Как собрать самодельный пиролизный котёл, используя чертежи и видео инструкцию

Расходы на отопление и ГВС, основанные на потреблении таких энергоносителей как газ и электричество растут ежегодно. Если жители мегаполисов в многоквартирных домах мало могут влиять на выбор топлива, то люди, проживающие в малоэтажном или частном жилье, могут поискать более приемлемые варианты для себя из доступных и традиционных энергоносителей.

Еще недавно использование угля, торфа и тем более дров казалось архаикой и возвратом к печному примитиву из-за сложности автоматизации и управления горением твердого топлива. Прогресс на месте не стоит, появилось большое количество современных твердотопливных котлоагрегатов, оснащенных совершенной автоматикой, интересным дизайном, высокими технологическими и экономическими показателями. Пиролизные твердотопливные котлы – яркий пример такого прогресса.

Подробная схема работы, 6 этапов

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

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

Какие виды газогенерирующих котлов существуют

Схема котла с нижней камерой сгорания газов

Как вы уже поняли, такие котлы содержат две камеры сгорания: первичную топку загрузки (где горят дрова) и камеру сгорания (где непосредственно горит газ). Но, по своему расположение, топки могут быть двух видов:

• с нижней камерой сгорания,
• с верхней камерой сгорания.

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.

Ситуацию осложняет то, что открытые источники имеют не много чертежей, а также детальных фото конструкций котлов. Большинство из них являются общими и не имеют пошаговых инструкций, а также деталей.

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%.

Конструкция

Пиролизный котел состоит из топливной камеры, разделенной на зоны. В одной из них, называемой газогенераторной, происходит разложение топлива на золу и пиролизные газы, в другой — зоне дожига — происходит сгорание этих газов.

• Котлы выпускаются двух типов:
• с верхней загрузкой, или шахтные;
• с нижней загрузкой.

Шахтные котлы верхнего горения

Чтобы преодолеть аэродинамическое сопротивление и стабилизировать тягу, камеру оборудуют дутьевым вентилятором, установленным сверху котла — этот процесс называют «верхним дутьем». Некоторые модели оснащены еще одним вентилятором, подающим струю воздуха прямо в камеру дожига, что повышает эффективность котла. Дым и пар после дожига через дымовой патрубок выводятся в дымоход.

Котлы с нижним горением В этом типе отопительных агрегатов газогенераторная камера находится снизу, а пиролизные газы поднимаются вверх под воздействием тяги. Для устойчивого горения таким котлам необходим дымоход высотой не менее 5 метров.

Применение вентилятора для котлов с нижней загрузкой не обязательно, т.к. воздух подается через заслонку. Эффективность котлов нижнего горения ниже, чем у шахтных, но они не зависят от наличия электроэнергии.

Теплообменник и подключение котла к системе отопления

Рядом с топкой находится теплообменник, по которому циркулирует теплоноситель системы отопления. Конструкция теплообменника зависит от модели агрегата. Для подачи и отвода воды в систему предусмотрены штуцера. Входной штуцер, через который в котел поступает остывшая в системе отопления вода, находится в нижней части теплообменника. Выходной штуцер — в верхней. В качестве теплоносителя может использоваться вода, лучше дистиллированная, или антифризы.

Газогенераторы длительного горения могут работать в системах с естественной или принудительной циркуляцией. При выборе котла необходимо согласовать объемы теплообменника и теплоносителя, необходимого для заполнения системы отопления. Систему оснащают расширительным баком, а для принудительной циркуляции — насосом, который устанавливают непосредственно перед вводом в котел.

Для стабилизации температуры в системе отопления рекомендуется установить также теплоаккумулятор — накопительный бак, который будет промежуточным звеном между котлом и отопительными приборами. При этом, во время перерывов в топке котла, система не будет остывать более, чем на 10-15 градусов. Вода на входе в теплообменник должна иметь определенную производителем температуру, обычно — 60 градусов Цельсия. Для поддержания этой температуры системы оснащают трубой для подмеса горячей воды. В системах с принудительной циркуляцией на случай внезапного отключения электричества также нужно предусмотреть байпас для обхода циркуляционного насоса.

