происходящее под воздействием высокой температуры при недостатке кислорода. На выходе получается горючий газ либо жидкое топливо – в зависимости от исходного сырья и условий протекания химической реакции.

Пиролизные котлы отопления производят и сжигают именно газ, отсюда второе название – газогенераторные или газифицирующие. Начальное сырье – сухие дрова, уголь, топливные брикеты.

Схема газогенераторной установки, вырабатывающей топливо для двигателя внутреннего сгорания

Справка. Для пиролизного горения используется самое разнообразное твердое топливо, содержащее углеводородные соединения. Пример – производство жидкого горючего из старых автомобильных покрышек либо сжигание мусора в промышленных газогенераторных печах.

Как происходит пиролиз древесины:

  1. В закрытый резервуар (реактор) загружается определенный объем измельченной древесины или опилки.
  2. Металлический сосуд нагревается снаружи до 500…900 °C, сквозь фурмы (дутьевые отверстия) ограниченно подается воздух.
  3. Дерево тлеет и разлагается на составляющие – водород, метан, угарный газ, водяной пар, углекислый газ. По окончании реакции на дне остается немного золы.
  4. Полученная газовая смесь охлаждается, очищается, потом закачивается в баллоны для дальнейшего использования.

Перед загрузкой внутрь газогенератора древесина подсушивается. Иначе энергия нагрева станет расходоваться на испарение воды, реакция пиролиза сильно замедлится, на выходе получим кучу водяного пара.

Отметим, что любой процесс сжигания твердого топлива сопровождается выделением древесного газа, даже в костре (смотрим фото). Подробнее пиролиз описывается в другой нашей публикации.

2 типа газогенераторных котлов

Принцип работы обоих агрегатов одинаков, только сжигание организовано по-разному. В любом пиролизном котле имеется 2 камеры:

  • топливник, где происходит горение, разложение дров с выделением горючих газов;
  • вторичная камера, где топочные газы сгорают, выделяя дополнительное тепло.

То есть, принцип действия пиролизного котла основан на раздельном сжигании топлива. Древесина горит, отдает тепло и нагревает верхние слои, отчего выделяется угарный газ и водород. Смесь поступает во вторичную камеру и сгорает благодаря отдельной подаче воздуха.

Для более понятного описания дровяных и угольных теплогенераторов мы решили воспользоваться классификацией известной чешской фирмы Atmos, которая более 10 лет производит двухкамерные отопители. Итак, котлы делятся на 2 группы:

  1. Обычные пиролизные. Здесь раздельная подача воздуха организована за счет естественной тяги дымохода.
  2. Газифицирующие модели с принудительным наддувом с помощью вентилятора (или дымососа), оборудованные автоматикой.

Рассмотрим каждую разновидность отдельно, используя в качестве примеров котлы «Атмос».

Принцип работы пиролизного агрегата

Для описания возьмем маломощную модель Atmos DC15E максимальной производительностью 15 кВт. Изнутри котел пиролизный выглядит так (ориентируемся по чертежу):

  • сферические корпусы обеих камер сварены из стали толщиной 6—8 мм, верхняя – это топливный бункер, нижняя – камера догорания;
  • изнутри стенки защищены огнеупорной оболочкой из керамики (футеровкой);
  • из верхней топки в нижний отсек ведет газоход, чей размер ограничивается соплом керамической форсунки;
  • подвижная колосниковая решетка встроена в проходное сечение форсунки;
  • сзади к камерам подведены отдельные воздушные каналы, поступление воздуха регулируется механическим термостатом (цепным регулятором тяги) и ручной заслонкой;
  • внутренний корпус окружен водяной рубашкой из металла 3 мм, обшитой слоем утеплителя и внешней облицовкой;
  • на случай перегрева внутрь рубашки вмонтирован змеевик – водяной контур аварийного охлаждения котла, штуцеры выведены на верхнюю панель;
  • на задней стенке располагаются патрубки подключения к системе отопления и дымоходу;
  • роль зольника играет вторичная камера дожига, где размещен защитный керамический элемент, показанный ниже на фото.
Читайте также:  Погреб Tingard: характеристики и тонкости монтажа

Слева на фото топливный бункер с форсункой, справа – вторичная камера дожига

Примечание. Устройство пиролизных теплогенераторов других европейских производителей (например, Buderus, Viessmann) практически не отличается от конструкции «Атмосов», хотя последние заметно дешевле.

Схема работы твердотопливного котла DC15E следующая. Крупные поленья закладываются в топку и разжигаются, первичный воздух идет через заслонку в задней стенке. Дальнейшие процессы:

  1. Дрова сжигаются в режиме интенсивного либо среднего горения. Начинается реакция пиролиза, дым вместе с топочными газами движется в нижнюю камеру, минуя сопло форсунки.
  2. Доля выделенного тепла расходуется на поддержку пиролизного процесса, другая часть передается теплоносителю.
  3. Благодаря подаче вторичного воздуха горючие газы дожигаются в нижнем отсеке, выделяют тепло, которое передается стенкам водяной рубашки.
  4. Естественная тяга увлекает продукты горения в дымовую трубу.
  5. После прогорания топливной закладки срабатывает котловой термостат, отключающий циркуляционный насос отопления.

