Изготовление пиролизного котла своими руками: чертежи и принцип работы

Мы расскажем, как купить котел, который будет соответствовать вашим требованиям и пожеланиям. У нас разобраны все критерии, на которые стоит обратить внимание, просматривая каталоги интернет-магазинов или ассортимент специализированных торговых точек. Перечислены проблемы, с которыми можно столкнуться до и после покупки.

Суть процесса пиролиза

В пиролизных котлах на твердом топливе используются такие типы органики, которые при температурном разложении дают большой выход летучих горючих веществ. Такие котлы работают не только на дровах (и всех видах топлива из древесины, таких как пеллеты или топливные брикеты), но и на угле, вплоть до коксующихся марок, температура горения которых достигает очень больших значений!

тление топлива

Топливо в пиролизных котлах размещается на колоснике. После поджига загруженной партии топлива, закрывается плотная дверка и начинает работать дымосос. Вследствие этого в камере сгорания поднимается высокая, до 800 градусов температура, однако в ней отсутствует кислород из воздуха для обычного интенсивного горения. Вместо этого органическое топливо тлеет и обугливается, при этом выделяются летучие газы, преимущественно углеводороды.

Под действием конвекции летучие горючие газ поступают в подколосниковое пространство. Вместе с ними мигрирует и азот, находящийся в первично имеющемся воздухе в топке. Под решеткой колосника к смеси газов подмешивается кислород из вторичного контура подачи воздуха. Получившая смесь уже имеет способность к сгоранию. Она сгорает, выполняя полезную функцию (например, нагревая воду в теплообменнике), а кроме того выделившееся тепло поступает обратно к органическому топливу и поддерживает процесс тления.

Как работает пиролизный котёл отопления на угле

Твердотопливный пиролизный котёл на угле имеет высокий КПД, от 80 до 92%. Обычный, классический агрегат, имеет коэффициент полезного действия не более 76-80%. Принцип работы пиролизного котла на угле заключается в следующем:

  • Любое твердое топливо, при нагреве и недостатке кислорода, начинает окисляться. В процессе окисления вырабатывается углекислый газ. После смешения с кислородом, получается горючая газовоздушная смесь.
  • В конструкции котла предусмотрено две камеры сгорания. В основной топке сжигается уголь. В котлах с естественной тягой, шиберную заслонку полностью открывают, пока топливо не разгорится. После того, как температура в топочной камере достигнет 450-600°С, заслонку прикрывают, начинается процесс пиролиза угля в котле. Выделяемый газ направляют во вторую камеру дожига.

    В автоматических моделях, все процессы: розжиг, подача воздуха и поддержание температуры в топке, осуществляются без участия человека.

  • В камере дожига газа, поддерживается постоянная температура 600-800°С, необходимая для эффективного сгорания СО. Стенки топки выложены шамотным кирпичом, что уменьшает теплопотери.

Устройство котла с пиролизным сжиганием угля, сделано с учетом особенности горения данного типа топлива. Для поддержания пламени, требуется большее количество воздуха, чем, к примеру, для дров или брикет. Равномерное распределение воздушных потоков, осуществляется с помощью колосников. Решетка дополнительно предотвращает осыпание угля в зольник.

Как работает пиролизный котёл отопления на угле

Уголь выделяет в 2-3 раза больше тепла чем древесина, поэтому, теплообменник разогревается сильнее. Колосники из стали быстро деформируются, из-за чего рекомендуется устанавливать чугунную решетку. Стальные твердотопливные пиролизные котлы отопления на угле делают из жаропрочной толстостенной стали. Особое внимание уделяют прочности сварного шва.

Обычный классический дровяной котел, категорически запрещается топить углем.

Лучшим вариантом являются чугунные твердотопливные пиролизные котлы, работающие на угле. Чугунная конструкция оптимально приспособлена к использованию угольного топлива. Теплообменник из чугуна не боится сильного нагрева, не деформируется и не выгорает с течением времени.

