Принцип работы пиролизного котла – особенности устройства и конструкции данного оборудования, как обустроить установку аппарата, смотрите фотографии и видео

Какой принцип работы пиролизного котла: давайте разберемся

У отопительного оборудования, работающего на твердом топливе, имеется альтернативный вариант – газогенераторные агрегаты. Они считаются несложными в эксплуатации и одновременно наиболее эффективными приборами и, несмотря на высокую стоимость, пользуются у потребителей спросом.

Основан принцип работы пиролизного котла на сжигании газов, которые выделяются при горении дров. Применяют такие агрегаты не только для обогрева частных домовладений, но и для отопления складов и других помещений промышленного назначения.

Особенности функционирования пиролизного оборудования

Отличается принцип действия пиролизного котла от других способов обогрева при помощи твердого топлива тем, что организован он на процессе пиролиза – так называется сухая перегонка древесины.

В условиях минимальной подачи кислорода и под воздействием высоких температур при горении твердые органические материалы распадаются на газ и продукты отработки, которыми являются сухие осадки (кокс).

Обратите внимание

Поскольку пиролиз возможен только при определенных температурных условиях – при достижении 1100° С, то он сопровождается выделением большого количества тепла, в результате чего в котле подсушиваются дрова и нагревается воздух, подаваемый в зону горения.

Далее пиролизный котел принцип действия имеет следующий: кислород смешивается с газом, выделенным из древесины. Это приводит к горению газа и, соответственно, к получению тепловой энергии. Кроме этого, в результате такого процесса содержание канцерогенных веществ в отработанных газах, выводимых наружу, минимизируется.

Устройство газогенераторного оборудования

Чтобы узнать, как работает пиролизный котел необходимо разобраться с принципом функционирования каждого его узла. Этот агрегат состоит из различных элементов. В котле имеется две камеры, которые изготавливают из стальных листов толщиной не меньше 5 миллиметров. Разделительную функцию между камерами выполняет форсунка.

Конструкция пиролизного котла (см. фото) предполагает, что верхний отдел топки выполняют в виде топливного бункера, а нижний используют как камеру сгорания и одновременно зольник.

В обеих частях осуществляются отдельные процессы.

Так в верхнем отсеке древесина подсушивается и одновременно нагревается воздух, который потом поступает в нижний отдел, где полученный газ сжигается и накапливается зола.

В результате работы такого оборудования в процессе горения не образуется сажа, и почти нет золы. Устройство пиролизного котла позволяет чистить его значительно реже.

Существуют и другие отличия:

• более продолжительная работа агрегата. Котел способен функционировать на одной закладке дров около 12 часов;
• принцип действия прибора значительно отличается от традиционных способов;
• расход древесины в агрегате намного меньше по причине подогрева воздуха, поступающего в зону горения.

Выбор топлива для пиролизного котла

Принцип работы газогенераторного оборудования на дровах позволяет считать его наиболее выгодным с экономической точки зрения.

В действительности устройство пиролизных котлов выполнено таким образом, что агрегаты могут функционировать на других видах твердого топлива, включая:

• торф;
• уголь;
• отходы деревообработки.

Для обеспечения наиболее эффективной работы пиролизного оборудования нужно учитывать такую особенность каждого вида органического топлива как время полного сгорания:

• горение кокса длится около 10 часов;
• для твердой древесины потребуется примерно 6 часов;
• для мягкой древесины необходимо не более 5 часов.

Сухая древесина обеспечит оборудованию наибольшую мощность, но и значительно увеличивает продолжительность его бесперебойного функционирования. Но, если такое органическое твердое топливо приобрести невозможно, допускается применение других видов, разрешенных производителем конкретного агрегата.

Это может быть:

• каменный уголь;
• торф;
• древесные отходы;
• пеллеты;
• целлюлозосодержащие отходы промышленного производства.

Вне зависимости от вида выбранного твердого топлива следует помнить, что, если оно имеет излишнюю влажность, при работе агрегата будет образовываться излишний пар, в результате чего появится копоть и понизятся тепловые характеристики используемого прибора. Только в случае применения сухого древесного топлива и при правильно выполненной регулировке подачи первичного и вторичного воздуха образующийся газ почти не выделяет вредных для здоровья канцерогенных веществ.

Преимущества пиролизного оборудования

После того, как изучены конструктивные особенности, принцип действия,

схема пиролизного котла и виды используемого топлива, следует отметить, что данное оборудование является наиболее экономичным среди твердотопливных теплоснабжающих моделей.

Основные преимущества пиролизного нагревательного агрегата:

• стабильный температурный режим при условии наличия в топке топлива;
• быстрый выход на уровень эффективной работы;
• не требуется часто проводить чистку котла;
• работает с разными отопительными системами;
• нет необходимости в обустройстве дымоходов из материалов, устойчивых к коррозии и высоким температурам.

Ради объективности следует назвать недостатки пиролизных котлов, но он у данного оборудования только один – высокая стоимость.

Характеристики такого вида отопительных приборов свидетельствуют об их более эффективной работе по сравнению с традиционными твердотопливными агрегатами. Их рекомендуется использовать для отопления помещений разного назначения.

Принцип работы пиролизного котла

Пиролизный или так называемый газогенераторный котел – нагревательное оборудование, работающее на твердых видах топлива.

Твердотопливный пиролизный котел характеризуется высоким КПД и эффективностью, время работы теплового агрегата на одной закладке топлива может достигать от 10 часов до двух суток.

Газогенераторные установки могут быть использованы для отопления как жилых зданий, так и промышленных сооружений.