Схема подключения аварийного контура охлаждения к водопроводу через клапан теплового сброса

  • В случае перегрева в работу включается водяной контур, подключенный к водопроводу (не к сети ГВС, как можно подумать). Подачей холодной воды занимается клапан теплового сброса, реагирующий на сигнал температурного датчика.
  • При полноценной работе температура в топливнике достигает 800 градусов, агрегат выходит на максимальный КПД 83% (заявлен производителем). Если «прижать» воздух заслонкой и перевести котел в режим длительного горения, эффективность упадет до 71%.

    Причина – уменьшение количества теплоты от прямого сжигания дров, снижение температуры, замедление пиролиза. Внешний вид и конструкция отопителя представлена на видео:

    Рейтинг пиролизных котлов длительного горения

    Теплоснабжение частных домов, производств и административных помещений от твердотопливных котельных весьма распространено в местности, где отсутствует возможность подключения к газовой магистрали или в условиях крайнего севера. Топливом для таких котельных служат уголь, дрова, пеллеты и брикеты. Общий недостаток такого типа отопления в том, что приходится регулярно снабжать топку топливом. Однако существует такая разновидность твердотопливного оборудования, где этого недостатка нет – пиролизный котёл.

    Что такое пиролиз

    Это процесс образования горючего газа и его сжигание в твердотопливных котлах и печах, где при горении дров происходит выделение горячего угарного газа. При условии соединения его с кислородом происходит его сгорание с тепловыделением и образованием углекислого газа.

    В современной технике это физическое явление широко распространено. Например, функция очистки духовых шкафов работает на этом принципе. Примерно так же работает барботаж.
    Используя это свойство сгорания топлива производители начали экспериментировать с конструкциями, где топливо не сгорало сразу, а тлело при недостатке кислорода, выделяя CO (угарный газ).

    Полученный газ предполагалось сжигать в другой камере. В качестве топлива можно использовать обычные колотые дрова или специальные древесноугольные брикеты (Тюменский пиролизный завод).

    Помимо пиролизных котлов, работающих на дровах существуют модели, работающие на угле. Некоторые работают на естественной тяге.

    Принцип работы пиролизного котла

    Чтобы лучше понять преимущество пиролизных котлов нужно подробнее ознакомиться с принципом их работы. Несмотря на классическое определение пиролиза, в котором сказано, что сгорают и отдают тепло только газы, в пиролизных котлах длительного горения с водяным контуром топливо всё же горит в условии недостатка кислорода.

    Тление топлива образует древесный газ, который поступает в камеру сжигания, туда же подаётся разогретый воздух. Это приводит к появлению пламени – происходит сгорание с выделением тепла. При этом угарный газ превращается в углекислый и количество вредных веществ меньше, чем в обычных котлах.
    Использование пиролизных котлов это приводит к экономии топлива, потому что из одного и того же количества топлива получается большее количество тепла.

    Например, для обычного агрегата может понадобиться 10 куб.м. дров на отопительный период, а пиролизному будет достаточно 6 куб.м. И что не менее важно, не придётся часто пополнять топливом.

    Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром производятся в нескольких разновидностях:

    • энергонезависимые. Характерны естественная тяга и механический способ управления;
    • энергозависимые. Используется дутьевое оборудование, что способствует более высокой эффективности;
    • с отличием в расположении камеры дожигания газа. Камера может быть под топкой или над ней.

    Вариантов конструктивного исполнения может быть множество, но принципом горения они не отличаются. Существуют, так называемые, шахтные котлы длительного горения, которые работают вне зависимости от вида и качества топлива и являются скорее утилизаторами, чем отопительными пиролизными установками.
    Использование энергозависимых котлов удобно тем, что они комплектуются автоматикой для регулирования горения, в зависимости от температуры воды и температуры в помещении.

    Длительное горение происходит благодаря двум факторам: низкая интенсивность тления топлива и большой топкой. Всё это и гарантирует малую периодичность подхода к оборудованию.

    Конструкция пиролизного котла длительного горения

    Пиролизный котёл длительного горения имеет следующее устройство:

    • Блок управления. Этим устройством выбираются разные режимы и контролируются параметры работы;
    • Корпус. Выполняется из стали и покрывается жаростойкой краской;
    • Теплоизоляция. Используют для снижения теплопотерь;
    • Устройство от закипания. Контролирует температуру теплоносителя и регулирует горение, во избежание закипания, которое может приветси к аварии;
    • Теплообменник. Металлический трубопровод, заполняющийся теплоносителем, который нагревается в процессе горения топлива, после чего поступает в систему отопления;
    • Топочная камера. Служит для погрузки в неё твёрдого топлива. После чего происходит розжиг, и прекращается доступ воздуха. Тление происходит при 450˚С;
    • Камера сгорания. В данной части происходит сгорание древесного газа, при условии подачи воздуха. Температура горения доходит до 1100˚С;
    • Патрубок подачи теплоносителя в систему отопления;
    • Колосники. Металлическая решётка, расположенная между камерами загрузки и сгорания;
    • Подключение к дымоходу;
    • Вентилятор дымохода;
    • Клапан первичного воздуха для начала пиролиза;
    • Клапан вторичного воздуха для сгорания древесного газа;
    • Патрубок обратного трубопровода.

    Плюсы и минусы пиролизного котла

    Как и любое оборудование пиролизные установки длительного горения имеют как преимущества, так и недостатки.

