Гидролизный котел отопления - характеристики, особенности и производительность

Пиролизный котел имеет свои недостатки и особенности, которые стоит знать потребителям, прежде чем делать выбор в пользу той или иной теплогенерирующей техники. Авторитетные специалисты охотно перечисляют именно недостатки в первую очередь…

Кто и как производит пиролизные котлы

Интересен тот факт, что именитые производители отопительной техники, пиролизные котлы или не производят вовсе, или имеют по одной линейке образцов, скорее экспериментальной, как дань моде.

В каталогах, на выставках солидные фирмы бочкообразную продукцию с большой загрузкой дров не показывают вовсе, объясняя это тем, что не находят в данной идее преимуществ.

Так называемые пиролизные котлы (большие металлоемкие устройства с дожигом газов, снабженные вентилятором и большой камерой для тления дров) делают те, кто гоняется за сиюминутным настроением потребителей, — мелкие фирмы, вплоть до гаражных производств.

Разберемся — почем такая ситуация?

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 реклама вызывала интерес, — появились продажи и прибыль.

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

Особенность конструкции

Особенность конструкции «пиролизный котел» — наличие вентилятора 50 – 100 Вт мощностью, принудительная подача воздуха. Причем происходит движение воздуха и в первичной камере между дров, за счет завихривания (содания разрежения) в месте расположения подающей форсунки.

Основное конструкционное отличие – большая загрузка дров и наличие вокруг них всех «обвесов» из автоматики, форсунок, камер сгорания.

Цена пиролизного котла

За что же нужно платить больше на 50 – 100 тыс рублей? В чем выгода? За сколько времени и каким образом окупится эта сумма…

Настоящие технические характеристики

Более-менее серьезные производители стараются не давать истинных технических характеристик пиролизных котлов. Иначе все увидят, что ничего там особенного там нет. Их заменяют рекламными возгласами, лозунгами, или подачей лживых характеристик через вторичные источники, без ответственности.

Насколько экономичный пиролизный котел

Подсчитаем для обычной мощности среднего дома, экономию с пиролизным котлом. Например, сожжем в обычном устройстве за сезон 7 месяцев дров на 20 тыс. руб. При этом на пиролизе сэкономим около 1800 руб, — расход дров на 18200 тыс. руб.

Но вентилятор мощностью 80 Вт., проработав 7 месяцев при цене за 1кВт электроэнергии около 5 рублей, скушает более 1500 руб. Итого, — экономия не больше 200 рублей в год. Т.е. потраченные 50 тыс. рублей не окупятся никогда.

Недостатки пиролизного котла

Имеется возможность поджечь много дров, после чего они горят постепенно 12 часов и более. К агрегату нужно подходить один – два раза в сутки. Это нравится потребителю больше всего.

Но взамен пользователь в частном доме получает большие недостатки:

Нельзя топить сырыми дровами, котел на них просто не работает. Теплоотдача сырых дров в 2 раза ниже – энергия уходит на испарение воды, в результате они не тлеют.
Весьма не желательно применять древесину которая дает смолу, — сосну, ель, березу, — отложениями они сильно загрязняют бочку, камеры, форсунки, затем это все проблематично очищать. А чем же топить?
Не редко возникает перерасход дров в межсезонье, когда нужно подтопить слегка в холодную ночь… Чем фактически полностью нивелируется повышенный КПД.
Зола, которая обязательно остается от дров, выносится струей в дымоход. Дымоход загрязняется, зола оседает беспорядочно, «по ветру» загрязняя все вокруг.
Поломка, неправильная работа, не настроенная автоматика угрожает массовым выбросом СО, большим перерасходом дров – угарный газ и древесные частицы не догорают полностью.
Большая цена, необоснованный расход денег.

