Устройство
Котел представляет собой металлический корпус, в котором имеется две камеры – загрузочная и сгорания. Для защиты от воздействия высоких температур стенки этих камер облицовывают шамотным кирпичом или другим подходящим жаропрочным материалом, например, на основе бетона.
С помощью шамотного кирпича выкладывают дно камеры загрузки, оставляя небольшую щель – форсунку, через которую в камеру сгорания будет поступать пиролизный газ. В качестве теплообменника обычно используют трубчатые конструкции.
Достоинства и недостатки пиролизных котлов
Теперь вы знаете, в чем заключается принцип работы пиролизного котла. Фактически это газогенераторная установка, дающая большое количество тепловой энергии. Если сравнивать теплотворность древесины в прямом сгорании и в пиролизном, то во втором случае она на 10-15% выше. Благодаря этому снижаются расходы на топливо. Давайте рассмотрим основные достоинства пиролизных печей, вытекающие из их принципа работы:
В зависимости от конструктивных особенностей камера дожига может располагаться как под, так и над топкой загрузки топлива. В плане производительности оба варианта практически равнозначны.
- Экономичность – возможность экономить топливо очень важна, ведь полный грузовик дров стоит довольно дорого;
- Повышенное тепловыделение – принцип работы пиролизных котлов позволяет извлечь из килограмма поленьев больше энергии, чем при их прямом сгорании;
- Длительная работа от одной закладки дров – позволит спокойно заниматься домашней работой, а не сидеть у пиролизного котла, чтобы заложить в его ненасытную топку очередную порцию поленьев;
- Экологическая чистота – благодаря горению при максимальной температуре, снижается количество вредных выбросов в атмосферу;
- Возможность регулировки интенсивности горения в довольно больших пределах – обеспечивает более точный температурный контроль;
- Легкость в обслуживании – пиролизные котлы снабжаются дверками для доступа в камеры сгорания и дожигания, а также для доступа к зольнику;
- Повышенный КПД – для некоторых моделей он составляет до 90%. Такой показатель характерен разве что для газовых агрегатов, да и то не для всех;
- Возможность обогрева зданий большой площади – для этого выпускаются пиролизные котлы повышенной мощности. По своему принципу работы они мало чем отличаются от своих маломощных собратьев.
К сожалению, не обошлось и без недостатков:
- Внушительные размеры – даже самые маломощные пиролизные котлы отличаются своими габаритами. В них большие теплообменники и сразу две камеры сгорания + зольник. Кроме того, в оборудовании нередко присутствуют водяные рубашки, служащие для их охлаждения – их толщина составляет до нескольких сантиметров;
- Повышенные требования к дровам – при использовании сырых дров генерация продуктов пиролиза может быть затруднена. Поэтому поленья для пиролизных котлов должны храниться в сухом месте, иначе работа оборудования будет отличаться низкой стабильностью – пары воды помешают нормальному протеканию реакции пиролиза;
- Высокая стоимость – даже при самостоятельной сборке затраты будут высокими, ведь для этого потребуется хорошее листовое железо. Стоимость заводских образцов составляет от 50-60 тыс. рублей и выше, в зависимости от мощности;
- Отдельные модели требуют подключения к электросети – их принцип работы заключается в использовании электронного управляющего модуля, который управляет работой дутьевого вентилятора. Для обогрева зданий без электрификации используются пиролизные котлы с механическим управлением – они обладают все тем же принципом работы.
Больше всего потребителей смущает высокая стоимость оборудования. Но если хочется ощутить экономию на топливе и обеспечить хороший температурный контроль при работе на дровах, следует приобрести пиролизный котел.
Принцип работы
Некоторое количество дров, которое определяется объемом загрузочной камеры, загружают в нее и производят предварительный розжиг при подаче первичного воздуха. Когда топливо загорится, искусственно создают условия с недостаточным содержанием кислорода, благодаря которым из дров выделяется горючий газ. Он представляет собой смесь угарного газа с летучими углеводородами. С повышением давления в загрузочной камере он поступает через форсунку в камеру сжигания. Сюда же подается вторичный воздух. Его смешивание с пиролизным газом, а также высокотемпературные условия обеспечивают воспламенение и сгорание газовой смеси.