    К достоинствам можно отнести:

    • Экономичные. Расход топлива снижается до 40% в зависимости от модификации, условий эксплуатации;
    • Длительное горение. Это способствует тому, что после закладки пиролизного топлива подходить к котлу понадобится не скоро;
    • Экологичность. Сгорание топлива происходит почти полное, поэтому вредных веществ практически не выделяется;
    • Высокая теплоотдача продуктов сгорания. Температура удаляющихся газов заметно ниже, чем в обычных котлах;
    • Возможно использование автоматических устройств регулировки мощности, за счёт изменения интенсивности тления.

    Недостатки пиролизного оборудования следующие:

    • Высокая стоимость. Дороговизна объясняется удобством и экономичностью;
    • Зависимость от энергоресурсов. Учитывая наличие автоматики и принудительной вентиляции пиролизные котлы нуждаются в подключении к электросети;
    • Размеры. Габариты значительно больше, чему у традиционных твердотопливных установок.

    Основным недостатком всё же выступает стоимость, а остальные не представляют больших проблем.

    Насколько экономичный пиролизный котел

    Конструктивные особенности пиролизных котлов обеспечивают ему значительное преимущество перед классическими. Коэффициент полезного действия твердотопливного пиролизного котла длительного горения достигает показателей газового оборудования и составляет около 90%, а КПД классических не превышает 70%.
    Чтобы разобраться насколько экономичны твердотопливные пиролизные котлы можно выполнить расчёт и сравнить его с сопоставимым по эффективности видом топлива.

    Цена природного газа для населения разная в зависимости от региона, но для упрощения возьмём город Москву. Его цена 4,84 рубля за куб.м. (в остальных регионах, в основном, выше). Стоимость колотых дров на нужды отопления составляет около 1500 рублей за 1 куб.м. Отсюда 1 кг дров стоит 1,5 рубля. В нормативной документации указано, что 1 кг дров способен отдать 3200-3600 ккал. Калорийность газа – 8000 ккал/куб.м. Как было указано КПД отопительных пиролизных и газовых котлов сопоставим, поэтому в расчёте им можно пренебречь.
    Проведя простой расчёт можно убедиться, что для получения 8000 ккал потребуется сжечь 2,35 кг дров. Перемножим на удельную стоимость дров: 2,35 кг *1,5 рубля. Получим, что стоимость 8000 ккал при сжигании дров будет равна 3,52 рубля, а при сжигании газа – 4,84 рубля. Использование котла пиролизного горения даёт экономию на топливные затраты почти 30% по сравнению с использованием газового оборудования.

    Пиролизные установки хоть и дорогое, но наиболее подходящее оборудование для обогрева парников, теплиц, оранжерей. Этот вид оборудования применяется также на заводах по переработке мусора.

    Стоит ли делать своими руками

    Если есть необходимые знания, возможности и чертежи, то пиролизный котёл можно изготовить самостоятельно. Среди населения популярна схема пиролизного котла Беляева. Простой эту технологию назвать нельзя, тем не менее она является одной из самых доступных и реализуемых.

    Чтобы изготовить пиролизный котёл своими руками по чертежам, нужно:

    • металлическая труба (Д32,57,159 мм);
    • профильная труба (20х20, 80х40, 60х30 мм);
    • лист металлический;
    • шамотный кирпич;
    • насос подачи воздуха;
    • датчик температуры.

    Помимо этого понадобится инструмент, аппарат для сварки. Нужен будет помощник. Сперва изготавливаются листовые части установки, отрезаемые точным инструментом, а затем, следуя пошаговой инструкции, выполняется остальная работа по сборке самодельного котла.

    Популярные модели

    Рассмотрим наиболее распространённые и популярные пиролизные установки, среди которых есть как зависящие от электроэнергии, так и не зависящие:

    1. Котёл Попова. Данная модель изготавливается из стали и является основной для изготовления пиролизного котла длительного горения своими руками. Используется любое твёрдое топливо. Большая камера сгорания позволяет обеспечить котлу автономную работу до 1 суток. Наибольшая теплопроизводительность данной модели достигает 1000 кВт, наименьшая – 25 кВт. Коэффициент полезного действия – до 95%.
    2. Гейзер. Котёл выполняется как для бытового применения, так и для промышленного. Бытовая линейка пиролизных котлов отопления имеет диапазон мощности от 10 до 50 кВт. Котлы энергонезависимые, работают на любом топливе, имеют высокий КПД, просты в эксплуатации.
    3. Buderus. Имеют высокое качество, механическое управление, независимы от электроэнергии. Теплообменник котлов выполняется как из чугуна, что исключает коррозию, так и из стали. КПД котлов Будерус колеблется от 78 до 87%, в зависимости от модели.
    4. Бастион. Энергонезависимые пиролизные котлы с водяным контуром, работающие на всех видах топлива. Диапазон мощности – от 12 до 50 кВт. Имеют чугунные теплообменники, качественную конструкцию и невысокую стоимость.
    5. Wattek Pyrotek 36. Энергозависимые чешские одноконтурные котлы с мощностью от 26 до 42 кВт. Имеют медный теплообменник и оборудованы автоматикой. КПД доходит до 90%. Автономное горение до 10 часов.
    6. Viessman. Немецкое оборудование, оснащённое автоматической системой управления.Диапазон мощности от 25 до 80 кВт. Топливо используется дровяное. КПД – 88%.
    7. Dakon. Газогенераторные пиролизные установки мощностью от 18 до 40 кВт. Котлы Дакон работают на дровах и древесных отходах. КПД – до 85%.
    8. Буржуй-К. Российские котлы мощностью от 10 до 32 кВт. Коэффициент полезного действия – 85%. Изготавливаются и промышленные пиролизные котлы мощностью выше 200 кВт.
    9. Теплодар42. Российские пиролизные угольные котлы. Имеют широкую линейку для частных домов, коттеджей, административных зданий и промышленности.
    10. Фортан. Пиролизное оборудование для переработки разного рода отходов. Отличаются экологичной работой при утилизации, качественно перерабатывают бытовые, резинотехнические, промышленные и медицинские отходы.
    11. Sime. Итальянское оборудование мощностью от 22,5 до 38,7 кВт. Имеют чугунный теплообменник и высокий КПД.