Ряд моделей пиролизных газогенераторов помимо отопления могут быть подключены также к контуру ГВС, такие котлы называются двухконтурными. Удобно, если допускается эксплуатация агрегата при отключенной системе отопления, только для нагрева воды, что позволит использовать его летом. Обычно такие модели комплектуются дополнительно ТЭНами, встроенными в теплообменник.

Материал корпуса

Твердотопливные котлы длительного горения обычно имеют корпус из стали толщиной от 3 до 8 мм.

• Но некоторые производители предлагают котлы из чугуна, которые имеют ряд преимуществ:
• чугун имеет повышенную коррозионную стойкость по сравнению со сталью, чугунным котлам не страшна низкотемпературная коррозия;
• чугунные котлы с кованным теплообменником не имеют сварных швов, в которых чаще всего начинается разрушение стали;
• более толстые стенки чугунных агрегатов не подвержены прогоранию и деформации;
• благодаря большей толщине они дольше не остывают, что позволяет поддержать температуру в системе во время перерыва на чистку котла.

• Недостатки у чугунных моделей тоже есть:
• они значительно тяжелее, в 2-2,5 раза;
• цена выше, чем у стальных, примерно на 50-70%.

Требования к топливу

Большинство современных моделей пиролизных котлов оснащены автоматическим регулированием режима горения. Длительность горения зависит от вида топлива. Как правило, при топке сухими дровами газогенератор может работать на одной загрузке до 12 часов, а на угле — около суток. Использование опила, стружки, отходов деревообработки несколько снижает время горения без дозагрузки.

Дрова должны быть сухими, с влажностью не более 16%. При использовании пеллет или брикетов такая влажность гарантирована производителем, дрова необходимо сушить в тени не менее года.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

Рынок газогенераторных котлов насыщен множеством видов оборудования импортного и российского производства. Традиционными лидерами по созданию высокотехнологичных отопительных систем на основе пиролизных агрегатов являются производители Германии. Их оборудование соответствует самым высоким экологическим требованиям, наибольшим КПД и экономической эффективностью. Но и цены на немецкие котлоагрегаты соответствующие.

Заметно присутствие чешских и итальянских компаний, выпускающих аналогичную продукцию высокого качества и занимающие средний ценовой сегмент предложений на рынке газогенераторных котлов.

Российское производство котельного оборудования в последние годы значительно продвинулось к выпуску достойного качества газогенераторных агрегатов для отопления при существенно меньшей (в 2-3 раза) цене за близкую к импортным по характеристикам и исполнению продукцию. Учитывая, что она лучше адаптирована к существующему топливу и реалиям эксплуатации, приобретение ее интересно не только для ограниченного бюджета.

Буржуй-К «Модерн-12»

Эта серия, соединяющая в себе энергетическую независимость и доступную цену, является одной из лучших среди пиролизных котлов для отопления частного дома. Промежуток между закладками дров 12 часов, а угля 15 часов. Котел эффективен до 50% влажности топлива, хоть и с незначительным снижением КПД. КПД при соответствующем требованиям топливе достигает 92%, что очень достойный показатель, особенно для уровня отечественных производителей.

Котел работает на любом твердом топливе, для естественной тяги нуждаются в дымоходе высотой минимум 7 м (довольно много, но реально). Конструкция пожаробезопасна, обшита стальными листами с базальтовым покрытием и не требует разрешительных документов надзирающих органов, вес – 220 кг. Согласно практике эксплуатации считается абсолютно беспроблемным, что вполне объяснимо, ведь конструкция максимально простая, энергонезависимая.