При сгорании выделяется тепло, углекислый газ и вода – в большинстве случаев говорят о полном сгорании топлива с выделением «чистых» продуктов горения, перечисленных выше. Тепло через стенки теплообменника передается теплоносителю, в роли которого выступает вода, циркулирующая в системе водяного отопления. Охлажденные продукты горения выводятся через дымоход.
Как работают пиролизные котлы
Принцип работы пиролизного котла заключается в генерации горючих газов и из последующего сжигания. Для того чтобы можно было понять, как он работает, следует вспомнить интересный опыт из школьного учебника физика. Там предлагалось заключить немного древесной щепы в стеклянную колбу, заткнутой пробкой с тонкой трубкой. Колба помещалась под горелку, спустя некоторое время в ней начиналась реакция пиролиза. После этого из трубки начинали выходить горючие газы, которые легко поджигались и горели ярким пламенем.
Принцип действия пиролизного котла основан на аналогичной реакции, только в больших масштабах. Здесь задействованы две камеры:
- Камера сгорания – в ней осуществляется предварительный розжиг топлива, после чего дрова находятся здесь в режиме медленного тления, с ограниченным доступом воздуха;
- Камера дожигания – здесь горят продукты пиролиза, рождая тепло, отправляющееся в жаротрубный теплообменник.
Все это хозяйство охлаждается водяной рубашкой.
Изучая принцип работы пиролизного котла, вам может показаться, что эффективность данной методики крайне мала. На самом деле газов выделяется очень и очень много. Если заглянуть в камеру дожигания, мы увидим там мощное ревущее пламя, выделяющее дикое количество тепловой энергии.
Камеры сгорания в пиролизных котлах могут располагаться в любых последовательностях. Например, друг над другом или последовательно, друг за другом. Также встречаются агрегаты, в которых дожигание осуществляется под основной топкой. Регулировка интенсивности горения осуществляется с помощью дутьевого вентилятора или с помощью дверки поддувала. Следует отметить, что диапазон регулировки достаточно большой – при необходимости, пламя может быть потушено практически полностью.
Принцип работы пиролизного котла предусматривает предварительный розжиг древесного топлива. Нам нужно, чтобы дрова хорошо занялись пламенем. Для этого открываются дроссельная заслонка и поддувало, в топку закладывается порция дров с мелкими лучинками для розжига. Поджигаем, дожидаемся появления устойчивого костерка. Теперь наш пиролизный котел готов к полноценному запуску. Производим следующие действия:
Благодаря конструкции пиролизного котла горячий воздух вылетает в дымоход не сразу, а проходит сначала через специальный отсек. Это позволяет системе значительно повысить свой КПД в сравнении с обычными котлами.
- Закрываем дроссельную заслонку;
- Закрываем дверцу поддувала;
- Включаем автоматику;
- Наблюдаем за ростом температуры в системе.
Давайте посмотрим, как работает пиролизный котел внутри – здесь происходит масса интересного. Во-первых, после перекрытия доступа кислорода наше веселое пламя превращается в тлеющие угольки. А во-вторых, после запуска автоматики включается дутьевой вентилятор, продукты пиролиза направляются в камеру дожигания, где начинает бушевать мощное пламя. Такой принцип работы реализуется во всех пиролизных котлах. Различия только в схеме регулировки – где-то за автоматическую регулировку отвечает электроника, а где-то простая механика.
Плюсы и минусы
Преимущества и недостатки такого оборудования, сведенные здесь в одну таблицу, позволят вам более объективно подойти к оценке возможного приобретения.
За и против пиролизных котлов
| За | Против |
| Это так называемые котлы длительного горения: можно загрузить партию дров, которые будут гореть очень долго, около 12 часов (на угле при определенных условиях и еще дольше) | Но за это придется платить кровными. Эти котлы определенно дороже традиционных твердотопливных. Иногда разница в цене составляет 50–100 % |
| Топливо сгорает практически полностью, а это значит, что мы используем большую часть его энергетического потенциала. К тому же это минимизирует количество отходов и избавляет от частой чистки котла | Используется система принудительного нагнетания воздуха, а это значит, что котел энергозависим, то есть потенциальные перебои электричества превращаются в большую проблему |
| В качестве топлива могут использоваться крупные дрова. В большинстве случаев можно ограничиваться закладкой неколотого топлива | Эффективность работы котла во многом зависит от влажности дров. Обычное требование – влажность не должна превышать 25 % |
В видео ниже представлено еще одно мнение. Не стоит его рассматривать как истину в последней инстанции, но задуматься над отдельными вопросами определенно нужно.