    Среди российских производителей можно выделить продукцию ООО «Завод пиролизного оборудования Климова», г.Барнаул.

    Установка

    Пиролизные котлы можно устанавливать в системы как с естественной циркуляцией, так и с принудительной. При монтаже котла в систему с естественной циркуляцией необходимо учитывать уклон труб, в системе с принудительной циркуляцией важно подобрать правильное насосное оборудование.

    Поскольку теплообменник склонен к низкотемпературной коррозии, следует контролировать температуру теплоносителя на обратном трубопроводе, чтобы он не получил резкого охлаждения. Рекомендуется выдерживать её не меньшей 60°С.

    Это выполняется путём подмешивания воды в обрате горячей водой из подающего трубопровода. Большое значение имеет правильная обвязка.

    Прежде чем начать работу необходимо заполнить систему водой. После чего нужно настроить режим подачи воздуха в камеру сгорания пиролизных газов, чтобы обеспечить требуемый режим работы.

    Качество сгорания газов можно также определить косвенно – оценить дым, выходящий из трубы: если он не имеет резкого запаха и тёмного оттенка, то топливо сгорает правильно.

    Если при работе из котла вытекает тяжёлая пиролизная смола, то это свидетельствует о низкой температуре в топке, о неверно выбранном сечении дымохода или о необходимости его очистки.

    Проблема также может возникнуть в самодельном котле. В первое время после установки котёл тестируется и должен находится под постоянным присмотром. Загрузка топлива должна составлять около двух третей объёма топки. Как только тестирование будет пройдено, то можно эксплуатировать на полную мощность.

    Принцип работы и характеристика пиролизных котлов

    Пиролизный котел – это отопительное оборудование, предназначенное для обогрева домов, коттеджей, различных помещений. Принцип работы основывается на выделении пиролизного газа и его сжигания.

    Устройство и работа пиролизного котла

    Агрегаты, которые позволяют получить газ в результате пиролиза древесины, называются газогенераторами. В замкнутый резервуар помещаются дрова, его еще называют топливной камерой или реактором.

    Принцип действия пиролизного котла:

    1. В топку закладывается топливо, после чего поджигается. Поначалу сырье горит как в обычном котле, но при достижении температурного режима свыше 200 градусов закрывается задвижка подачи воздуха в камеру сгорания, и в ней начинается активная фаза пиролиза древесины. В результате разложения активно выделяется древесный газ, который с помощью отводной трубы отводится.
    2. На следующем этапе начинается активное выделение тепла – экзотермия. Накопленные газы конденсируются и подаются в камеру дожига, где вступают во взаимодействие с воздухом.

    Благодаря автозадвижке происходит автоматическая регуляция температурного режима.

    Разновидности пиролизного котла

    Существует несколько разновидностей оборудования в зависимости от места расположения отсека дожига и вида вентиляции.

    С нижней камерой дожига

    Эта модификация наиболее распространенная благодаря удобству эксплуатации. Топливо закладывается в верхнюю камеру. Выделяющиеся газы выходят в трубу, которая находится внизу.

    Основной недостаток – необходимость часто чистить систему.

    С верхней камерой дожига

    Такие устройства менее распространенные, но имеют неоспоримые преимущества. Зола не проникает в отсек отжига, поэтому часто чистить котел необходимости нет. Благодаря форсункам газы выводятся вверх, где сгорают и поступают в дымоход. Такая система является более практичной.

    С естественной вентиляцией

    Особенность таких агрегатов в том, что их работоспособность не зависит от подачи электроэнергии. Для создания хорошей тяги котел должен оснащаться достаточно высоким дымоходом.

    С принудительной вентиляцией

    Пиролизные котлы с принудительной вентиляцией энергозависимы, поскольку конструкция оснащена насосами и вентиляторами, которые функционируют в автоматическом режиме.

    Характерная особенность энергозависимых модификаций – большее время эффективного горения в сравнении с котлами естественной вентиляции.

    Достоинства и недостатки

    Пиролизные агрегаты, как и другие виды источников тепла, имеют преимущества и недостатки. Из достоинств следует выделить:

    • При сжигании топлива благодаря принципу действия агрегата удается достичь КПД 90-93%.
    • Виды установок, которые работают на естественной тяге, не зависят от наличия электроэнергии в сети.
    • Процесс экологичен, в атмосферу выбрасывается небольшое количество вредных веществ.
    • Экономичность. Расход твердого топлива на 100 м.кв при высоте потолков 3 м составляет около 10 кг сырья в сутки.