Устройство и принцип работы пиролизного котла

Газогенераторный тепловой агрегат имеет довольно сложную конструкцию, устройство пиролизного котла включает множество узлов и деталей, главной отличительной чертой пирокотла от традиционного твердотопливного аппарата – топка, состоящая из двух камер.

Особенности конструкции

• камера загрузки или камера пиролиза;
• камера сгорания;
• дроссельная заслонка (шибер);
• колосниковая решетка;
• каналы подачи воздуха (первичный и вторичный);
• водный теплообменник;
• дымоход.

Как упоминалось выше, топка газогенераторного агрегата состоит из двух камер, расположенных одна над другой и разделенных между собой колосниковой решеткой. Топка пиролизного котла, как правило, изготовлена из легированной жаропрочной стали. Колосники из чугуна, стали либо огнеупорной керамики.

Посредством первичного канала подачи кислорода происходит транспортировка наружного воздуха в камеру пиролиза, второй канал обеспечивает подачу воздуха в камеру сжигания. Водный теплообменник пиролизного котла или так называемая «водяная рубашка» предназначена для нагрева жидкого теплоносителя отопительной системы.

Важно

В конструкциях пирокотлов используют трубчатые или же пластинчатые теплообменники. Через дымоход происходит отвод отработанных продуктов горения в атмосферу.

Конструкция газогенераторного котла предусматривает возможность регулировки мощности отопительного агрегата в диапазоне от 30 до 100%. В качестве регулирующего элемента выступает заслонка, расположенная в задней части теплового агрегата. В зависимости от заданной температуры теплоносителя на выходе регулятор в автоматическом режиме приоткрывает либо закрывает заслонку.

Виды пиролизных котлов

В зависимости от конструктивного исполнения пирокотлы подразделяют на агрегаты с естественной тягой и принудительным надувом. Главным достоинством пиролизного котла с естественной тягой является независимость агрегата от электричества.

К недостаткам можно отнести повышенные требования к дымовым каналам. Пирокотлы с естественной тягой оснащаются дымоходами высотой не менее 5 м.

Тяга дымохода должна обеспечить разрежение воздуха в топке в диапазоне от 16 до 20 Па, тяги должно хватить на преодоление силы сопротивления газовоздушного тракта котла и дымового канала.

Конструкция пирокотла с принудительным надувом предусматривает использование вентилятора. Подача воздуха в камеру газификации и сгорания может обеспечиваться тремя способами:

От типа конструкции пиролизного котла зависит и месторасположение камер газификации и сгорания. В агрегатах с естественной тягой дымохода камера дожигания располагается над камерой газификации, таким образом, поток воздуха происходит в направлении снизу вверх. В аппаратах с искусственной тягой, напротив, топочная камера находится над камерой сжигания, движение воздуха сверху вниз.

Преимущества и недостатки

К достоинствам пиролизного теплового агрегата относят:

• КПД до 90%;
• экономию топлива;
• экологичность;
• удобство в обслуживании;
• минимальное количество золы, отсутствие сажи.

Еще одним весомым преимуществом газогенераторных котлов является их совместимость с любыми система отопления.

Минусами являются:

• высокая стоимость;
• сложная конструкция;
• громоздкость;
• повышенные требования к топливу относительно влажности;
• необходимость подключения к электричеству (относятся к моделям котлов с принудительной подачей воздуха).

Функционирование котла с пиролизным горением

Принцип работы пиролизного котла основывается на термическом разложении твердого топлива на химические составляющие:

Процесс генерации горючего пиролизного газа из древесины и других видов твердого топлива возможен при высоких температурах, находящихся в диапазоне 200-8000, в условиях дефицита кислорода и последующего дожигания выделившегося газа, который смешивается с вторичным разогретым воздухом в камере дожига. При процессе пиролизного сжигания дымовые газы на выходе из котла главным образом содержат углекислый газ и водяные пары, количество вредных примесей сведено к минимуму.

Режимы работы газогенераторного котла

Все пиролизные котлы предусматривают работу в трех режимах:

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

Схема работы пирокотла

Схема пиролизного котла заключается в последовательности следующих процессов:

• загрузка топлива в топку котла, розжиг;
• после того как топливо разгорелось, заслонка прикрывается, процесс горения постепенно переходит в стадию тления;
• по первичному каналу в камеру загрузки подается наружный воздух, часть которого используется на поддержание процесса тления и достижения необходимой температуры газификации;
• пиролизные газы через колосниковую решетку поступают в камеру сгорания;
• для обеспечения процесса горения пиролизных газов в камеру дожигания по вторичному каналу подается воздух;
• летучие продукты сгорают, выделяя определенное количество тепла, часть которого направляется под колосниковую решетку и используется для поддержания пиролиза, вторая непосредственно идет на нагрев котла;
• отработанные продукты горения проходят через водный теплообменник и выводятся в дымовую трубу;
• поддержание оптимальной температуры сгорания поддерживается системой терморегулирования.

Дополнительную информацию о работе пиролизного котла можно почерпнуть из видео

Установка пиролизного котла

Для обеспечения безопасной работы теплового оборудования должны быть соблюдены основные правила:

• пиролизный котел устанавливается в отдельном помещении;
• расстояние от теплового пункта до стены не менее 200 мм;
• сечение вентиляционного канала в котельной не должно быть меньше чем 100 см2.

Топливо для пиролизного котла

В газогенераторных аппаратах в качестве топлива могут быть использованы следующие материалы: древесина; бурый и черный уголь; топливные брикеты; торф; отходы деревообработки.