А вот еще одно видео от того же ярого противника пиролизных котлов. Некоторые доводы звучат вполне убедительно, но ко многим нужно относиться критически.
Как видите, эксплуатация такого оборудования может иметь некоторые нюансы. В любом случае перед покупкой котла желательно дополнительно ознакомиться с различными предложениями заводов-изготовителей, благо оных на сегодняшний день немало.
Чертежи пиролизных котлов (PDF), устройство и принцип работы
Что такое пиролизный котел? Его устройство Принцип работы Плюсы и минусы Ассортимент заводских котлов Отзывы изготовления своими руками
Перейти к скачиванию чертежей
Самым доступным и недорогим видом топлива для отопления частного дома были и остаются дрова.
Но наличие преимуществ использования такого вида топлива не избавляет его от существенного недостатка – традиционным твердотопливным котлам необходимо постоянно скармливать новые и новые порции дров.
Быть постоянно привязанным к топке – не очень приятное занятие! Выход был найден с разработкой пиролизных котлов длительного горения.
Что это такое?
Пиролизные котлы относятся к семейству твердотопливных; отличие от традиционных котлов состоит в том, что из топлива предварительно извлекаются горючие компоненты. Процесс горения осуществляется в два этапа: извлечение газа в условиях высокой температуры и низкого содержания кислорода и сжигание смеси разогретых газов и воздуха.
Цены на чертежи котлов большей мощности
- 30 кВт – 5 000 руб.
- 100 кВт – 50 000 руб.
- 300 кВт – 75 000 руб.
- 500 кВт – 100 000 руб.
(1 5,00 из 5) Загрузка…
Ассортимент
Продукция представлена широко, т. к. извлечение пиролизного газа известно довольно давно и технология апробирована в химической промышленности. Как правило, большинство крупных производителей котельного оборудования имеют, в том числе, и линейку котлов длительного горения. В таблице ниже мы указали наиболее востребованное отопительное оборудование российских, украинских и немецких производителей. Перед рассмотрением конкретной модели настоятельно рекомендуется провести расчет мощности котла с помощью нашего небольшого онлайн-калькулятора.
Популярные модели пиролизных котлов для частных домов
| Наименование котла | Краткое описание | Модель | Мощность / примерная отапливаемая площадь, кВт/м2 | Примерная цена, руб. |
| Атом, Мотор Сич | Украинские, для дров размером (380–1000)×(100–410) мм и влажностью до 50 %. Стенки из стали 6–10 мм, защищены керамобетоном | МС-16 | 8–19/80–190 | 120 000 |
| МС-25 | 13–30/130–300 | 138 000 | ||
| МС-32 | 16–38/160–380 | 162 000 | ||
| Теплогарант, Буржуй К | Российские одноконтурные котлы, отличаются низкой стоимостью | Стандарт Т-10 | 10/100 | 40 000 |
| Стандарт Т-20 | 20/200 | 56 000 | ||
| Стандарт Т-30 | 30/300 | 69 000 | ||
| Атмос (Atmos) | Чешское оборудование из стали толщиной 3–8 мм, отдельные элементы которого защищены керамическими блоками | DC 15E | 10–15/100–150 | 72 000 |
| DC 18S | 14–20/140–200 | 81 000 | ||
| DC 22S | 15–22/150–220 | 94 000 | ||
| DC 25S | 17–25/170–250 | 96 000 | ||
| Вулкан (Vulcan) | Украинские одноконтурные из стали толщиной 5 мм. Форсунка и зольник изготовлены из высокопрочного жаростойкого бетона | ECO 15 | 15/80–100 | 81 000 |
| ECO 20 | 20/150–200 | 85 000 | ||
| ECO 25 | 25/200–250 | 87 000 | ||
| ECO 30 | 30/250–300 | 91 000 | ||
| Диво | Российские пиролизные котлы, могут комплектоваться электроТЭНом, автоматическим или ручным регулятором тяги | 10 | 8–12/100 | С ручным регулятором тяги: с ТЭНом – 55 000, без ТЭНа – 49 000. С автоматическим регулятором тяги: с ТЭНом – 66 000, без ТЭНа – 59 000 |