    Недостатки пиролизных котлов:

    • Необходимо топливо с небольшим содержанием влаги (влажность дров не более 25%).
    • Стоит оборудование несколько выше, чем классический твердотопливный котел.

    Поскольку пиролизный котел работает на относительно невысоких температурах, на стенках камеры скапливаются отложения смол и дегтя. По мере отложения вещества нужно удалять.

    Виды топлива для пиролизных котлов

    Пиролизные котлы длительного горения способны функционировать на нескольких видах топлива:

    • дрова (размеры должны быть не более 450*250мм);
    • торф;
    • брикет;
    • уголь;
    • измельченные ветви;
    • опилки;
    • кокс.

    Наиболее эффективным видом топлива принято считать древесину. Сырье при сгорании выделяет максимальное количество пиролизного газа. Для эффективной работы рекомендуется использовать дрова, толщина которых не менее 70-100 мм. В сочетании с дровами можно использовать пеллеты и опилки (до 25%).

    Защитные механизмы пиролизного котла и особенности эксплуатации

    Котлы длительного горения являются пожароопасными объектами, поскольку во время работы внутри камеры достигаются высокие температурные показатели. В процессе использования важно соблюдать меры безопасности:

    • Устанавливают отопительную систему на кирпичное или бетонное основание, перед топкой укладывают металлический лист толщиной 2 мм для защиты окружающего пространства от случайно упавших угольков.
    • Котел устанавливают на расстоянии не менее 20 см от стен. Мебели рядом быть не должно.
    • Дымоход нужно утеплять для снижения теплопотерь, уменьшения образования конденсата и выпада дегтя в осадок.

    К монтажу обязательна группа безопасности: манометр, автоматический воздухоотводчик, а также аварийный клапан для стравливания воздуха при избыточном давлении.

    Котел своими руками

    Чтобы соорудить котел своими руками, нужно подготовить рабочий инвентарь:

    • электрическая дрель;
    • термодатчик;
    • сварочный аппарат;
    • вентилятор;
    • несколько упаковок электродов;
    • несколько полос стали разных размеров;
    • болгарка;
    • шлифовальный круг на 125 мм;
    • набор профтруб 2 мм;
    • отрезной круг на 230 мм;
    • металлические листы 4 мм.

    На примере будет рассмотрен алгоритм изготовления котла своими руками из газового баллона. Оптимальный объем резервуара 50 л.

    Пошаговая схема действий:

    1. Верхнюю часть баллона срезать, удалить закругленную часть. После шлифовки она будет играть роль крышки. Боковую часть нужно оснастить загрузочным отверстием для топлива. Сгоревшие дрова будут через решетку из арматуры проваливаться вниз.
    2. Приварить дымоход. Для лучшей тяги лучше всего использовать трубы разного диаметра в начале и конце. Для привлекательного внешнего вида наружную часть дымохода можно покрыть огнеупорной краской.
    3. Из трубы и железного диска изготовить поршень, к которому после будут приварены лопасти. В процессе горения лопасти вращаются и создают вихри воздуха, а диск предупреждает образование открытого пламени.

    Самодельные пиролизные котлы также изготавливают из листов металла (самый сложный вариант) и делают выкладку из кирпича.

    Обзор популярных моделей

    Большое количество производителей предлагают широкий ассортимент отопительных приборов, которые работают по принципу пиролизного сжигания топлива:

    • «Котлы Попова»;
    • «Буржуй К»;
    • Котел длительного горения «Траян»;
    • Котел «Будерус», оснащенный охлаждающим теплообменником.

    К выбору отопительного оборудования необходимо подходить основательно, ведь от этого будет зависеть качество и удобство обогрева дома. Средняя цена на пиролизные котлы составляет 75-80 тыс. рублей.

    Пиролизные котлы: о принципе их работы и целесообразности использования

    Самым доступным и недорогим видом топлива для отопления частного дома были и остаются дрова. Но наличие преимуществ использования такого вида топлива не избавляет его от существенного недостатка – традиционным твердотопливным котлам необходимо постоянно скармливать новые и новые порции дров. Быть постоянно привязанным к топке – не очень приятное занятие! Выход был найден с разработкой пиролизных котлов длительного горения.

    Что это такое?

    Пиролизные котлы относятся к семейству твердотопливных; отличие от традиционных котлов состоит в том, что из топлива предварительно извлекаются горючие компоненты. Процесс горения осуществляется в два этапа: извлечение газа в условиях высокой температуры и низкого содержания кислорода и сжигание смеси разогретых газов и воздуха.

    Устройство

    Котел представляет собой металлический корпус, в котором имеется две камеры – загрузочная и сгорания. Для защиты от воздействия высоких температур стенки этих камер облицовывают шамотным кирпичом или другим подходящим жаропрочным материалом, например, на основе бетона.

    С помощью шамотного кирпича выкладывают дно камеры загрузки, оставляя небольшую щель – форсунку, через которую в камеру сгорания будет поступать пиролизный газ. В качестве теплообменника обычно используют трубчатые конструкции.