Что выбрать — чем выгоден классический котел

Обычный котел на естественной тяге отличается тем, что сразу может работать с максимальной подачей кислорода без поломок, всегда, с любыми дровами. Такая безотказность не может не привлекать. При этом зола остается где ей и положено быть – в зольнике, а не сыпется на головы людям, — зольность это физическая характеристика древесины, которая полностью сгорать не может.

Чтобы уменьшить количество подходов к классическому котлу для его обслуживания до 1 – 2 в сутки есть несколько методов по увеличению аккумуляции генерируемого тепла. Самый действенный – внедрение теплоаккумулятора, или возведение теплоемких массивных конструкций. При этом сам агрегат желательно применить несколько более мощный, — с большей отдачей на аккумуляцию за одну топку.

Содержание

Гидролиз и пиролиз – в чем разницаПринцип работы пиролизных котловКонструкция пиролизных котловДостоинства и недостатки газогенераторных установокИтоги

Термин «гидролизные котлы отопления» некоторыми людьми используется по ошибке, так как таких агрегатов не существует. Скорее всего, когда так говорят, то имеют в виду пиролизные котлы. Названия похожи, но на этом общее у пиролиза и гидролиза заканчивается – это абсолютно разные процессы.

Гидролиз и пиролиз – в чем разница

Пиролизный котел всегда двухкамерный.

В принципе, такого понятия, как гидролизные котлы отопления, не существует. Когда вопрос ставится именно таким образом, то зачастую люди имеют в виду пиролизные котлы, допуская ошибку в произношении. Процесс пиролиза и гидролиза имеет одну общую черту – это расщепление вещества с образованием новых соединений под воздействием внешних факторов. Ключевая разница заключается в самих факторах воздействия.

Гидролиз – это древнегреческое слово, которое состоит из двух частей: гидро (вода) и олиз (разложение). Это процесс распада (сольволиз) вещества под воздействием растворителя. В качестве растворителя выступает вода. То есть, попадая на какое-то вещество, вода приводит в действие механизмы распада этого вещества на несколько составляющих. По определению не может быть котла (водогрейной гидролизной установки), в котором тепло из энергоносителя выделяется благодаря воздействию воды.

В качестве межвенцового уплотнителя для сруба можно использовать специальный герметик.

С характеристиками льняного утеплителя Экотерм можно ознакомиться здесь.

Пиролиз – это тоже древнегреческое слово, которое состоит из двух частей: пиро (огонь или жар) и олиз (распад). То есть процесс разложения вещества на несколько составляющих происходит под воздействием огня. Именно это мы и наблюдаем в пиролизных котлах. Их второе название газогенераторные котлы, но никоим образом не гидролизные. Такое определение неверное.

Принцип работы пиролизных котлов

Без сомнений, введя в поисковую строку запрос «гидролизные котлы», вы не найдете ничего внятного, так как такое определение в корне неверно. Так по ошибке называют пиролизные котлы, принцип работы которых мы рассмотрим ниже.

Топливо должно тлеть.

Суть заключается в том, чтобы создать такие условия, при которых из твердого топлива выделится пиролизный газ. Для этого:

в топку котла загружается твердое топливо и поджигается;
полностью открывается воздуховод до момента, пока дрова не разгорятся;
затем воздуховод закрывается, пламя исчезает, и дрова начинают тлеть.

Цель таких мероприятий заключается в том, чтобы довести температуру в топке до 500-800 градусов и обеспечить дефицит кислорода. Естественно, дверки топки должны закрываться герметично, чтобы поток воздуха контролировался только заслонкой воздуховода.

Хоть вспененное стекло как утеплитель уступает полимерам, зато это почти вечным материал, который прослужит не меньше, чем сам дом.

О том можно ли газосиликат утеплять пенопластом мы писали в этой статье.

Итак, пиролизный газ выделился, но учитывая, что в топке нет пламени и крайне мало кислорода, он не может воспламениться. Поэтому его нужно обогатить кислородом, вследствие чего он вспыхнет и выделит тепло. Получается, что таким способом мы отбираем у твердого топлива тепловую энергию в два захода: первый раз, когда топливо тлеет, а второй когда дожигаются пиролизные газы.