| 18 | 12–18/185 | С ручным регулятором тяги: с ТЭНом – 65 000, без ТЭНа – 59 000. С автоматическим регулятором тяги: с ТЭНом – 76 000, без ТЭНа – 69 000 | ||
| 30 | 18–30/300 | С ручным регулятором тяги: с ТЭНом – 82 000, без ТЭНа – 75 000. С автоматическим регулятором тяги: с ТЭНом – 91 000, без ТЭНа – 84 000 | ||
| Траян (некоторые пишут Троян) | Российские котлы длительного горения с возможностью подключения электроТЭНа | Т10 | 10/90 | 47 000 |
| Т15 | 15/120 | 51 000 | ||
| Т20 | 20/120–220 | 56 000 | ||
| Т30 | 30/240–330 | 70 000 | ||
| Buderus (Будерус) | Немецкие одноконтурные котлы | Logano S121-2 21 | 21/210 | 163 000 |
| Logano S121-2 26 | 26/260 | 166 000 | ||
| gano S121-2 32 | 32/320 | 177 000 | ||
| Viessmann (Виссманн) | Еще один титулованный немецкий производитель котлов из стали толщиной не менее 8 мм | Vitoligno 100-S VL1A024 | 25/250 | 170 000 |
| Vitoligno 100-S VL1A025 | 30/300 | 220 000 | ||
| Гейзер | Российские одноконтурные (ПК) или двухконтурные (ПК2) котлы длительного горения | ПК-10 (ПК2-10) | 10/100 | 48 000 (51 000) |
| ПК-15 (ПК2-15) | 15/150 | 53 000 (56 000) | ||
| ПК-20 (ПК2-20) | 20/200 | 59 000 (61 000) | ||
| ПК-30 (ПК2-30) | 30/300 | 72 000 (76 000) | ||
| БТС | Украинские котлы из стали толщиной 5 мм (класс стандарт) и 6 мм (класс премиум). Керамическая футеровка | БТС-15 | 15/180 | 117 000 |
| БТС-20 | 20/230 | 121 000 | ||
| БТС-25 | 25/280 | 139 000 |
Предлагаем вам посмотреть небольшое видео о работе котлов Траян.
Немного визуализации работы пиролизных котлов Будерус – на ролике ниже.
И еще о довольно популярных котлах от ТеплоГаранта – Буржуй К.
Да, кстати, есть модели, которые рассчитаны на работу с разным топливом. Это может быть уголь, торф и даже пеллеты. Использование пеллетных котлов позволяет в значительной мере автоматизировать процесс подачи топлива.
Отзывы
Среди моря заказных отзывов очень сложно найти мнения действительно непредвзятые и основанные на реальных впечатлениях. На что обычно жалуются пользователи:
- обильное образование дегтя вследствие того, что в камере сжигания не поддерживается нужная высокая температура;
- необходимость в установке дополнительной буферной емкости с водой, которая будет аккумулировать избыточное тепло;
- малая толщина стали, что приводит к изменению геометрии корпуса и прогоранию его отдельных частей.
На что обратить внимание при изготовлении
Если вы собираетесь делать пиролизный котел своими руками, вам надо четко представлять не только механизм и принцип его работы, но и учитывать все неприятные моменты, которыми данные агрегаты обладают. В первую очередь необходимо сказать о том, что практически все пиролизные газы ядовиты. То есть, агрегат должен быть полностью герметичным, сварные швы должны быть высшего качества.
Кроме того, для обеспечения безопасности необходима система контроля за процессом горения (датчики температуры, дыма, наличия тяги) и автоматика, которая в зависимости от показаний датчиков регулирует процессы горения. Если самодельный пиролизный котел собираетесь делать на естественной тяге, автоматика может быть простейшей — энергонезависимой. При наличии вентилятора наддува для подачи воздуха в току, нужны уже более серьезные (и дорогие) устройства, а они питаются от сети 220 В. Работа котла такого типа без автоматики опасна, потому необходим источник бесперебойного питания, который обеспечит работу вентилятора и автоматики на 10-12 часов — время прогорания закладки.