    Принцип работы

    Некоторое количество дров, которое определяется объемом загрузочной камеры, загружают в нее и производят предварительный розжиг при подаче первичного воздуха. Когда топливо загорится, искусственно создают условия с недостаточным содержанием кислорода, благодаря которым из дров выделяется горючий газ. Он представляет собой смесь угарного газа с летучими углеводородами. С повышением давления в загрузочной камере он поступает через форсунку в камеру сжигания. Сюда же подается вторичный воздух. Его смешивание с пиролизным газом, а также высокотемпературные условия обеспечивают воспламенение и сгорание газовой смеси.

    При сгорании выделяется тепло, углекислый газ и вода – в большинстве случаев говорят о полном сгорании топлива с выделением «чистых» продуктов горения, перечисленных выше. Тепло через стенки теплообменника передается теплоносителю, в роли которого выступает вода, циркулирующая в системе водяного отопления. Охлажденные продукты горения выводятся через дымоход.

    Плюсы и минусы

    Преимущества и недостатки такого оборудования, сведенные здесь в одну таблицу, позволят вам более объективно подойти к оценке возможного приобретения.

    За и против пиролизных котлов

    ЗаПротив
    Это так называемые котлы длительного горения: можно загрузить партию дров, которые будут гореть очень долго, около 12 часов (на угле при определенных условиях и еще дольше)Но за это придется платить кровными. Эти котлы определенно дороже традиционных твердотопливных. Иногда разница в цене составляет 50–100 %
    Топливо сгорает практически полностью, а это значит, что мы используем большую часть его энергетического потенциала. К тому же это минимизирует количество отходов и избавляет от частой чистки котлаИспользуется система принудительного нагнетания воздуха, а это значит, что котел энергозависим, то есть потенциальные перебои электричества превращаются в большую проблему
    В качестве топлива могут использоваться крупные дрова. В большинстве случаев можно ограничиваться закладкой неколотого топливаЭффективность работы котла во многом зависит от влажности дров. Обычное требование – влажность не должна превышать 25 %

    В видео ниже представлено еще одно мнение. Не стоит его рассматривать как истину в последней инстанции, но задуматься над отдельными вопросами определенно нужно.

    А вот еще одно видео от того же ярого противника пиролизных котлов. Некоторые доводы звучат вполне убедительно, но ко многим нужно относиться критически.

    Как видите, эксплуатация такого оборудования может иметь некоторые нюансы. В любом случае перед покупкой котла желательно дополнительно ознакомиться с различными предложениями заводов-изготовителей, благо оных на сегодняшний день немало.

    Ассортимент

    Продукция представлена широко, т. к. извлечение пиролизного газа известно довольно давно и технология апробирована в химической промышленности. Как правило, большинство крупных производителей котельного оборудования имеют, в том числе, и линейку котлов длительного горения. В таблице ниже мы указали наиболее востребованное отопительное оборудование российских, украинских и немецких производителей. Перед рассмотрением конкретной модели настоятельно рекомендуется провести расчет мощности котла с помощью нашего небольшого онлайн-калькулятора.

    Популярные модели пиролизных котлов для частных домов
    Наименование котлаКраткое описаниеМодельМощность / примерная отапливаемая площадь, кВт/м2Примерная цена, руб.
    Атом, Мотор СичУкраинские, для дров размером (380–1000)×(100–410) мм и влажностью до 50 %. Стенки из стали 6–10 мм, защищены керамобетономМС-168–19/80–190120 000
    МС-2513–30/130–300138 000
    МС-3216–38/160–380162 000
    Теплогарант, Буржуй КРоссийские одноконтурные котлы, отличаются низкой стоимостьюСтандарт Т-1010/10040 000
    Стандарт Т-2020/20056 000
    Стандарт Т-3030/30069 000
    Атмос (Atmos)Чешское оборудование из стали толщиной 3–8 мм, отдельные элементы которого защищены керамическими блокамиDC 15E10–15/100–15072 000
    DC 18S14–20/140–20081 000
    DC 22S15–22/150–22094 000
    DC 25S17–25/170–25096 000
    Вулкан (Vulcan)Украинские одноконтурные из стали толщиной 5 мм. Форсунка и зольник изготовлены из высокопрочного жаростойкого бетонаECO 1515/80–10081 000
    ECO 2020/150–20085 000
    ECO 2525/200–25087 000
    ECO 3030/250–30091 000
    ДивоРоссийские пиролизные котлы, могут комплектоваться электроТЭНом, автоматическим или ручным регулятором тяги108–12/100С ручным регулятором тяги: с ТЭНом – 55 000, без ТЭНа – 49 000.
    С автоматическим регулятором тяги: с ТЭНом – 66 000, без ТЭНа – 59 000
    1812–18/185С ручным регулятором тяги: с ТЭНом – 65 000, без ТЭНа – 59 000.
    С автоматическим регулятором тяги: с ТЭНом – 76 000, без ТЭНа – 69 000
    3018–30/300С ручным регулятором тяги: с ТЭНом – 82 000, без ТЭНа – 75 000.
    С автоматическим регулятором тяги: с ТЭНом – 91 000, без ТЭНа – 84 000
    Траян (некоторые пишут Троян)Российские котлы длительного горения с возможностью подключения электроТЭНаТ1010/9047 000
    Т1515/12051 000
    Т2020/120–22056 000
    Т3030/240–33070 000
    Buderus (Будерус)Немецкие одноконтурные котлыLogano S121-2 2121/210163 000
    Logano S121-2 2626/260166 000
    gano S121-2 3232/320177 000
    Viessmann (Виссманн)Еще один титулованный немецкий производитель котлов из стали толщиной не менее 8 ммVitoligno 100-S VL1A02425/250170 000
    Vitoligno 100-S VL1A02530/300220 000
    ГейзерРоссийские одноконтурные (ПК) или двухконтурные (ПК2) котлы длительного горенияПК-10 (ПК2-10)10/10048 000 (51 000)
    ПК-15 (ПК2-15)15/15053 000 (56 000)
    ПК-20 (ПК2-20)20/20059 000 (61 000)
    ПК-30 (ПК2-30)30/30072 000 (76 000)
    БТСУкраинские котлы из стали толщиной 5 мм (класс стандарт) и 6 мм (класс премиум). Керамическая футеровкаБТС-1515/180117 000
    БТС-2020/230121 000
    БТС-2525/280139 000