От качества и вида топлива напрямую зависит коэффициент полезного действия тепловой установки, время автономной работы на одной загрузку, срок эксплуатации теплового агрегата. Так, время сгорания древесины в пиролизном котле в зависимости от вида и твердости материала составляет порядка 6 часов. Время сгорания бурого угля – 8 часов, черного порядка 10 часов.

Проведенные исследования показали, что самым рациональным видом топлива для пирокотлов, является сухая древесина, влажность которой не превышает 20%. Несмотря на то что время сжигание у древесины меньше чем у угля, однако количество выделяемого пиролизного газа в разы больше. Эксперты утверждают, что древесина не только повышает КПД пиролизного котла, но и увеличивает срок его эксплуатации.

Влажность древесины напрямую связана с количеством выделяемого тепла, так килограмм древесины с влажностью 20% имеет теплоотдачу 4 кВт/час, когда такое количество дров с влажностью 50% — 2 кВт/час. Камера загрузки газогенераторного твердотопливного котла предусматривает использование древесины диаметром от 10 до 250 мм и длиной от 40 до 65 см. 

Устройство пиролизного котла: схемы, принцип работы, фото, видео, конструкция, применение

Рейтинг:258

Сегодня на рынке представлено большое количество различных обогревательных приборов, среди них лидирующие позиции занимают пиролизные котлы, работающие на твердом топливе.

Каково устройство пиролизного котла его схемы, и каковпринцип работы? В основу их работы положен принцип пиролиза, то есть разложения твердого вида топлива.

Одним из составляющих распада будет газ, и здесь же, в этом аппарате происходит его окончательное сжигание.

Конструкция котла

Конструкция пиролизного котла проста. Оно состоит из двух отделений. Первое предназначено для закладки топлива, его сжигания, то есть именно здесь проходит процесс пиролиза. Горение проходит медленно, древесина тлеет. Кислорода в этом отделении нет. Сюда нет ему доступа. Так устроен аппарат.

В процессе сжигания твердые виды топлива при нехватке кислорода разлагаются на уголь и газ. Выделяющийся горючий газ по отводящей трубке поступает во второе отделение, где происходит его окончательное сгорание. Кислород подается в это отделение принудительным способом, с помощью вентилятора. Такой способ назвали двойным дутьем котла.

Аэродинамическое сопротивление пиролизных котлов часто повышено и для работы используют принудительную подачу кислорода дутьевым вентилятором или дымососом.

Схемы устройства пиролизных котлов

Если посмотреть на схему пиролизного котла, его устройство будет выглядеть так:

• внизу расположена камера горения, которая закрывается нижней дверцей.
• на противоположной стенке от дверки находится патрубок обратной подачи воды.
• выше находится форсунка и канал подачи вторичного воздуха, он подается во второе отделение для окончательного сжигания газа.
• все это накрывает водяной контур.
• в центре находится газифицирующая камера.
• дымоходный канал проходит по всей высоте котла за задней стенкой, он выходит в боров.
• дроссель дымохода отделяет его от канала подачи воздуха, который закрывается верхней дверкой, имеющей назначение: загрузка.
• сверху на котле отопления имеется патрубок подачи воды в систему, датчики температурного режима и давления в отоплении, также кнопка регулятора.

Принцип работы

Принцип работы пиролизного котла для отопления прост. В первое отделение закладывается топливо. Это может быть древесина, опилки, картон, солома, древесные отходы, отходы деревообработки, бытовой мусор, реже уголь отопления или торф.

Под недостаточным количеством кислорода и влиянием высокого температурного режима (максимально он достигает восемьсот градусов) древесина воспламеняется, обугливается, разлагается. Распадается она на две составляющие: уголь, горючий газ.

Этапы работы пиролизного котла

Совет

Как правило, копоти, плохого запаха, сажи нет. Получившийся в результате разложения газ поступает по проходной трубке во второе отделение. Там он подвергается окончательному сгоранию под действием воздушных масс при более высшей температуре. Воздушный поток поступает сюда под воздействием вентилятора.

Простая конструкция пиролизных котлов отопления так сделана, что в то время как во втором отделении происходит окончательное сжигание воздушных масс, какая-то часть теплого воздуха возвращается обратно в первое и поддерживает там процесс горения древесины, делая тем самым процесс ее распада непрерывным по времени. Вторая часть тепла используется по прямому ее предназначению: нагревает носитель тепла, который используется в системе обогрева. Часто это жидкость для отопления, но бывает и воздушный поток.

Если поддерживать процесс горения топлива, то при одной закладке древесины он может продлиться до двенадцати часов.

Существенной особенностью функционирования в доме пиролизных котлов считается то, что при нехватке кислорода, температура поднимается выше, это повлияет на время горения, на его продолжительность, также эффект получается выше. Этот эффект достигается при употреблении в качестве твердых видов топлива древесины.

Кроме этого, газ при окончательном сгорании вступает в активный контакт с углеродом. Это способствует тому, что при отоплении пиролизным котлом, продукты, полученные при сгорании, выходя из дымохода, не содержат канцерогенов и удушливых запахов. Они экологически чистые. Загрязнения окружающей среды не происходит. Сажа и деготь почти не вырабатываются.

Фазы работы котла

Весь процесс работы пиролизных котлов состоит из четырех фаз работы:

Фазы работы пиролизного котла

Чтобы регулировать рабочую температуру пиролизного котла отопления, где происходит процесс сгорания, оснащают шиберами. Предварительным шагом является прогрев рабочего устройства до высокого температурного режима. По достижении необходимого температурного уровня, отделение загружают окончательно древесиной, устанавливают нужный режим.