Конструкция пиролизного котла под уголь отличается от аналогичного дровяного оборудования устройством камеры сгорания и способом загрузки топочной камеры. Выделяют следующие особенности:

  • Автоматические и полуавтоматические котлы – основное различие между теплогенераторами данного типа, заключается в автоматизации подачи угля в топку. В полностью автоматических моделях, закладка топлива осуществляется посредством шнековой передачи, в полуавтоматических версиях, загрузку выполняют вручную.
  • Конструкция загрузочной камеры – угольные котлы выпускаются с верхней загрузкой топлива. Используется принцип верхнего и нижнего горения.
Как работает пиролизный котёл отопления на угле

Теплотехнические характеристики котла напрямую зависят от типа и материала теплообменника, и степени автоматизации устройства. Автоматические модели отличаются высоким КПД, достигающим 92%.

Наиболее популярные марки котлов длительного горения

Производители предлагают целый ряд отопительных устройств, работающих по принципу пиролизного сжигания топлива:

Одной из разновидностей данного типа оборудования являются металлические котлы, предназначенные для пиролизного сжигания отработанного масла. Как правило, это самодельные устройства, которые могут служить для обогрева гаражей, мастерских, бань, теплиц.

Основными недостатками пиролизного отопительного оборудования являются его зависимость от электроснабжения и более высокая, в сравнении с традиционными твердотопливными котлами, стоимость. Минимальная цена пиролизных котлов отечественного производства составляет примерно 1200-1300 долларов.

Нюансы конструктивного исполнения и принцип работы

Особенность инженерного решения хорошо поясняет рисунок.

Топка котла имеет камеру, разделенную на 2 части – верхнюю, куда закладываются дрова, и нижнюю, в которой производится дожиг пиролизных газов.

Дрова (пеллеты или иное), уложенные на колосник в верхнем отсеке, в условиях дефицита кислорода (его подача регулируется) не горят в полном смысле, а тлеют. Выделяющийся пиролизный газ поступает в нижнюю часть камеры, куда он нагнетается вентилятором (так называемый вторичный воздух). Там при его сгорании выделяется тепло, которое используется не только для нагрева воды контура отопления, но и для поддержания процесса пиролиза. По сути, дрова подогреваются снизу, чем дополнительно инициируется дальнейшее разложение органики. Следовательно, происходит своеобразная «утилизация» тепловой энергии, что резко повышает КПД агрегатов этой группы приборов.

Существует и иное исполнение котлов такого типа. Вниз закладываются дрова, а в верхний отсек поступают пиролизные газы.

Как правило, наддува в этом случае не требуется (тяга естественная). Преимущество этих разновидностей пиролизных котлов в том, что они «отвязаны» от электроснабжения. Минус – регулирование режимами работы производится вручную.

Производители постоянно совершенствуют свои разработки, поэтому при выборе понравившегося отопительного агрегата пиролизного типа все его конструктивные особенности и специфику эксплуатации желательно уточнять сразу же, в точке продажи. В том числе, и по возможностям использования различных видов топлива.

Принцип работы и устройство оборудования

Пиролизные котлы представляют собой подобие домашней лаборатории, которая выделяет из древесины газ, необходимый для отопления. В целом пиролиз широко используется в промышленности. Речь идет о распаде органических соединений на простые вещества. Это возможно при ограниченном кислороде и высокой температуре.

Пиролизный котел является двухкамерным оборудованием, в верхней части которого происходит пиролиз древесины при температуре 200–800˚C . В результате осуществляется распад на газ и древесный уголь. Смесь выделенного газа и воздуха поступает в нижнюю камеру, где сгорает при температуре около 1000–1200˚C . При этом выделяется много тепла. По сути, в современных пиролизных котлах происходит сжигание газа, а не дров, поэтому КПД составляет около 95%.

Использование оборудования по отзывам владельцев несложное, ведь горение газа легче поддается контролю, а значит, процесс управления можно автоматизировать.

Как уже упоминалось ранее, топка котла разделена на 2 камеры, между которыми расположена решетка. В верхней части происходит тление и пиролизация топлива. Газ с потоком воздуха попадает во вторую камеру, где есть форсунка из шамота. Подобные топки характеризуются высоким аэродинамическим сопротивлением, потому что здесь применяется принудительная тяга.

Пиролизные котлы делятся на несколько видов по месту размещения камеры сгорания:

  • верхний загрузочный отсек – в данном случае газ после сгорания топлива перемещается по трубе и поступает в нижнюю часть топки, а зола осыпается в камеру дожига, благодаря чему происходит ее частое очищение;
  • нижняя камера – такой вариант считается более предпочтительным, ведь продукты переработки сразу же попадают в дымоход, а значит, агрегат будет реже нуждаться в очищении, но для обустройства дымохода потребуются дополнительные затраты.