    Предлагаем вам посмотреть небольшое видео о работе котлов Траян.

    Немного визуализации работы пиролизных котлов Будерус – на ролике ниже.

    И еще о довольно популярных котлах от ТеплоГаранта – Буржуй К.

    Да, кстати, есть модели, которые рассчитаны на работу с разным топливом. Это может быть уголь, торф и даже пеллеты. Использование пеллетных котлов позволяет в значительной мере автоматизировать процесс подачи топлива.

    Отзывы

    Среди моря заказных отзывов очень сложно найти мнения действительно непредвзятые и основанные на реальных впечатлениях. На что обычно жалуются пользователи:

    • обильное образование дегтя вследствие того, что в камере сжигания не поддерживается нужная высокая температура;
    • необходимость в установке дополнительной буферной емкости с водой, которая будет аккумулировать избыточное тепло;
    • малая толщина стали, что приводит к изменению геометрии корпуса и прогоранию его отдельных частей.

    Своими руками

    Ниже представлено 25-минутное видео проектирования и изготовления своими руками пиролизного котла. Автор поэтапно описывает процесс сборки, а также рассказывает о трудностях, с которыми пришлось столкнуться.

    • Не тот сплав. Самой частой ошибкой, характерной, кстати, не только для самодельных моделей, является использование наиболее дешевых материалов из черных металлов. Они не относятся к категории жаропрочных материалов, что в конечном итоге приводит к прогоранию конструкции и сложному, а то и просто невозможному ремонту. Необходимо осторожно подходить к выбору марки стали, использовать специальные жаропрочные сплавы. Например, 20Х23Н18 и ему подобные.
    • Малая толщина стали. Еще одна ошибка – неверно подобранная толщина стального листа. Этот параметр определяют исходя из распределения температур по котлу, но минимальное значение – около 5 мм. Чем толще, тем дороже, но тогда котел и проработает дольше.

    Чертежи

    Аттракцион неслыханной щедрости – иначе и не назовешь! У нас вы можете скачать чертежи пиролизных котлов совершенно бесплатно. Это позволит вам при желании собрать сердце отопительной системы у себя на заднем дворе или в гараже.

    У нас представлены котлы длительного горения, которые вы можете встретить под маркой Буржуй К. Чертежи котла мощностью 20 кВт можно бесплатно скачать по ссылке ниже.

    Смотрите примеры графических материалов на изображениях ниже.

    У вас также есть уникальная возможность заказать комплект чертежей на одну из моделей по весьма привлекательной цене. Конечно, это вариант для тех, кто собирается изготовить котел своими руками не только для себя, но и на заказ. Для связи используйте форму, представленную ниже.

    Пиролизные котлы, пиролизные котлы длительного горения, правильная установка

    Доступным и дешевым вариантом появления в частном доме отопительного котла можно назвать устройство пиролизного котла, изготовленного и установленного собственноручно. Доскональное изучение особенностей компоновки, пара отработанных газовых баллонов и вот уже в небольшой уютной котельной пыхтит котел обогрева. Как осуществить многовековую мечту миллионов людей, замерзающих от холода?

    Содержание

    • 1 Что представляет собой пиролизный котел
      • 1.1 конструкция котла длительного горения: особенности компоновки
      • 1.2 камеры сгорания – расположение и маршрут топлива
      • 1.3 организация способа подачи воздуха
    • 2 Установка пиролизных котлов от производителя
    • 3 Водяной бубафоня с ускорителем на опилках
      • 3.1 материалы для изготовления
      • 3.2 принцип действия
      • 3.3 устройство котла

    Что представляет собой пиролизный котел

    Среди разнообразия отопительных котлов повышенным спросом пользуются твердотопливные котлы. Пиролизный котел является разновидностью твердотопливных агрегатов, основным топливом которого являются древесные отходы, щепа и топливные брикеты.

    Принцип работы котла основан на принципе сухой перегонки топлива при экзотермическом процессе. Не вдаваясь в подробности и детали газогенераторного процесса добавим, что у котлов пиролизного горения мощный КПД, достигающий 95%.

    При качественном топливе такой КПД достижим уровня коэффициента пеллетных котлов. Пиролизные котлы можно назвать находкой для частных домов и коттеджей, обеспечивающих такие преимущества проживания:

    • незначительное потребление дешевого топлива

    • длительный промежуток времени горения при топливной загрузке

    • экологичное и качественное сжигание топлива

    • низкая зольность отходов

    Естественно, эффективность работы котлов зависит от используемой схемы подключения и принципа работы пиролизного котла.