Перспективы применения

Во всех регионах России твердые виды топлива являются доступными и приемлемыми в использовании. Следовательно, котлы, работающие на твердом топливе, пользуются большой популярностью. Перспективы применения их шире, чем устройств, работающих на жидких видах топлива или использующих в качестве топлива газ.

Когда в стране много леса, древесный материал считается недорогим видом для поддержания функционирования аппаратов обогрева, обладает, при этом, невысокой ценовой стоимостью. Среди остальных котлов для отопления дома, использующих древесное топливо, пиролизные котлы имеют ряд преимуществ.

Особенно удачным вариантом эти котлы будут для хозяев жилья с энергосберегающими системами. Электричества понадобится меньше, следовательно, при одной загрузке котел проработает больше суток.

Все преимущества этого вида оборудования выделены, устройство пиролизного котла изучено, остается ознакомиться, с ценовой стоимостью и приступить к установке данной системы своими руками для обогрева жилья.

Не получили ответ на свой вопрос? Спросите нашего эксперта: Спросить

Пиролизный котел своими руками: устройство и принцип работы

Термин «пиролиз» подразумевает процесс, где имеет место замедленное сжигание твёрдого топлива с получением газовой среды. Несмотря на «профессорское» название сооружения, сделать пиролизный котел своими руками относительно несложно, и самоделки на практике встречаются достаточно часто.

Объяснение тому простое – газогенераторный котёл на дровах проще в обслуживании, зачастую эффективнее и экономичнее другого похожего оборудования.

Принцип действия пиролизных котлов

Котлы систем обогрева, где в качестве топлива используются твёрдые горючие материалы, помимо классики, относятся также к пиролизным конструкциям. Обычно их называют газогенераторными котлами.

Чтобы лучше понять принцип работы домашнего пиролизного котла, логично внимательно рассмотреть устройство такой техники. Начнём с особенностей топки как основной части нагревательной конструкции. По сути, рабочая область топливной камеры пиролизных котлов разделяется на две разделённых камеры.

Конструкция пиролизного котла в разрезе: 1 – загрузочная камера (пассивная), где протекает процесс пиролиза (неполного горения); 2 – камера сгорания газа (активная), образующегося в процессе пиролиза

Одна из таких камер загружается твёрдым топливом – дровами, пеллетами, брикетами и т.

Обратите внимание

п. Там начинается первичный процесс горения твёрдого топлива при ограниченной подаче воздуха. В таком состоянии топливо не горит, но тлеет. Газы, выделяющиеся при медленном горении, поступают в другую область камеры — активную, где уже при увеличенной подаче воздуха интенсивно прогорают.

Технически подобный процесс сжигания реализуется простым способом. Подобласти общей камеры попросту разделяются колосниковой решёткой и форсункой. Верхняя часть камеры – пассивная топка, нижняя часть камеры – активная топка. При этом следует учитывать конструктивную особенность – верхнюю подачу воздуха в топливную камеру (верхнее дутье).

Собственно, этим и отличается конструкция газогенераторного котла от классической однокамерной разработки, где применяется нижняя подача.

Классическая конструкция воздушного насоса (часто называют – вентилятором, но технически это ошибочное название), которая используется в схеме пиролизного котла.

Это важная деталь, обеспечивающая эффективность работы оборудования

Технологически для устройства пиролизных котлов характерным моментом является также организация принудительной тяги.

Конструкция двухступенчатой топки обладает завышенным аэродинамическим сопротивлением. Поэтому здесь никак не обойтись без установки воздушного насоса.

Как функционирует котёл на практике

Практическое применение оборудования удобно рассмотреть пошаговым процессом:

Далее полученное в нижней области топливной камеры тепло используется для нагрева теплоносителя. Теплоносителем может быть как водная среда, так и воздушная.

Конструкция котла: 1 – активная камера; 2 – вход воды; 3 – вторичный воздух; 4 – дымоход; 5 – патрубок выхода; 6 – дроссельная заслонка; 7 – выход воды; 8, 9 – датчики; 10 – терморегулятор; 11 – дверь пассивной камеры; 12 – первичный воздух; 13 – пассивная камера; 14 – воздушный насос; 15 – контур теплообменника; 16 – форсунка; 17 – дверь активной камеры

Если обратить внимание на все существующие конструкции домашних котлов, действующих на твёрдом топливе, главной альтернативой пиролизному котлу выступает конструкция традиционного исполнения. Это похожий вариант котла на дровах, где действует одна неразделённая топка и работает принцип нижней подачи воздуха в камеру сгорания. Но такая система считается менее эффективной и неэкономичной по причине быстрого сгорания топлива.

Пиролизный котёл способен выдавать коэффициент полезного действия на уровне 85-95% при условии 100% нагрузки. Однако КПД резко падает, если нагрузка составляет менее 50%. Именно поэтому изготовители пиролизной техники рекомендуют пользователям эксплуатировать оборудование с максимальной нагрузкой.

Аналогичный подход справедлив и для самодельных конструкций, при условии их полного соответствия классической пиролизной схеме и требованиям эксплуатации.

Для «пиролиза» требования эксплуатации, надо заметить, достаточно жёсткие:

• обязательное оснащение воздушным насосом;
• допустимая влажность топлива не выше 25-35%;
• нагрузка на оборудование не ниже 50%;
• температура обратного теплоносителя не ниже 60°С;
• загрузка только крупным топливным массивом.

Также следует отметить дороговизну пиролизных систем промышленного изготовления. Наверное, поэтому пользуется высокой популярностью вариант «сделай сам».