Конструкция пиролизных котлов

Мы уже разобрались, что в топке для выделения пиролизного газа должна быть высокая температура и обязательно дефицит кислорода. При этом пиролизный газ не воспламенится, пока не смешается с воздухом. Именно поэтому топка котла разделена на две камеры. В верхней тлеет топливо, а в нижней дожигается газ. Для этого в нижнем отсеке есть специальные форсунки, по которым поступает вторичный воздух.

Один из возможных вариантов конструкции.

Камера дожига устроена таким образом, чтобы газ не вылетал сразу в дымоход твердотопливного котла, а задержался до момента обогащения кислородом. Основные элементы конструкции пиролизного нагревателя:

загрузочная камера с колосниками;
патрубок подачи первичного воздуха;
камера дожига;
патрубки подачи вторичного воздуха;
патрубок дымохода.

Что характерно, в пиролизных котлах тление твердого топлива осуществляется сверху вниз.

Поэтому камера дожига находится в нижней части. Газ туда попадает под воздействием тяги. Принцип сжигания топлива сверху вниз позволяет подсушить топливо, которое еще не тлеет. Для таких нагревателей влажность дров – один из ключевых параметров. Они должны содержать не более 30% влаги. Чем суше энергоноситель, тем выше эффективность нагревателя.

Достоинства и недостатки газогенераторных установок

У пиролизных (газогенераторных) котлов преимуществ намного больше чем недостатков. Например, к минусам можно отнести высокую стоимость агрегата, что никак не относится к работе нагревателя. Единственный фактор, который нужно учитывать в эксплуатации – это качество твердого топлива (речь о его влажности). В остальном такие агрегаты лучше простых котлов:

Одной загрузки хватает надолго.

КПД 90-92%;
работа на одной загрузке топлива от 6 часов до 3 суток, в зависимости от модели;
более стабильная температура.

В одной из статей мы рассказывали про котлы Стропува, так вот эти агрегаты лидеры по длительности горения. У них большая топка, загрузив ее доверху, можно несколько дней не подходить к нагревателю. Топливо перегорает полностью, сажи почти не остается, что тоже, несомненно, плюс. В топку можно загружать не колотые поленья, длина которых может быть до 60 см.

Такие котлы могут работать в любых системах водяного отопления. К ним можно подключать бойлер косвенного нагрева или буферную емкость, которая стабилизирует контур обогрева. В качестве теплоносителя можно использовать воду, а в некоторых моделях даже незамерзающую жидкость.

Итоги

Никаких гидролизных котлов не бывает, так как гидролиз – это распад одного вещества на несколько других под воздействием воды. По ошибке так называют пиролизные котлы, где тоже происходит процесс распада твердого топлива на твердые частицы и пиролизный газ, но под воздействием жара. Несмотря на похожесть названий, суть дела абсолютно разная. Пиролизные нагреватели еще называют газогенераторными, но термин «гидролизные котлы» – это абсурд.

Под гидролизными отопительными котлами принято понимать оборудование, которое в процессе работы используют твердое топливо. Солома, древесные отходы, дрова – все это может использоваться гидролизными котлами в процессе работы. Наиболее широко это оборудование используется в бытовых и производственных помещениях, будь то фабрики, цеха, склады или фермы. В качестве основных достоинств данных котлов можно назвать то, что они недороги в процессе эксплуатации, отличаются экологической безопасностью, а также просты в обслуживании и управлении.

Работают гидролизные устройства по следующей схеме:

Топливо помещается в специальный бункер, где поджигается. Дверца бункера закрывается, задействуется дымосос;
Повышение температуры до 800 градусов приводит к тому, что сгораемый материал обугливается, выделяя значительные количества древесного газа. Именно этот процесс и получил название гидролиза;
Попадание продуктов гидролиза в колосник приводит к их смешиванию с вторичным воздухом;
Процесс гидролиза является постоянным из-за того, что часть тепла постоянно возвращается к слою дров, расположенному внизу.