Примерная компоновка пиролизного котла
Второй момент. В некоторых моделях пиролизников температура в активной фазе достигает 1000°C и выше. Обычная конструкционная сталь при таких условиях быстро прогорит. Чтобы котел существовал долго, необходима жаростойкая сталь и внутренняя футеровка самых термонагруженных частей. Если пиролизный котел делают своими руками, футеровку чаще всего делают из шамотного кирпича. В рабочей фазе шамот разогревается до малинового свечения и становится очень хрупким. Если, вдруг, вам придется в это время орудовать в печи, будьте аккуратны — повредить футеровку в данный момент легко, а ремонтировать — долго и сложно.
Своими руками
Ниже представлено 25-минутное видео проектирования и изготовления своими руками пиролизного котла. Автор поэтапно описывает процесс сборки, а также рассказывает о трудностях, с которыми пришлось столкнуться.
Возможные ошибки:
- Не тот сплав. Самой частой ошибкой, характерной, кстати, не только для самодельных моделей, является использование наиболее дешевых материалов из черных металлов. Они не относятся к категории жаропрочных материалов, что в конечном итоге приводит к прогоранию конструкции и сложному, а то и просто невозможному ремонту. Необходимо осторожно подходить к выбору марки стали, использовать специальные жаропрочные сплавы. Например, 20Х23Н18 и ему подобные.
- Малая толщина стали. Еще одна ошибка – неверно подобранная толщина стального листа. Этот параметр определяют исходя из распределения температур по котлу, но минимальное значение – около 5 мм. Чем толще, тем дороже, но тогда котел и проработает дольше.
Чертежи
Аттракцион неслыханной щедрости – иначе и не назовешь! У нас вы можете скачать чертежи пиролизных котлов совершенно бесплатно. Это позволит вам при желании собрать сердце отопительной системы у себя на заднем дворе или в гараже.
У нас представлены котлы длительного горения, которые вы можете встретить под маркой Буржуй К. Чертежи котла мощностью 20 кВт можно бесплатно скачать по ссылке ниже.
- .
- ;
Смотрите примеры графических материалов на изображениях ниже.
У вас также есть уникальная возможность заказать комплект чертежей на одну из моделей по весьма привлекательной цене. Конечно, это вариант для тех, кто собирается изготовить котел своими руками не только для себя, но и на заказ. Для связи используйте форму, представленную ниже.
Сборка двухкамерной топки
Материалом для изготовления стенки камер лучше выбрать горячекатаный лист толщиной не менее 8 мм, в идеале — 10–12 мм. Чем толще металл, тем сложнее процесс сваривания, однако конструкцию из слишком тонкой стали гарантированно поведёт и выкрутит в непредсказуемых направлениях. Именно поэтому среди деталей, из которых собирается котёл, не должно быть мелких элементов с соотношением сторон более 2:1.
Основа двухкамерной топки — наружные боковые стенки. Они общие для обеих камер, соединяются посредством передней стенки, в которой проделаны два прямоугольных отверстия для дверец. Нижнее отверстие предназначено для обслуживания камеры сгорания, его высота должна быть порядка 120–150 мм, ширина — не менее 300 мм, располагается отверстие с отступом в 150 мм от нижнего края. Верхнее отверстие предназначено для загрузки камеры газификации, чем оно будет больше — тем лучше, располагаться отверстие должно не ближе 100 мм к верху камеры. Снизу и сзади топка замыкается цельными листами, которые вырезают по внешним габаритам топочной камеры, но не приваривают до окончания сборки внутренних деталей. Сверху котёл накрывается листом номинального сечения.
Пример размеров пиролизного котла
Разделять камеры газификации и сгорания будет цельная плита, ширина которой соответствует внутреннему расстоянию между стенками, а длина — на 400 мм меньше. В задней части плиты вертикально приваривается цельная перегородка, которая отделяет камеру загрузки по всей высоте, по центру вдоль горизонтальной части вырезается отверстие шириной 50 и длиной в 400–600 мм. Собранную Г-образную перегородку не приваривают до завершения сборки теплообменника.