Эффективность и критерии выбора котлов длительного горения на угле

Траян ТБ-10-2КТ

Газогенераторный двухконтурный котел номинальной мощностью 10 кВт, диапазон регулирования допускает снижение до 40% от номинала. Энергонезависимый, с механическим управлением. КПД в зависимости от регулировок и топлива – 82-85%. Главной особенностью, помимо контура ГВС, являются крайне компактные габариты – 450x890x730 мм (ШхВхГ). Комплектуется термометром, манометром и механическим регулятором заслонки Honeywell для подачи воздуха.

Прост и безопасен в эксплуатации, период между загрузками сухого топлива при правильно регулировании работы котла достигает 10 часов. Для поддержания температуры теплоносителя при малой нагрузке может подключаться ТЭН до 3 кВт (опция), также опционально доступен полный комплект энергозависимой автоматики. Вес котла 190 кг.

Стоимость: 43 000-53 000 руб.

Buderus Logano S171-22W

Входит в рейтинг как один из самых высокотехнологичных котлов с нижней камерой дожигания пиролизных газов немецкого производства. Основное топливо – древесина с длиной полена до целых 58 см, что крайне практично. КПД достигает 89%, оснащен самыми современными системами автоматики: регулируемые двигатели вентилятора поддува и дымососа; управление насосами отопительной системы; датчиками температуры в помещениях; управление от мобильного телефона и ПК.

Качество управления системой отопления позволяет экономить топливо и обеспечить высокую экологическую безопасность. Большая загрузочная камера обеспечивает продолжительность горения 3-4 часа и расход дров в среднем 6,2 кг/ час. Обеспечение высочайшего уровня комфорта для пользователя при сохранении интуитивно понятного предполагает и высокие требования к сервисному обслуживанию. Габаритные размеры агрегата 1136х620х1019 мм, вес 362 кг. Единсственные недостатки – предназначение для сжигания исключительно древесины, большой вес за счет теплообменника из 5 мм стали, а также высокая цена.

Стоимость: 179 000-198 000 руб.

Atmos DC 18S

Чешский газогенераторный одноконтурный котел длительного горения с встроенным вентилятором-дымососом. У модели на 20 кВт камера загрузки составляет всего 65 дм3, но длительность сгорания одной закладки дров может достичь 12 часов. Лучшее топливо для него – поленья длиной до 33 см и диаметром до 15 см, что, конечно, не столь практично. Но хорошо отлаженный котел позволяет за сезон сэкономить до 40% топлива, расход дров 3,8 кг/час, КПД может достичь 90%. Управление частично механическое, но за счет вентилятора и автоматики котел требует подключения к электросети. Теплообменник изготовлен из легированной стали 6 мм.

Важной особенностью таких котлов является встроенный дымосос, он избавляет от дыма при дозагрузке дров, способствует быстрому прогреву дымохода и избавляет от запахов. Пиролизные агрегаты данного типа могут дооснащаться специальными пеллетными горелками. Габаритные размеры 590x1180x845 мм, вес 269 кг.

«Суворов-М» К-10

Отечественный пиролизный одноконтурный котел длительного горения с открытой топкой (воздушный поток принудительно не нагнетают) номинальной мощностью 10 кВт, диапазон регулирования ее от 2,2 кВт до 12 кВт. Большая загрузочная топка, одна закладка поленьев горит 10-14 часов, а топливных брикетов до 36 часов. Использование древесины твердых пород увеличивает время горения на 20-30%, при опилочных брикетах хорошего качества продолжительность тления увеличивается в разы. Длина поленьев может быть до 45 см, полная загрузка сухих дров 14 кг, расход их 2,9 кг/час.

Котел использует любое твердое топливо. Влажность сырья не должна превышать 25% для достижения КПД 92%. Энергонезависимый, имеется возможность подключения контура ГВС и установки ТЭНов. Габаритные размеры 990х535х780 мм, вес 185 кг.

Стоимость: 62 000-64 000 руб.