Монтаж и обслуживание

Когда гидролизный котел устанавливается на пол, то необходимо заранее выполнить монтаж опорной рамы с высотой в 10-20 сантиметров, либо фундаментной подушки. При помощи монтажа опорной рамы можно добиться того, что все посадочные поверхности будут находиться точно в горизонтальной плоскости.

Как правило, котлы монтируются на кирпичную кладку, высота которой не более 36 сантиметров от поверхности пола. Такой подход нужен для того, чтобы нижние коллекторы экранов, расположенных сбоку были на одном уровне с решетниками колосников, а потому служили в качестве охлаждаемых панелей. Установка дымососов также начинается с монтажа опорной рамы, которая фиксируется на фундаменте прочными болтовыми соединениями.

Важное отличие гидролизных котлов состоит в материале, из которого они изготовлены.

Особенности и срок службы

Теплообменник можно сделать на основе стали или чугуна. Твердотопливные котлы, которые изготовлены на чугунной основе, считаются более долговечными. Их главный нюанс заключается в том, что они достаточно долго прогреваются, но и остывают крайне медленно, отдавая максимум тепла.

Отрицательная черта заключается в хрупкости оборудования: чугун крайне чувствителен к резким температурным перепадам, которые неизбежно станут причиной разрушения стенок устройства и дальнейшему полному выходу его из строя. К счастью, современные технологические решения при производстве чугуна дали возможность улучшить его свойства, увеличив прочностные показатели.

Твердотопливные котлы на стальной основе способны более стойко переносить температурные колебания, но их слабость заключается в восприимчивости к ржавчине, которая начинает активно развиваться из-за скоплений конденсата. Именно эта особенность приводит к тому, что стальной теплообменник заметно снижает эксплуатационный срок котлов. Во многом, продолжительность службы стального котла зависит от качества материала, его толщины, а также осторожности обращения.

гидролизные котлы2013-11-02

На сегодняшний день в России огромное количество населенных пунктов, где отсутствует магистральный газопровод, поэтому приходится отапливать помещения электричеством или доступным твердым топливом. Конечно, последний вариант гораздо более экономный, но при этом очень трудоемкий. Приходится постоянно контролировать количество топлива в котле, следить, чтобы не прогорел, чтобы не пришлось растапливать заново. Выходом из такой ситуации являются пиролизные котлы, которые также работают на твердом топливе, но при этом оптимизирован процесс горения. Стоимость такого котла выше, чем у обычного, но его вполне можно изготовить самостоятельно. Мы расскажем, как сделать пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы, приведем рекомендации специалистов и видео-уроки.

Фото 1 Принцип работы пиролизного котла

Оценить преимущества пиролизных котлов невозможно без понимания общих принципов работы. И изначально, что такое пиролиз?

По сути, это разложение природных соединений при минимальном количестве воздуха. В стандартном котле дрова сгорают при температуре 900-1200°С при нормальном доступе воздуха, на одну закладку дров уходит около 3-4 часов с выделением порядка 4900 калорий тепла.

Таблица 1 Теплотворная способность дров разных пород древесины

В пиролизном котле твердое топливо сгорает при меньшей — 300–850°С температуре, при этом происходит распад на следующие элементы — на твердый осадок и газ. При отсутствии кислорода в отдельной камере горючий (пиролизный газ) вступает в реакцию с углеродом и дополнительно перерабатывается, за счет чего увеличивается теплопроводность.

Таким образом, при сухой перегонке (процесс пиролиза) помимо твердого топлива дополнительно сгорает твердый осадок и одновременно с ним пиролизный газ. Все это в комплексе увеличивает время прогорания одной закладки дров до 12 часов (сравните с обычными 3-4 часами) и коэффициент полезного действия котла до 85-90% при стандартных 65-70%.