    конструкция котла длительного горения: особенности компоновки

    Конструктивно котел состоит из следующих элементов:

    • корпуса из стальных листов

    • топочной камеры, оборудованной дверцей очистки и воздушным окном

    • теплообменника с водяным контуром

    • теплоизоляционной прокладки и дымоудалителя

    • автоматики контроля с индикацией управления.

    Технические характеристики пиролизных котлов

    Основными техническими характеристиками котлов являются:

    • тепловая мощность и КПД

    • размеры и объем топки

    • вид тяги дымохода

    • предписанный вид топлива.

    Поэтому при выборе котла необходимо обращать на данные параметры особое внимание. Кроме того, учитывая сложность нагревательного агрегата, рекомендуется изучить особенности компоновки.

    Особенностью компоновки пиролизного котла является наличие в конструкции двух камер сгорания (для сравнения: у твердотопливных агрегатов одна камера сгорания). Кроме того, для создания пиролизных котлов с контуром охлаждения необходимо установить охлаждающий змеевик.

    камеры сгорания – расположение и маршрут топлива

    Расположение камер сгорания зависит от конструкции подачи воздуха: принудительной подачи или естественной тяги.

    По варианту принудительной вентиляции камера газификации расположена внизу, а сверху находятся камеры сгорания и дожигания. Масса воздуха следует по топливному маршруту сверху — вниз.

    При естественной тяге камеры сгорания расположены в корпусе котла одна над одной, с верхней камерой газификации. Камеры сгорания изготавливают из жаропрочной легированной стали толщиной 5 мм. Воздушная масса проходит по топливному маршруту снизу – вверх.

    Утрированно пиролизный котел представляет собой знаменитую печь-буржуйку. Поэтому важным этапом является организация способа подачи воздуха, поддерживающего горение.

    организация способа подачи воздуха

    Способ подачи воздуха в камеры пиролизного котла длительного горения осуществляют принудительной подачей и по естественной тяге дымохода.

    Принудительный тип воздухоподачи можно осуществить такими способами:

    • установки вентилятора в режиме нагнетания

    • монтажа дымососа на выходе камеры.

    Подскажем, что создание принудительного способа подачи воздуха потребует определенных знаний и навыков.

    Принцип работы котла доходчиво показан в этом видео.

    Установка пиролизных котлов от производителя

    Основными производителями пиролизных котлов являются:

    Процесс установки пиролизных котлов от производителя ужасно дорогой, как, впрочем, и стоимость самого котла. Но окоченевшим от холода рукам домашних Мастерам не терпится соорудить печь своими руками.

    Водяной бубафоня с ускорителем на опилках

    материалы для изготовления

    Самодельный пиролизный котел «бубафоня» это уникальное для века предложение, как iPhone, и доступное к исполнению изобретение народных умельцев. Для создания печи потребуется газовый баллон емкостью 50 литров от пропан-бутана, стальной лист, предназначенный для вырезания 2-х кругов, соответствующих диаметру газового баллона.

    Потребуются также полосы металлические толщиной до 4 мм и шириной 40 мм для лопастей и арматурные пруты 14 мм для решетки, располагаемой над камерой сгорания.

    принцип действия

    Принцип работы котла, назовем его так — «Буб iPhone», гениально прост. Лопасти, расположенные на нижнем «блине» трубы, являются генератором вихревых потоков поступающего по трубе воздуха. Преграда по маршруту следования воздушных масс препятствует появлению огня под трубой.

    Топливо (в большинстве случаев это сухие древесные опилки) лишь тлеет под сопротивлением поршня, получая приток воздушных масс из трубы. Водяные и газовоздушные пары, испарившиеся в процессе тления, конденсируются в приваренной вертикальной трубе котла.

    устройство котла

    Устройство котла состоит из этапов:

    • изготовление крышки и прижимного круга

    • изготовления дымохода и дверки.

    Газовый баллон обрезаем с использованием болгарки по верхней части от начала округления. В дальнейшем верхнюю часть можно использовать в качестве крышки. Для этого разрез шлифуют для создания герметичного соединения. Сверку вырезаем отверстие для установки трубы дымохода (поршня). Зазор должен составлять 2-3 мм. Крышку обвариваем по диаметру стальной полосой. Если предполагается изготовить печь с охлаждением (водяной рубашкой), то для создания пиролизного котла с водяным контуром потребуется дополнительный наружный цилиндр.

    Для этих целей можно использовать трубу внушительного диаметра с толстыми стенками.

    Необходимо помнить, что разность диаметров труб создает двухступенчатую тягу, а прямой угол дымохода трубы понижает скорость выведения газовоздушной смеси. Поэтому, боковой вывод трубы может достигать 0,15 м, а вертикальный – 0,20 м. Понижение давления смеси поддерживает процесс пиролиза в течение 10 часов.

    Затем с использованием сварочного аппарата из арматуры изготавливаем решетку, которая обеспечит разложение истлевшего топлива в низ камеры сгорания. Для очистки зольной камеры в нижней части баллона необходимо предусмотреть дверцу с плотным притвором.

    Как изготовить пиролизный котел собственноручно, представлено здесь.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Загрузка ...
    Adblock
    detector