«Суворов Ультра» К-15У

Шахтный газогенераторный котел длительного горения номинальной мощностью 15 кВт, диапазон ее регулирования от 1,7 кВт до 20 кВт. Время горения дров – до целых 65 часов, топливных брикетов – до 120 часов. Топка объемом 140 л вмещает поленья до 40 см (не столь практично, но достаточно), вес загрузки 46 кг. Влажность дров, при которой достижим максимальный КПД 94%-95,7%, не должна превышать 25%. Высота дымохода, замеряя от колосников, должна составлять не менее 6 м – вполне стандартное требование.

Шахтная компоновка котла с нижним горением топлива, инновационные инженерные решения, связанные с увеличением длины специального трехоборотного газового тракта, позволила увеличить продолжительность горения дров, а значит выжать из них максимум возможного. Габаритные размеры котла 1210х560х875 мм, вес 295 кг.

Стоимость: 93 000-96 000 руб.

Принцип работы пиролизных котлов и их особенности

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

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

Прямое сгорание дров применяется во многих отопительных агрегатах:

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

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

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

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

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

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

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

Аналогичным образом работает и пиролизный котел, собранный своими руками:

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

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

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

В схеме пиролизного котла ему уделяется особое внимание

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

Пиролизный котел в доме: особенности работы

В целом, если вы живете в месте, где доступна газовая магистраль, то самым простым решением будет установка стандартного газового котла. Впрочем, не смотря на свое удобство, газовые котлы все же подходят далеко не всем. Во-первых, для установки потребуется подключение к газовой сети, а если таковой нет, то вы остаетесь без отопления. Во-вторых, газовые котлы далеко не самые экономные. Сжигать газ, конечно, проще, чем дрова или другое твердое топливо, однако весьма расточительно, особенно когда речь идет о большом доме.

Другими словами, пиролизный котел представляет собой отличную альтернативу стандартному оборудованию. Установка котла возможна своими руками, настройка не представляет проблемы, при этом использование такого оборудования несет множество преимуществ. Как же устроен такой котел? Соответствующее оборудование называют газогенераторным котлом, однако оно относится все же к твердотопливному оборудованию, как так получилось?

Дело в том, что пиролизный котел имеет специальное хитрое устройство, благодаря которому газ добывается прямо из древесины, которая сжигается. Вы закладываете дрова в котел, он их сжигает, а параллельно добывает газ, который также идет на отопление. Таким образом, котел генерирует газ, что и стало основной для его названия.

Для получения газа из древесины следует соблюдать непростые условия:

• Высокая температура внутри;
• Герметичность котла;
• Отсутствие внутри кислорода.

Другими словами, сразу так просто взять и сжигать газ не выйдет, котел следует разогреть, сжечь некоторую часть дров, в процессе чего весь кислород будет поглощен и при условии герметичности начнется процесс генерации газа.

Инструкция по изготовлению пиролизного котла

Наиболее оптимальным для сборки является пиролизный котел мощностью от 25кват. Он способен отапливать большие помещения площадью от 180 м2.

Для его изготовления необходимы следующие материалы:

• металлические листы толщиной не менее 0,8 мм;
• 15−20 штук шамотного (огнеупорного кирпича);
• система датчиков температуры;
• колосниковая решетка;
• 3 трубы диаметром 5,7 см, 3,2 см и 16 см (для подвода холодной и горячей воды, а также для подающей магистрали контура котла);
• 2 профтрубы (для патрубков аварийной линии и выхода);
• дутьевой вентилятор;
• датчик температуры;
• чертеж и таблица размеров для сборки котла;
• 2 дверцы для топки и зольника;
• крепления из пережжённой проволоки для дверок;
• шлифовальные круги -10 штук.

Необходимые инструменты:

• аппарат для сварки электрический;
• болгарка;
• углошлифовальная машинка.