Стоит отметить, что для функционирования оборудования может использоваться 2 типа вентиляции:

  • естественная – нуждается в высоком дымоходе, что обеспечивает мощную тягу;
  • принудительная – в данном случае необходимо подключение к электросети и наличие системы насосов.

Длительность работы котла зависит от температуры, типа топлива, а также качества теплоизоляции жилища. В любом случае подобные пиролизные котлы считаются более эффективными в отличие от традиционных твердотопливных моделей.

Принцип работы и устройство оборудования

Что подразумевается под названием пиролиз

Пиролиз – генерирование горючего газа и его последующее сжигание, — происходит во всех твердотопливных котлах, в большей или в меньшей степени. Такой же процесс идет и в обычной печи, — при горении дров или угля, в каком-то месте не хватает кислорода, появляется угарный газ CO, затем он находит недостающий кислород и сгорает, выделяя тепло, превращаясь из яда в обычный углекислый газ – CO2.

В качестве экспериментов еще 1950-х годах была разработана схема котельного оборудования, где сначала топливо тлело при недостатке кислорода, затем полученное СО дожигалось во вторичной камере. Но идеи не были воплощены, как не дающие ни каких преимуществ с весомыми недостатками и дорогостоящие.

Теперь же в рекламках ядовитый угарный газ СО называют – «древесный газ».

Схема, особенности работы

Вторично в 2000-х годах, когда у среднего производителя появились достаточные производственные возможности и материалы, началось производство на бытовом уровне. У потребителя лживая вызывала интерес, — появились продажи и прибыль.

Схема пиролизного котла обычная – в большой камере закладка дров сначала разгорается, затем автоматика перекрывает воздух и при его недостаче дрова тлеют длительное время. Выделяющийся угарный газ и большое количество зольных частиц – чистого углерода С смешивается с подогретым воздухом во вторичной камере, где и догорают.

В этой горелке всегда красноватое пламя – прямой признак реакции с участием углерода.

Плюсы и минусы

К главным преимуществам пиролизного котла относят факт, что благодаря его использованию можно существенно снизить расходы на дрова. У потребителя есть возможность по максимуму обеспечить длительное горение благодаря принципу работы котла. Дом греется, а переживать о подкладке дров не надо. Среднее время горения одной партии горючего — целых 12 часов, к аппарату придется подходить не больше двух раз в сутки. Идеальный котел по длительности горения. Экологичный выбор, топливо сжигается полностью и выброс вредных веществ в атмосферу минимален.

Подобное устройства имеет свои минусы, к самым распространенным относят:

  • В период холодного межсезонья повышается расход дров;
  • Зола улетучивается в дымоход, загрязняя попутно его и все вокруг;
  • При поломке или некорректной работе, вполне возможно начнется перерасход дров, зола не улетучится;
  • Сырые дрова категорически не подходят. Тратится очень много энергии на их высыхание. Они не тлеют.
  • Достаточно высокая цена;

Два в одном

Часто с твердотопливным оборудованием соединяется газовый котел: он комфортнее в использовании, но расходы на отопление только газом высоки, поэтому совмещение двух типов обогрева дает и экономию, и удобство.

Соединение двух типов систем ведется с расчетом на защиту от увеличения давления в отопительной схеме. Единственным безопасным решением для совмещения газового и котла на твердом топливе является система с теплообменником, который делит схему на два контура: открытый, нагруженный на теплообменник, и закрытый – газовый котел с теплообменником и батареями. Такая сложная система с лихвой окупится экономичностью и удобством.

Как увеличить КПД пиролизной печи

В основном КПД Бубафони снижается из-за неравномерного нагрева ее корпуса; это приводит к ухудшению эффективности теплообмена прибора с окружающим пространством. Существует довольно простой способ оптимизации процесса с помощью гофрированного металлического листа. Из него изготовляется импровизированная рубашка для корпуса: ее фиксируют поверх баллона сваркой или скрутками.

Еще одним популярным вариантом увеличения эффективности пиролизной печи является котел Бубафоня с водяной рубашкой. Чаще всего водяной контур изготовляют из металлической бочки или ящика, заливая в них воду. Поместив внутрь изготовленной конструкции раскаленную Бубафоню, можно добиться нагревания воды и пустить ее внутрь отопительной системы. Таким образом удается обзавестись своеобразным бойлером для обогрева обширного помещения.