Любой агрегат отличается как положительными, так и отрицательными характеристиками. Для того, чтобы сделать правильный выбор, их необходимо адекватно оценить.

Плюсы:

поддержание определенной температуры горения в автоматическом режиме;
увеличенное время прогорания закладки на фоне повышенного КПД котла;
возможность использовать различные виды твердого топлива, вплоть до продуктов переработки деревообрабатывающей и сельскохозяйственной промышленности.

Не рекомендуется использовать более трети общего количества топлива полимеры и резину.

Минусы:

большие габариты котла за счет увеличенной камеры сгорания;
особые требования к твердому топливу – дрова должны быть совершенно сухими

При закладке топлива даже 25% влажности замедляется процесс выделения газов, что приводит к снижению температуры теплоносителя и падению эффективности.

энергозависимость – во время работы котел потребляет электричество для работы вентилятора, создающего принудительную тягу, и автоматики;
цена – это самый главный недостаток, который заставляет отказаться от покупки.

Именно поэтому мы предлагаем сделать пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы смотрите дальше в статье.

Принципиальная разница стандартного и пиролизного котла заключается в том, что в первом варианте 1 камера сгорания, а во втором – 2, между которыми пролегает колосниковая решетка, в нижней сгорают собственно топливо и твердый остаток, а в верхней – пиролизные газы. Именно такая организация топочных камер позволяет оптимизировать процесс, увеличить время сгорания топлива и максимально увеличить эффективность.

Фото 2 Схема устройства пиролизного котла

Процесс пиролиза возможен только при ограниченном доступе воздуха, когда топливо не горит, а фактически тлеет, выделяя большее количество газа.

К числу особенностей пиролизного котла относится и повышенное аэродинамическое сопротивление в дымоходе за счет отсутствия воздуха и реакции углерода с пиролизным газом. Принудительную тягу обеспечивает электровентилятор, собственно, именно по этой причине пиролизные котлы и относятся к категории энергозависимого оборудования.

Безусловно, основная причина, почему принимаются за изготовление пиролизного котла своими руками, ищут чертежи и принцип работы — банальная экономия. В среднем по регионам стоимость готового котла варьируется от 36 000 руб. (мощность 10 кВт, площадь 100 кв.м.) до 140 000 руб. (мощность 38 кВт, площадь 300 кв.м.). При самостоятельном изготовлении котла получается сэкономить от 500 до 1500 у.е. за счет стоимости материалов и личного труда.

Видео 1 Пиролизный котел 15-25 кВт — изготовление и испытание

В любом случае, этот вид работ нельзя назвать недорогим или легким, поэтому прежде чем решится сделать пиролизный котел своими руками, оцените свои возможности изучите все чертежи и подберите именно те материалы которые необходимо.

Инструменты:

электродуговая сварка и 3-4 пакета электродов;
дрель;
малая болгарка (круг 230).

Фото 3 Процесс сварки металла

Материалы:

Наименование	Размеры	Количество
Труба	Ø 57 мм, толщина стенки 3,5 мм	8 м
	Ø 159 мм, толщина стенки 4,5 мм	1 м
	Ø 32 мм, толщина стенки 3.2 мм	1 м
—	—	—
Профильная труба	60×30 мм, толщина стенки 2 мм	1,5 м
	80×40 мм, толщина стенки 2 мм	1 м
	20х20, толщина стенки 2 мм
—	—	—
Полоса стальная	20х4 мм	7,5 м
	30х4 мм	1,5 м
	80х5 мм	1 м
—	—	—
Шамотный кирпич		15 шт
Лист металлический	4-5 мм	7-10 кв.м.
—	—	—
Круги для болгарки	Ø 230 мм	10 шт
	Ø 125	5 шт
—	—	—
Датчик температуры		1 шт
Дутьевой вентилятор		1 шт

Фото 4 Дутьевой вентилятор

Этот перечень не предусматривает ассортимента слесарного инструмента и некоторых вспомогательных деталей. Вполне возможно, что некоторые из них придется докупать – но в целом, даже на этом этапе можно рассчитать себестоимость котла.