Процесс изготовления

1. Из стальных листов необходимо вырезать 4 стенки для котла. В передней стенке сделать отверстия для топки и расположенного под ним зольника.
2. Вырезать отверстия для дымососа и под трубников. Соединить все металлические стенки (кроме задней) при помощи сварочного аппарата, а стыки между сторонами будущего котла необходимо отшлифовать.
3. Далее собирается теплообменник, как показано на рисунке. Трубы свариваются при помощи сварочного аппарата. Перед сваркой на сами трубы необходимо «одеть» шлифовальные круги для удаления стыков и швов между ними.
4. Затем необходимо вмонтировать теплообменник в будущий котел как на рисунке. Прежде чем, закрывать устройство задней стенкой, необходимо проверить его на наличие течей компрессором. Если таковых нет, заднюю часть котла сваривают.
5. Далее необходимо установить колосниковую решетку, которая будет отделять место газификации и сжигания топлива. Нижний отдел, где будет сжигаться топливо, оснащают воздуховодом и обкладывают шамотным (огнеупорным) кирпичом со всех сторон, в том числе и снизу.
6. Затем необходимо прикрепить дверцы в соответствующие отделения для подачи топлива и для зольника. Они должны плотно прилегать к стенкам котла.
7. В конце готовый котел устанавливают на кирпичную поверхность и присоединяют к трубе, утепленную негорючим утеплителем (например, фольгированной минватой). Без этого на стенках трубы будет оседать деготь, который значительно укоротит срок службы котла. К устройству подключают водяной контур и дымовой насос.
8. Для того чтобы котел работал автоматически, так же как и производственный, необходимо установить систему контроля температуры. Он нужен для того, чтобы регулировать работу дымососа, а также подачу воздуха.
9. Установка котла на этом не заканчивается. Необходимо проверить его КПД. Если, включив котел, вы не обнаружили запаха угарного газа от выходящего дыма, значит его КПД достаточно высок и оборудование является безопасным для использования.

Таким образом, если у вас есть первоначальные навыки работы с болгаркой и шлифовальным аппаратом, если вы разбирайтесь в элементарных чертежах, вы без труда соберете пиролизный котел самостоятельно. А это не только уют и тепло в своем доме, но и очень выгодная экономия финансовых средств.

Таблица размеров пиролизного котла

• А-контроллер котлового контура
• B -загрузочная дверца
• С-дверца зольника
• D -дымосос
• E -муфта
• F -патрубок аварийной линии
• G — подающая магистраль котлового контура
• H — подвод холодной воды
• K — Подвод горячей воды
• L -Обратная магистраль теплового контура
• M -Патрубок опорожнения и расширительный бак

Таблица размеров (зависимость мощности будущего котла от размеров деталей).

Требования безопасности и правила эксплуатации

Котлы длительного горения, как и любое другое отопительное оборудование является пожароопасным, поскольку процессы горения в таком устройстве могут достигать очень высоких температурных показателей. При его монтаже и использовании нужно соблюдать следующие рекомендации:

• размещают котел на бетонном или кирпичном основании, перед топкой кладут металлический лист толщиной от 2 мм, для защиты пола от случайно выпавших угольков;
• расстояние до стен не менее 20 см, и как можно дальше от мебели;
• желательно наличие отдельной котельной, проем для вентиляции в ней должен быть размером не менее 100 кв. см;
• рекомендуется также тщательно утеплить дымоход, по которому отводятся продукты горения. Отсутствие теплоизоляции не только приведет к теплопотерям, но и вызовет образование дегтя и конденсата, которые способствуют преждевременному износу оборудования и многочисленным поломкам;
• автоматика с термодатчиками позволит наладить автономную работу котла и обеспечит пожарную безопасность. Именно автоматика регулирует правильное смешивание горючего газа с воздухом по специальной схеме;
• обязательно устанавливают группу безопасности котла: манометр, автоматический воздухоотводчик и аварийный клапан, который стравит воздух при избыточном давлении;

Строительство или сборка котла длительного горения – дело не простое и не дешевое. Произведя один раз все затраты, расчеты и выполнив все работы строго по технологии, рачительный хозяин получает экономичный и высокопроизводительный котел, который в процессе работы сэкономит семейный бюджет и время, делает дом теплым и уютным в зимние холода. При соблюдении правил работы эта печь будет отапливать комнаты и греть воду, будет исправно работать долгие годы.