Самодельный пиролизный котёл

Как правило, при изготовлении подобной отопительной техники своими руками за основу берётся популярная схема Беляева. Нельзя сказать, что это простое решение, которое позволяет изготовить нагреватель без проблем. Но, пожалуй, одно из тех решений, которое действительно можно реализовать.

Трёхмерная схема пиролизного котла для производства своими руками. Это одна из простых схемных вариаций, которую возможно сделать в бытовых условиях самостоятельно

Для производства оборудования по этой схеме мастеру потребуется:

• труба металлическая (d = 32; 57; 159 мм);
• труба профильная (s = 60х30; 80х40; 20х20 мм);
• стальная полоса (20х4; 30х4; 80х5 мм);
• кирпич шамотный;
• металлический лист;
• воздушный насос;
• температурный датчик.

Также необходимо иметь полный набор слесарного инструмента, плюс сварочный аппарат (и навыки сварщика, соответственно). Работу по изготовлению пиролизного котла своими руками явно не осилить в одиночку. Как минимум нужен один помощник.

Первым делом, в соответствии с выбранной схемой необходимо приготовить листовые детали сооружения. Рекомендуется заготовить листовые панели, обрезая их по размеру профессиональным точным оборудованием.

Применение для резки ручного инструмента типа «болгарки» не обеспечивает точность реза, что впоследствии сказывается на качестве исполнения сварки. Этот момент следует учесть. Разумное решение по нарезке листов металла – заказ в механической мастерской.

Сборка внутренних частей оборудования

Из одной части металлических листов необходимо сделать топливную камеру. Для этого материал, соразмерный схемным параметрам, соединяется и сваривается. Должна получиться двухкамерная конструкция, которую следует дополнить воздуховодами.

Эти элементы топливной камеры делаются из металлического швеллера или же для изготовления применяют профильную трубу. По всей площади фронтальной стороны воздуховода высверливаются отверстия.

Воздушные каналы внутри топочной камеры. По этим каналам подаётся воздух с помощью воздушного насоса.

Важно

Для равномерного распределения воздушного потока по всей длине канала высверливаются отверстия

Ниже по уровню, в области активной топочной камеры, на стенке, расположенной поперёк воздуховодам, врезается металлическая труба (вторичный подвод воздуха).

Далее начинается работа с трубами, так как подошла очередь сборки трубчатого теплообменника. Эту часть пиролизной системы делают из металлических труб d=57 мм:

На выходе должен получиться готовый теплообменник, который скрепляется с корпусом котла там, где указывает схема.

Пример изготовления теплообменника из двух стальных листов и труб, нарезанных по размеру.

Здесь требуется качественная сварка, чтобы в дальнейшем при эксплуатации котла не было проблем

Рядом с теплообменником (по верхнему уровню) устанавливается дроссельная заслонка.

Эта деталь оснащается рукояткой и также приваривается к сооружению. Торцевая часть корпуса дросселя закрывается куском листа с патрубком под дымовую трубу.

Далее останется только сварить переднюю панель топливной камеры с окнами для дверей под каждую из двух секций и модулем для воздушного насоса.

Установленный теплообменник и часть конструкции дроссельной заслонки.

Вариант регулировочного механизма в виде ручного рычага с возможностью фиксации заслонки в любом положении

Перед тем как ставить фронтальную панель, внутреннюю часть камер сгорания необходимо усилить шамотным кирпичом. Этот материал режется по размеру, некоторая часть под углом. Кирпич обтачивается и подгоняется по месту укладки.

Обработке шамотным кирпичом подвергаются обе рабочих секции топливной камеры котла. При этом аккуратно обкладываются места области заслонок воздухоотводящих (подводящих) труб. После выкладки кирпичом, устанавливается фронтальная панель.

Пример выкладывания шамотным кирпичом внутренней области топливной камеры.

Кирпичная обкладка защищает стенки камеры пиролизного котла от возможного прогорания по мере долгосрочной эксплуатации

По сути, основную сборку пиролизного котла на этой стадии можно считать завершенной.

Совет

Собранную конструкцию необходимо обработать – убрать окалину от сварки, подчистить сварные швы, подровнять, если где-то имеются небольшие неровности.

На следующем этапе – заключение собранной конструкции в герметичный корпус. Эта часть сооружения также делается из металлических листов. Однако прежде нужна опрессовка.

Тестирование и окончательная сборка конструкции

Собранную конструкцию необходимо испытать. Обязательные действия – проверка на герметичность области котла, где должен циркулировать теплоноситель. Для проведения опрессовки теплообменника временно устанавливают заглушки на патрубках подачи и возврата теплоносителя.

Затем теплообменник заправляют водой. Желательно использовать горячую воду из сети отопления или ГВС, чтобы иметь возможность проверить сварные швы в условиях теплового расширения металла.

Передняя часть уже почти готовой конструкции с выведенными патрубками для подачи воздуха внутрь рабочих камер. Окна секций топливной камеры пока что без дверок.

Это сооружение будет обшиваться корпусными листами

При условии отсутствия утечек по швам теплообменника воду сливают и приступают к обрамлению конструкции пиролизного котла внешними металлически панелями.

Также на этом этапе изготавливаются и навешиваются двери окон секций камеры сгорания.

Двери пиролизной установки требуют исполнения с учётом высокотемпературных условий эксплуатации. Поэтому делают (или применяют уже готовыми) эти конструктивные элементы обычно из чугуна с дополнительным температурным усилением шамотным кирпичом.

Пример конструкции двери одной из секций топливной камеры пиролизного котла.