Фото 5 Подробный чертеж пиролизного котла

Если есть возможность, сделайте 3D схему внутреннего строения котла, чтобы понять основу его строения и приступить к изготовлению.

Фото 6 3D схема внутреннего строения котла с размерами

Резка болгаркой никогда не даст идеально ровного среза – так может рубить металл только гильотина. Не стоит экономить на рубке металла, это может дорого обойтись.

Приобретая металлические листы и трубы на металлобазе, заранее договоритесь о том, чтобы разрезать их на необходимые фрагменты. В дальнейшем это значительно сократит время и даст возможность получить ровные швы.

Фото 7 Рубка металла

Из двух частей начинайте собирать камеры котла – сгорания и газовую

Когда сделаны обе камеры, к их задней части привариваете воздухоотводы и стенку. На фото для удобства канал сделан из швеллера, но также можно его сделать и из профтрубы 60х30, для чего предварительно нарежьте небольшие вентиляционные отверстия.

В топочной камере делаете отверстие для воздушной трубы и привариваете к ней патрубок. Обратите внимание, эта труба должна быть соединена с котлом профтрубой 20х20.

Изготовление трубчатого теплообменника – на заготовке вырезаете несколько отверстий под трубу D57 мм.

Труба D57 мм нарезается на куски равной величины, которые после выставляются на пластину и привариваются по периметру.

Далее теплообменник приваривается дуговой сваркой к котлу и делается дроссельная заслонка

На камеры приваривается передняя стенка, где предварительно нарезаются 2 отверстия – для трубы входящего и выходящего воздуха

Далее приваривается крышка и боров на место заслонки

Собрали всю внутреннюю начинку котла, после чего необходимо болгаркой или металлической щеткой тщательно зачистить места сварки.
Внешний кожух на котле делается из листа 4 мм и уголков

Для того, чтобы скрепить внешний кожух с уголками, следует сделать на заготовке небольшие отверстия. Каждое из них следует приварить, чтобы лист и кожух качественно соединились

Проверка герметичности котла с помощью воды – закройте заглушками отверстия для движения теплоносителя и наберите в него воду. Если в каком-то месте протекает, сделайте пометку, чтобы сразу переварить это место. Котел должен быть полностью герметичным

Верхнюю крышку необходимо дополнительно утеплить

Для регулирования работы воздушных заслонок понадобятся резьбовые шпильки

Котел полностью закрывается внешним кожухом, а из профтрубы делается воздохоотводная труба.

Навариваются петли и надевается дверца. Ее лучше изготовить из чугунных пластин, а для футеровки (защиты от повреждений) использовать кирпич.

Нижняя камера также подвергается футеровке из огнеупорного кирпича — его следует нарезать и обточить так, чтобы камера плотно прилегала

Для того, чтобы котел соответствовал заявленной мощности, заслонка в нижней камере должна отвечать определенным параметрам. При укладке кирпича обязательно его учитывайте

На воздуховодную трубу (из профильной) наваривается дутьевой вентилятор для создания принудительной тяги в котле

Нижняя камера также зашивается в кирпич, чтобы максимально ее обезопасить и оптимизировать процесс горения.

Для улучшения работы котла рекомендуется сделать турбозавихрители, с одной стороны они улучшают теплопередачу, с другой – прочищают трубы от отложений.

Перед тем, как запускать пиролизный котел, необходимо проверить, насколько герметичными получились швы по тому же принципу, как и в пункте 13 (см.выше). Но одновременно с водой, необходимо создать давление 3-4 bar. Для этого можно использовать специальный опрессовщик – при доведении давления, смотрите, насколько быстро оно падает. Если быстро – где-то протекает, ищите это место. Если стабилизировалось – все отлично.