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.

Достоинства и недостатки

По сравнению с другими твердотопливными отопительными агрегатами, пиролизные котлы имеют ряд достоинств:
• полное сгорание топлива, и, как следствие, экономия дров, уменьшение количества золы и сажи;
• пожарная безопасность — топливная камера герметична, а дымоход не нагревается до опасных температур;
• длительная работа на одной загрузке — нет необходимости постоянно следить за уровнем дров и подкладывать их;
• автоматическое регулирование режима горения за счет вентиляторов, формирующих тягу и подающих воздух;
• использование дров большого диаметра и длины.

Не лишены они, впрочем, и недостатков, большая часть которых решается правильной установкой и эксплуатацией:
• пиролизные котлы имеют довольно высокую цену по сравнению с обычными твердотопливными;
• из-за необходимости работы вентиляторов они энергозависимы, и в местах с частым отключением электроэнергии необходимо предусмотреть дополнительный источник питания, например, генератор;
• для эффективной работы необходимы сухие дрова, в противном случае в пиролизных газах будет слишком много водяных паров, что приведет к их неполному сгоранию, снижению КПД и даже погасанию котла;
• котел необходимо загружать до номинальной мощности, иначе температура дыма снизится, начнется образование конденсата на стенках топочной камеры и дымохода, что приведет к их загрязнению сажей и коррозии;
• требуется правильное устройство подключаемой системы отопления — на входе в рубашку котла температура теплоносителя не должна быть ниже 60 градусов Цельсия, чтобы избежать конденсатообразования и низкотемпературной коррозии.

Пиролизный котел своими руками: правила и нюансы

Пиролизный котел своими руками Для того, чтобы установить пиролизный котел своими руками, сохраняя при этом все его рабочие качества, необходимо основываться на точный чертежах и вычислениях. Неправильно собранный котел, смонтированный по некомпетентной схеме, не только будет плохо выполнять свои функции, но еще и представит угрозу безопасности окружающей среде и Вам в первую очередь.

Правила сборки пиролизного котла своими руками:

• Вашей первоочередной задачей, перед стартом сборки, становится обязательное ознакомление с чертежами, планами и схемами. Они помогут определить количество необходимого материала для работы, а также уберегут Вас от возможных аварийных ситуаций;
• Проверьте наличие основополагающих элементов, без которых невозможна собственноручная сборка пиролизного котла. Это: регуляторы, отверстия для воздуха, дымовые каналы, трубы для отвода воды, камера сгорания, трубы для подачи воды, а также вентилятор;
• Учтите, что если Вы предполагается отапливать стандартный загородный дом, Вам вполне подойдет пиролизный котел мощностью 40 кВт, а если Вы владелец совсем небольшого коттеджа, то хватит и 30 кВт-ного котла. Устанавливать супер мощные котлы нет смысла, так как и небольшое устройство, прекрасно утеплит помещения, в то время как огромные агрегаты будут стоить больших денег, и потребуют значительных затрат;
• Не лишним будет заготовка необходимых инструментов для монтажа котла. Чтобы Вам не пришлось лишний раз бегать в строительный магазин, приготовьте все нужное сразу. Для установки пиролизного котла своими руками, Вам потребуется вот такой вот инструментарий: болгарка, шлифовальные круги, сварочный аппарат, электрическая дрель, трубы различного диаметра электроды, вентилятор, полосы стали, термодатчик, металлические листы

Учтите, что сборка пиролизного котла своими руками долгий и кропотливый процесс, поэтому будьте готовы к возможным сложностям. Однако, тщательно подготовившись к процессу, Вы значительно снижаете риск возникновения неожиданных проблем.