Для усиления защиты от воздействия высокой температуры процесса горения дополнительно к металлу используется шамотный кирпич

Завершающий этап – установка пиролизного котла по месту его будущей эксплуатации.

Монтаж конструкции ведётся на фундаменте или на бетонной плите. Высоту фундамента (плиты) относительно уровня грунта рекомендуется выдерживать размером не меньшим чем 100 мм.

Обратите внимание

После установки и баланса по уровням нижняя часть котла закрепляется к фундаменту. Останется присоединить дымовую трубу, установить воздушный насос и подключить линии подачи/выхода теплоносителя.

Котёл пиролизного действия полностью закрытый в металлический корпус и готовый к установке на рабочее место. В качестве опорных элементов крепежа на корпусе приварены угловые зацепы

Изготовление пиролизной конструкции котла самостоятельно – это работа, требующая значительного вложения сил. Конечно же, не обойтись и без накладных расходов в плане финансовых средств.

Возможно, по закупке материала и по обращениям к сторонним услугам затраты окажутся меньше, чем стоимость оборудования промышленного изготовления. Однако разница, скорее всего, будет не столь существенной. Но главный вопрос не в деньгах.

Выводы и полезное видео по теме

О самостоятельном изготовлении котла пиролизного действия:

Технически самостоятельное производство пиролизных котлов без наличия соответствующей базы является крайне сложным процессом. Также необходимы профессиональные навыки в работе с металлом, чёткое понимание инженерных схем и технологических тонкостей изготовления котельного оборудования. Без всего этого не стоит даже браться за работу.

Пиролизные котлы – двойной эффект

Пиролизные котлы – одни из самых мощных отопительных приборов, чьё КПД достигает 90%, а количество отходов сгорания значительно меньше, чем во всех других устройствах.

Приборы, работающие по принципу пиролиза, широко используют при отоплении жилых и промышленных зданий, домов отдыха, школ, магазинов, теплиц и бань. Благодаря своему устройству пиролизные котлы работают на меньшем количестве топлива, чем агрегаты обычной конструкции, а тепла выделяют больше.

Принцип работы и преимущества

Принцип работы пиролизного котла предполагает создание таких условий, когда в топочной камере происходит не горение, а тление топлива.

Достигается это с помощью повышения давления и ограничения доступа в прибор кислорода. В результате его действия происходит термическое разложение древесины на золу (отходы), кокс и горючий древесный газ.

Последний поступает во вторую камеру топки, где и сжигается, увеличивая выделяемое агрегатом тепло.

По сравнению с прочими видами отопительного оборудования пиролизные котлы обладают следующими преимуществами:

• Уровень КПД прибора от 90 % и выше. Для сравнения, КПД классических твердотопливных агрегатов составляет, максимум, 80%. Уровень выработки тепла зависит от влажности топлива (не более 20%).
• Полное сгорание твёрдого топлива при работе.
• Минимальное количество отходов и оседающей в дымоходном канале сажи.
• Длительность тления топлива, в зависимости от вида, составляет от 5 до 24 часов.
• Выбрасываемые в атмосферу вещества безвредны, так как в процессе сжигания древесный газ преобразуется в углекислый и водяные пары.

К не многочисленным недостаткам пиролизных котлов относят большие габариты и зависимость некоторых моделей от электроснабжения.

Конструкция пиролизного котла

Классическое устройство пиролизного котла состоит из следующих элементов:

• Топочная камера, состоящая из двух частей. В первой непосредственно происходит процесс пиролиза, то есть разложения топлива на твёрдый остаток и газ, который подаётся во второй отсек топки и, смешиваясь с воздухом, усиливает теплоотдачу. Располагаются они одна над другой.
• Колосниковая решётка, которая разделяет два отсека топочной камеры. Как правило, её изготавливают из чугуна или огнеупорной керамики.
• Каналы подачи воздуха: первичного (в камеру пиролиза) и вторичного (в камеру сгорания газа).
• Водный теплообменник и двумя патрубками. Под этим элементом подразумевается слой воды в двойных стенках пиролизного котла.
• Дымоход, через который отходы сгорания выводятся из помещения.
• Автоматика контроля за температурой и давлением.
• Вентилятор для нагнетания в камеру сгорания воздуха и дымосос для вытягивания остатков горения.

Рис. 1 Конструкция стандартного пиролизного котла

Поэтапная работа пиролизного котла

Работа отопительного устройства начинается с закладки через дверцу в камеру сгорания (первый отдел топки) топлива. Поленья или брикеты укладываются прямо на колосник и поджигаются любым способом.

После этого дверца закрывается, но в топку продолжает поступать воздух через открытый воздушный канал. Это называется – первичная подача воздуха.

От уровня силы подачи воздуха в обе части топочной камеры и зависит мощность прибора.

Когда пиролизный котёл выходит на режим, то есть когда пламя охватывает весь объём топлива, воздушный канал перекрывают. Именно с этого момента и начинается пиролиз, когда горит лишь малая часть, но выделяемого тепла хватает для термического разложения оставшегося объёма топлива.

Горячий древесный газ попадает во вторую часть топки (камера дожига или газификации), где смешивается с воздухом, который поступает из вторичного канала подачи воздуха.

Из-за контакта с кислородом он вспыхивает и сгорает с выделением большого количества тепла. Во время тления топлива и горения древесного газа и происходит нагрев водяного теплообменника.

Важно

В зависимости от конструкции пиролизный котел работает как отопительный прибор (водяное отопление) либо как водогрейный.