Создавая водяную рубашку, необходимо принять все необходимые меры, чтобы сделать ее максимально надежной. Если для этих целей используется ящик, он должен быть качественно проварен, во избежание протечек. Все швы желательно уплотнить термостойким герметиком. Рекомендуемая толщина стального листа для изготовления водяного контура – не менее 3 мм. Сверху ящик лучше всего закрыть крышкой с ручками. Печь Бубафоня длительного горения с водяной рубашкой может дополнительно оснащаться теплообменником, состоящим из тонких трубок.

Существует несколько полезных советов для более качественной и безопасной эксплуатации печи из газового баллона длительного горения:

  • Установку прибора в помещении лучше всего проводить на лист металла.
  • Пространство вокруг печи необходимо освободить от любых легковоспламеняющихся предметов.
  • При розжиге топлива не рекомендуется злоупотреблять горючей жидкостью.
  • Корпус изделия довольно сильно раскаляется, поэтому при обслуживании обогревателя необходимо облечься в толстые перчатки.
  • Чтобы погасить пламя, закрывается заслонка на воздушной трубе.
  • Красить детали Бубафони категорически запрещается.

Самодельная пиролизная печь из газового баллона — это один из самых популярных вариантов изготовления. Он подкупает своей дешевизной и простотой. Все материалы легко найдутся на любой даче.

Она не отопит большой дом, но вот для небольшой дачи, гаража, теплицы — самое то.

Такая печь легко справится с отоплением помещения в 100 м 2 . Часто используется для отопления теплиц, гаражей, складов. Не требует устройства фундамента, но основание все же нужно подготовить. Как минимум, выровнять и закрыть металлическим листом, толщиной не менее 4 мм.

Также важно при монтаже соблюдать все правила пожарной безопасности. Расстояние до сгораемых предметов не должно быть ближе 50 см

Деревянные поверхности дополнительно защищают несгораемым полотном.

Котлы на жидком топливе

Обычно жидкотопливные установки применяются как раз в частных домах или на небольших производствах. Достаточно экономны, так как, например, дизельное топливо стоит достаточно дешево и имеет небольшой расход. Такие установки не боятся отключения электроэнергии, так как чаще всего являются энергонезависимыми, а потому отлично подходят для обустройства автономной отопительной системы. Это – самый дорогой вид отопительных котлов, характеризующихся, тем не менее, высоким КПД (до 94%), минимальным количеством вредных веществ в выбросах, возможностью автоматизации, простотой в обслуживании. Но установка такого оборудования должна производиться только в отдельном помещении с хорошей вытяжкой, а для запасов топлива придется устанавливать достаточно большие емкости из металла или пластика.

Котлы на жидком топливе
Котлы на жидком топливе
Котлы на жидком топливе

Котлы на жидком топливе
Котлы на жидком топливе
Котлы на жидком топливе

Котел, работающий на жидком топливе

Котлы на жидком топливе
Котлы на жидком топливе
Котлы на жидком топливе

Котлы на жидком топливе
Котлы на жидком топливе

Wattek PYROTEK 36

Пиролизный котёл серьёзного европейского уровня, созданный по всем действующим стандартам качества. Чешские производители решили выпустить линейку установок с автоматическим управлением, чем одновременно облегчили и усложнили жизнь себе и пользователям. Дело в том, что «автоматика» — вещь деликатная, и в некоторых особо неблагоприятных случаях (вследствие происшествий) может легко выйти из строя. Ремонт и наладка системы управления на котле такого уровня стоит дорого, что нередко вызывает недоумение и гневную реакцию людей. Пожалуй, это единственный существенный недостаток системы, ведь в остальных компонентах она практически идеальна.

Достоинства:

  • наличие системы автоуправления температурными и режимными параметрами;
  • наличие аварийного, котлового и бойлерного датчиков;
  • горение заклада древесины составляет 12 часов, брикетов – 15-17 часов;
  • высококачественные материалы сборки;
  • расширенная комплектная база.

Недостатки:

  • наладка и ремонт автоматической системы управления, в случае выхода из строя, влетит потребителю в копеечку.
Читайте также:  Расход газового котла: норма и оптимизация