После того, как все правила соблюдены, нужная схема выбрана, пора приступать к непосредственной сборке. Поэтапно собирая устройство, следите за выполнением следующих нюансов:

• В отличие от обычных котлов, отверстие для помещения дров в топку, должно быть расположено несколько выше;
• Обязательно проверьте наличие ограничителя, который фиксирует подачу воздуха в котел. Его оптимальные размеры – 70 мл в сечении и длина, превышающая размеры корпуса;
• Диск, привариваемый к ограничителю, должен быть изготовлен из нержавеющей стали, и располагаться внизу всей конструкции;
• Отверстие для подачи твердого топлива лучше всего желать прямоугольной формы. Для пиролизного котла такая форма является оптимальной;
• Дверца должна плотно и надежно закрываться, необходима специальная накладка, которая будет плотно фиксировать закрытие;
• Заранее предусмотрите, а затем не забудьте выполнить специальное отверстие, с помощью которого Вы будете удалять накопившуюся золу;
• Труба для теплоносителя должная быть не прямой, а слегка изогнутой. Такая форма необходима для повышения теплоподачи;
• Расположение вентиля должно быть удобным и доступным. Благодаря нему Вы будете контролировать процесс поступления воздуха в топку;
• Первый запуск. После того, как вы закончили сборку и монтаж пиролизного котла своими руками, проведите пробный запуск устройства. При помощи специального оборудования, проверьте безошибочность эксплуатации на всех этапах, и убедитесь, что в котле не скапливается угарный газ. Только после этого, можно полноценно вводить котел в работу

Конструкция самодельного агрегата и расчет материалов

Пиролизный котел своими руками делают преимущественно с верхней загрузочной топкой, под которой находится камера газификации. Она проще в изготовлении, у нее хороший КПД. Если имеются некоторые инженерные навыки, можно внести изменения в готовый чертеж, но внутренние размеры оставляют прежними или с незначительными коррективами. Топки лучше сделать одинаковыми по ширине и длине, отличия только по высоте.

Чтобы подсчитать, подойдет ли аппарат по мощности, исходят из такого правила: каждые 10 м2 помещения требуют 1 кВт энергии. Значение умножают на коэффициент 1,2, но на практике его увеличивают до 1,5, поскольку не всегда имеется качественное топливо. Если, к примеру, исходить из того, что аппарат выдает 20 кВт, то он способен обогреть 200 м2 площади, но с учетом запаса – 130 м2. Котел такой производительности доступен для самостоятельного изготовления, с большей мощностью требуется применение особой жаропрочной стали большой толщины. Сварить ее в домашних условиях трудно.

Для камер рекомендуется использовать жаропрочную легированную сталь, но ее стоимость значительная, поэтому заменяют простой углеродистой толщиной 5 мм. Горящий газ создает высокую температуру в рабочей зоне отсека. Чтобы защитить металл, снизу закладочной камеры устанавливают чугунный колосник, а днища обеих топок футеруют огнеупорным кирпичом.

Водяная рубашка функционирует под давлением, что требует высокого качества швов. Основной фактор, препятствующий этому – горячие и холодные трещины, что образуются вследствие высокой разницы температур на относительно небольшой протяженности изделия. Чтобы уменьшить отрицательные последствия, используют несколько технологических приемов:

• металл нарезают, плавно подавая режущий инструмент, чтобы предохранить кромки от перегрева;
• сварку проводят в мягком режиме, уменьшив требуемый ток на 20–25 %;
• шов проходят без боковых колебаний с высокой скоростью;
• подкладывают толстый металл для быстрейшего остывания.

Конструкции многих пиролизных котлов не предусматривают использование воды как теплоносителя. Тогда обменник не герметизируют, по его трубам в помещение поступает горячий воздух, а приток холодного – от пола. Подобное решение имеет свои преимущества, особенно для дачников, которые изредка наведываются в загородный дом. Тогда нет риска размораживания системы.