Далее остатки перегоревшего пиролизного газа естественным путём или при помощи установленного в дымоходном канале вентилятора (дымососа) выводятся из прибора за пределы помещения. Ниже приводится схема работы пиролизного котла, на которой с помощью стрелок показано движение воздуха и тепла. Изменение цвета с голубого на красный подразумевает повышение температуры.

Рис. 2 Принцип действия пиролизного котла

Изготовление пиролизного котла своими руками

Одним из самых больших недостатков пиролизных устройств является их высокая стоимость. Даже простейшие модели стоят более 50 000 рублей, что для многих домовладельцев становится непреодолимым препятствием.

Самодельные пиролизные котлы стоят значительно дешевле, но изготовление их сопряжено с некоторыми сложностями. В первую очередь, это необходимость точно следовать конструкторским параметрам.

Ввиду большой сложности работы устройства, не имеющим специального образования людям не стоит заниматься самостоятельными расчетами, а воспользоваться чертежами, находящимися в открытом доступе.

Чертежи самодельных пиролизных котлов

Наиболее популярна схема, которая показывает работу оборудования конструкторов Беляева и Попова, которые несмотря на общие принципы работы обладают определёнными конструктивными различиями.

Схема оборудования позволяет изготовить отопительное устройство мощностью 40 кВт. Размещённый в сети Интернет чертёж содержит все необходимые размеры и адаптирован под лазерную сварку.

К тому же классическая схема пиролизного котла работающая по принципу Беляева позволяет знающим людям изменять некоторые параметры схемы (кроме объёма прибора), адаптируя её под конкретную ситуацию.

Принцип действия пиролизного котла Беляева предполагает работу пиролиза в самом образцовом его проявлении.

Рис. 3 Схема пиролизного котла Беляева

Котлы конструкции Попова часто называют “термохимические установки” (ТЭУ) и работа их также основана на принципе пиролиза. Они успешно используются не только для отопления, но и для просушки сельскохозяйственной продукции и пиломатериалов на складах и лесопилках. Часто данная схема пиролизного котла используется и как утилизирующие камеры.

Основные конструктивные отличия отопительного устройства по схеме Попова заключаются в следующем:

• Регулировка теплообменника происходит механическим путём, что позволяет ему работать независимо от системы электроснабжения.
• Камера дожига (газификации) разделена горизонтальной перегородкой.
• Отопительный агрегат оснащён 3 регуляторами-воздуховодами. Первый (нижний окислитель), в виде труб малого диаметра, расположены под дверцей закладки топлива и регулирует подачу воздуха в камеру пиролиза. Во время действия агрегата у основания нижних окислителей необходимо укладывать негорючий изолирующий материал (песок, золу и пр.) для предотвращения возможного возгорания от искр. Второй (верхний шибер) в котле Попова расположен в патрубке дымохода и предназначается для контроля за скоростью выхода отработанных газов из устройства.И, наконец, третий регулятор (внутренний шибер) расположен по центру корпуса прибора и позволяет избежать попадания дыма в помещение. Он имеет небольшой диаметр и выглядит, обычно, как круглое отверстие диаметров 1-2 см, закрытое специальной заслонкой.
• Вентиляторы и дымососы отсутствуют, так как необходимая тяга обеспечивается высотой дымоходной трубы (не менее 7 м).

Корпус котла конструкции Попова рекомендуется закрывать изолирующим материалом, так как его основное предназначение не отопление, а именно нагрев воды в баке, в которому присоединены трубы патрубков.

Особенность работы пиролизных устройств Попова заключается в том, что после первоначальной закладки небольшого объёма топлива все воздуховоды открыты до тех пор, пока прогорание не пройдёт, минимум, наполовину. После этого следует ещё один заброс максимального количества топлива и закрытие через 5-10 минут всех регуляторов.

Как показывает практика при работе на древесине котлы Попова не требуют повторной закладки топлива в течение 10-12 часов. Периодически (не чаще 1 раза в час) центральный регулятор открывается на непродолжительный срок.

Совет

Одной из самых положительных черт пиролизных котлов Попова является возможность использование влажного (до 65%) топлива. Чем выше уровень влажности, чем ниже эффективность действия котла.

Ниже приведена общая схема пиролизного агрегата Попова и технические данные, позволяющие не только определиться с расположением основных элементов, но и рассчитать габариты агрегата в зависимости от желаемой мощности.

Рис. 4 Схема пиролизного котла Попова

Материалы и оборудование, необходимые для устройства пиролизного котла

Сложность изготовления пиролизного котла предполагает не только четкое следование чертежу, но и обширный набор материалов и инструментов.

В частности, для сборки обязательно понадобятся:

• Сварочный аппарат постоянного тока.
• Электроды.
• Электрическая дрель и набором свёрл разного диаметра.
• Болгарка с шлифовальным (125 мм диаметром) и отрезным (230 мм диаметром) кругами.
• Металлические листы толщиной не менее 4 мм. В случае если металл будет тоньше он быстро выгорит и прибор придёт в негодность.
• Трубы из нержавеющей или легированной стали диаметром согласно используемому чертежу (от 5 до 50 см).
• Полосы стали разной ширины и толщины, металлические уголки.
• Дымоходная труба заданного чертежа диаметра и длиной не менее 4-5 м.
• Кирпичи и бетонный раствор для устройства фундамента под котлом.

Особенности установки самодельного пиролизного котла

Собранное своими руками отопительное или водогрейное устройство не рекомендуется устанавливать в жилом помещении. Даже при точном действии следования чертежу и использовании высококачественным материалов нельзя гарантировать его полное соответствие требованиям пожарной безопасности.