Обязательно установите на котел группу безопасности, куда входят манометр, аварийный клапан сброса давления и воздухоотвод. При увеличении давления свыше 3 бар, будет происходить автоматический сброс.
Для того, чтобы максимально обезопасить работу котла и сделать его эксплуатацию беспроблемной, рекомендует установить блоком автоматики. О том, как это работает и для чего нужно такое автоматическое управление, посмотрите в видеоинструкции

Видео 2 Автоматика пиролизного котла

При первом запуске котла соедините его с дымоходом и наполните водой

Категорически запрещено проверять работу пустого котла и без термометра.

В нижнюю камеру кладете бумагу и на нее буквально 2-3 полена (много для проверки работы котла не надо), закрываете плотно камеру и открываете дроссельную дверцу. Когда включился вентилятор, поджигаете бумагу.
Когда все дрова занялись огнем, заслонка закрывается, чтобы топливо начало тлеть («томиться»), в этот момент начинает работать пиролизный процесс
В нижней камере контролируйте, когда загорится факел горения. Как только он загорелся, отмечайте время, за которое теплоноситель практически закипит.
При достижении теплоносителем 100С выключайте вентилятор, факел тоже сразу погаснет.

Как видим, изготовление пиролизного котла своими руками – дорогостоящее и трудоемкое мероприятие, которое окупится только через 3-5 сезонов. Но в любом случае, это выгодно, поскольку получается сэкономить не только на материалах, но и сделать такое оборудование, которое подойдет под конкретное помещение.

<index>

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

Отличия и преимущества

В обычных дровяных котлах и печах с водяным отоплением древесина сгорает довольно быстро, и одной загрузки дров хватает на 3-4 часа. Отопительное оборудование при этом требует постоянного внимания, ведь если огонь в топке потухнет, то теплоноситель остынет, и в доме станет холодно. Эта особенность твердотопливных котлов часто вынуждает домовладельцев устанавливать дополнительный электрообогрев или устанавливать котел длительного горения.

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

Видео: принцип работы котла

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

Процесс горения древесины достаточно сложен. Она состоит из волокон целлюлозы, скрепленных связующим веществом — лизином. При нагреве эти связи разрушаются, и начинается выделение газа, а древесные волокна начинают темнеть и обугливаться. Газ, называемый пиролизным, содержит горючие элементы, в том числе водород. Нагреваясь от горячей поверхности тлеющего полена, он воспламеняется и образует яркий огонь.

Повышенное содержание кислорода в зоне горения увеличивает размер пламени. Это можно заметить при открывании топочной дверки — дрова сразу начинают гореть ярче. Сгорание пиролизных газов сопровождается активным выделением тепла, от чего тление дров усиливается, и очень скоро они сгорают до углей. Пламя при этом может достигать высоты более метра, при этом греется не только печь, но и дымоход, а горячие, не до конца прогоревшие газы с высоким содержанием сажи выходят в трубу.

Конструкция пиролизного котла позволяет сжигать дымовые газы в отдельной зоне дожига. При этом дрова в зоне газогенерации тлеют долго и равномерно, с постоянной температурой. Чтобы избежать активного горения топлива, поступление воздуха в загрузочную камеру ограничивают с помощью заслонки. К зоне дожигания газов воздух, напротив, нагнетают, иногда с помощью вентилятора, но чаще — с использованием естественной тяги.

Конструкция

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

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

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

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

Видео: конструкция пиролизного котла

Достоинства и недостатки

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

Недостатки котлов пиролизного типа:

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

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

Чертежи и описание

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

Принцип его действия таков:

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

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

Материалы и инструмент, необходимые для сборки

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

Материалы и их примерное количество:

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

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

Технология сборки

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

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

Подключение котла к отопительному контуру

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

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

Наладка и включение

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

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