Существенно понизить стоимость самодельной установки можно, правильно подобрав металл, а также оборудование. Необходимые материалы, их характеристики приведены в таблице:

Из инструментов, кроме сварочного аппарата, понадобятся болгарки с возможностью установки дисков диаметром 230 и 125 мм. Кругов требуется 10 штук больших и 5 маленьких. Применение УШМ для резки металла не обеспечивает точности, что потом сказывается на качестве швов. Лучше заказать изготовление с использованием гильотины в мастерской. Пригодится электрическая дрель. Возможно, во время работы возникнет необходимость прикупить еще какой-то материал, но это решается.

Сложности

Герметичность — одна из главных сложностей, которая возникает при строительстве пиролизного котла своими руками. Поэтому её проверяют дважды.

Первый раз это происходит, когда все основные узлы котла сварены, но его внутренняя часть ещё открыта. Отверстия для теплоносителя блокируются заглушками наглухо и в котёл набирается вода. На месте, где зафиксирована протечка, делается метка. Затем эту часть переваривают заново.

Второй раз котёл проверяют, когда полностью собрана вся система. Для этого наряду с водой используют опрессовщик, который нагнетает давление в 3–4 бара, которое не должно резко падать. Если оно сохраняется на стабильном уровне, то агрегат герметичен.

Принцип работы пиролизного котла

Применительно к отопительным котлам пиролизом называется горение топлива при недостаточном количестве кислорода. При этом топливо выделяет большое количество газов, практически все из них горючие. Эти газы направляются в специальную камеру сгорания и дожига, куда подается вторичный воздух. Газовоздушная смесь вспыхивает, выделяя большое количество тепла. Тепловой энергии выделяется намного больше, чем можно извлечь при обычном горении дров или угля. Дело в том, что многие из образовавшихся при горении топлива летучих веществ, имеют очень высокую температуру сгорания. В результате, из того же количества топлива, пиролизные котлы извлекают больше тепла.

Конструктивная особенность пиролизных котлов — топка, состоящая из двух камер. В одну закладывается топливо (часто это верхняя часть топки), в ней же происходит выделение газов, и потому эта часть называется камерой газогенарации. Через неширокую горловину газы попадают во вторую камеру — дожига. Тут перемешиваются с вторичным воздухом, вспыхивают и сгорают практически без остатка.

Пиролизный котел с нижней камерой дожига

В среднем КПД пиролизников — выше 85%. Есть модели, способные выдавать 92% и даже немного больше. Но данные показатели возможны только и исключительно при использовании сухого топлива. Его влажность должна быть 5-8%. При 40% содержании влаги горение может полностью затухнуть, а при 20% просто буде неэффективным. И это — один из главных недостатков этой технологии: дрова и уголь приходится предварительно сушить, например, сделав площадку возле дымовой трубы. Просто дрова, просушенные в дровнике не пойдут, как и уголь, взятый из кучи на улице.

В видео продемонстрирован котел, в котором камера дожига находится вверху. Хотя котлы такого типа имеют более простое строение (образовавшиеся газы сами поднимаются вверх), самодельщики предпочитают камеру с нижним располодением камеры дожига (как на фото выше).

Какое топливо подходит

Показатель влажности топлива не должен превышать 25%, иначе энергия будет расходоваться на испарение воды, мощность окажется ниже необходимой, водяной пар начнет разбавлять выделяемые газы и мешать горению. В результате котел прекратит работу.

В остальном выбор топлива часто зависит от модели. Бывают устройства исключительно дровяные, а некоторые агрегаты могут хорошо работать и на других видах горючих материалов, таких как бурый или каменный уголь.

Наиболее эффективны газогенераторные системы, работающие на топливе с высоким выходом летучих веществ:

• дрова;
• пеллеты;
• древесные отходы;
• топливные брикеты;
• бурый уголь.

При выборе материала также нужно ориентироваться на продолжительность его горения. Для сжигания мягкой древесины потребуется 7 часов, прессованных опилок, торфа и твердого дерева — 9–10 часов. Время тления бурого угля ограничивается 10–11, а черного — 12–14 часами.

Наибольшую мощность обеспечат натуральные дрова с длиной поленьев 450–650 мм. Кроме того, использование такого вида топлива способствует повышению срока службы оборудования.