Пиролизный агрегат имеет приличный вес и потому обязательно устанавливается на кирпичный или бетонный фундамент. Даже при наличии изолирующего слоя расстояние между мебелью, стенами и корпусом прибора должно составлять не менее 20 см.

В помещении, где устанавливается самодельный пиролизный котёл, необходимо организовать дополнительное вентиляционное отверстие общей площадью не менее 100 кв.м. Также перед дверцами топочной камеры должен находиться защитный слой из негорючего материала.

Как установить пиролизный котёл своими руками

В условиях постоянного удорожания энергоносителей, приходится уделять серьёзное внимание выбору отопительных котлов и других устройств, обеспечивающих выработку достаточного количества тепловой энергии с минимальными потерями.

Среди используемых источников энергии можно выделить газ, электричество, жидкое и твёрдое топливо.

Чаще всего используются устройства, работающие на газу, однако последнее время пользователи обращают пристальное внимание на пиролизные котлы отопления, или газогенераторные котлы.

Основной особенностью этих устройств является высокая эффективность, к тому же можно легко установить пиролизные котлы своими руками. Для этого не обязательно привлекать специалистов, достаточно ознакомиться с основными рекомендациями и тщательно изучить одну из предлагаемых схем подключения.

Содержание

Устройство и принцип действия пиролизных котлов

Пиролизный котёл промышленного производства

В основе работы газогенераторных котлов лежит принцип пиролиза, который заключается в том, что под воздействием высокой температуры при ограниченном доступе кислорода происходит разложение топлива на пиролизный газ и твёрдый остаток топлива. В основной камере происходит тление твёрдого топлива при температуре, достигающей 800 градусов.

В результате этого выделяется тепло, необходимое для нагрева теплоносителя. Однако если в устройствах, имеющих традиционную конструкцию, выделяемый в результате горения газ, сразу удаляется через дымоход, в данных устройствах он смешивается с кислородом, который подаётся принудительно и догорает во второй камере.

Здесь же происходит дополнительный нагрев воды, выполняющей чаще всего роль основного теплоносителя.

По сравнению с котлами, работающими по традиционной схеме, газогенераторные котлы имеют целый ряд преимуществ, среди которых можно выделить следующее:

Несмотря на это стоит отметить, что при работе пиролизных котлов следует учитывать, что не любое топливо подходит для их работы. В частности, чаще всего для работы котлов пиролизного типа, используемых для обогрева дома, используется древесина.

Однако не любая древесина будет одинаково пригодной. Суть процесса пиролиза заключается в том, чтобы выделялось как можно больше горючих летучих веществ, а это возможно только в том случае, если влажность древесины имеет небольшие значения – не более 20%.

В противном случае эффект пиролиза достигнут не будет и эффективность такого котла будет гораздо ниже. Кроме этого, пиролизные котлы, изготавливаемые промышленным способом, напрямую зависят от электроэнергии, необходимой для организации подачи воздуха.

В случаях отключения последней, они могут в лучшем случае работать только на поддержание температуры, нисколько не обогревая помещение.

Можно ли сделать пиролизный котёл самостоятельно

Пиролизный котёл, изготовленный в домашних условиях

Многие считают, что подключение и настройка такого сложного устройства как пиролизный котёл представляет собой сложный процесс, который смогут произвести только специалисты.

Однако, как часто показывает практика, установка такого котла производится намного легче, чем газового котла отопления.

Кроме того, что существует традиционная схема подключения пиролизного котла, произведённого серийно, существуют различные схемы, позволяющие не только самостоятельно подключить, но и изготовить газогенераторный котёл своими руками.

Прежде чем покупать пиролизный котёл промышленного производства и привлекать к его подключению специалистов, услуги которых стоят не дёшево, стоит просчитать предстоящие расходы.

Как правило, устройство отопительного котла своими силами обойдётся на половину дешевле, не говоря уже о тех случаях, когда вы сможете изготовить такой котёл самостоятельно. Сейчас можно найти готовые чертежи пиролизного котла, а можно, проявив некоторую фантазию, изготовить схему котла самостоятельно.

Кстати, некоторые устройства, разработанные домашними умельцами, значительно превосходят те модели, которые собираются в условиях производства.

Обратите внимание

В частности, стоит отметить котлы Blago, разработчиком которых является Ю.П.Благодаров.

Основным достижением конструктора стал главный упор на обеспечение естественной тяги, что обеспечивает более длительное горение и максимальный экономический эффект – КПД таких котлов гораздо выше даже самых эффективных котлов, изготавливаемых промышленным способом. Этому же способствуют и некоторые конструктивные элементы (перемычки), позволяющие сохранять тепло.

Схемы подключения пиролизных котлов

Существует большое количество схем подключения пиролизных котлов, среди которых можно выделить простые системы, а также системы, предусматривающие наличие специальных аккумулирующих ёмкостей, которые в экстренном случае способны обогревать помещение на протяжении двух суток. Таких схем не менее сорока, но неизменными всегда являются, помимо самого котла, элементы обвязки котла. К их выбору надо подходить крайне серьёзно.

Когда все элементы системы отопления подобраны, можно приступать к монтажу котла по одной из имеющихся схем.

Можно для этого привлечь специалистов, но гораздо дешевле выполнить все работы самостоятельно, ведь стоимость монтажных работ часто превышает стоимость котла и элементов обвязки котла вместе взятых.

Однако стоит отметить, что для этого надо иметь определённые навыки, и не стоит забывать о той степени опасности, которую таят в себе котлы отопления, даже такие безопасные, как газогенераторные котлы.