Содержание

Принцип работы пиролизного котла - описание технологического процесса

Сжигание топлива в классических твердотопливных котлах – это хорошая альтернатива применению для отопления дома традиционных энергоносителей, таких как природный газ или электричество. Но данные устройства не полностью используют энергию горения дров. При работе обычного котла выделяющийся при высокой температуре из топлива газ просто уходит наружу вместе с продуктами горения. Принцип работы пиролизного котла позволяет использовать этот газ, тем самым увеличивая КПД агрегата и длительность интервала между загрузками топлива. Такие аппараты еще называют газогенераторными.

Пиролизный котел в разрезе

Из чего состоит газогенераторная установка?

Главное отличие от классического котла на дровах – наличие дополнительной камеры сгорания, в которой происходит дожигание выделяющегося газа, а в первичной топке он генерируется из дров при недостаточном количестве кислорода. Компоновка камер и устройство пиролизного котла может быть различным, топка может находиться как снизу, так и сверху, принцип действия это не меняет. Традиционно она располагается снизу, над зольником, в который для удобства очистки помещают выдвижной ящик. Крышка зольника откидывается вверх и в рабочем режиме служит для регулировки количества воздуха, поступающего в топку. Это реализовано с помощью цепного привода, который натягивается или отпускается термостатом. Последний установлен в верхней части котла.

Принцип работы пиролизного котла

Все основные элементы и детали установки можно увидеть, изучив подробный чертеж пиролизного котла. Главная топка снабжена дверцей для загрузки дров и в процессе работы плотно закрыта. Над ней устроена вторичная камера сгорания, в которой расположены устройства подачи воздуха. Они могут иметь различную конфигурацию в аппаратах разных производителей, но задача их одинакова: подавать в камеру дожигания подогретый воздух через множество отверстий определенного диаметра. Нагрев воздуха происходит по пути от дверцы зольника до распределителей.

Конструкция пиролизного котла предусматривает возможность очистки верхней камеры дожигания, для этого она оборудована специальной дверцей. Пространства обеих камер сообщаются между собой каналом, по которому поднимаются газы для сжигания. Внешней оболочкой корпуса является водяная рубашка, нагреваемая обеими топками. Для подачи теплоносителя в систему отопления в нее врезаны патрубки с резьбой. Контроль температуры воды и давления осуществляется по приборам, установленным на фронтальной панели.

Дымоход для пиролизного котла ничем не отличается по своему устройству от труб для выброса продуктов горения классических агрегатов. Одно из требований – достаточная тяга для работы котла. Наиболее простая конструкция агрегата не предусматривает установку дутьевого вентилятора, поэтому горение идет за счет естественной тяги. Второе требование — это чтобы часть трубы, находящаяся на улице, была утеплена. Причина – низкая температура дымовых газов (до 150 ⁰С), поэтому очень высока вероятность выпадения на ней конденсата и быстрого разрушения материала трубы.

Описание схемы работы пиролизных котлов

Полное представление о работе агрегата может дать принципиальная схема пиролизного котла. Вначале главная топка загружается топливом и разжигается. При этом заслонка зольника максимально открыта. После того как дрова разгорятся, дверца начинает прикрываться, процесс горения замедляется и переходит в тление. Тогда и начинается интенсивное выделение древесного газа, который поднимается и попадает во вторичную камеру дожигания. Туда же через множество калиброванных отверстий подается нагретый воздух. Последний попадает в канал из того же проема под крышкой зольника и по дороге получает тепло от горячей стенки топки.

Принципиальная схема котла

Весь технологический процесс протекает благодаря естественной тяге, создаваемой дымоходом, поэтому скорости движения воздуха и дымовых газов в каналах невелики. Схема работы пиролизного котла заключается в том, что во вторичной камере нагретый воздух вступает в термохимическую реакцию с древесными газами и воспламеняет их. В результате сгорают не только газы, но и мелкие летучие частицы, благодаря чему дым из трубы практически незаметен. В действительности пиролизное сжигание топлива более экологично, нежели традиционное, поскольку продукты сгорания от него содержат гораздо меньше оксидов углерода и азота, а также частиц золы.

Дрова, находящиеся в топке, горят медленнее чем обычно, поэтому одной загрузки может хватить на 10–12 часов работы, в зависимости от мощности газогенераторной установки и влажности дров. Настройка пиролизного котла заключается в ограничении подачи воздуха для горения. Слишком малое его количество не позволит начаться термохимическому процессу во вторичной топке, а слишком большое вызовет неполное сгорание газов и понижение КПД агрегата. Для аппарата, работающего на естественной тяге, потребуется настройка расхода воздуха в каждом индивидуальном случае, так как высота и диаметр дымоходной трубы может очень различаться. Соответственно, сила тяги будет разной. В некоторых случаях ее следует увеличить путем поднятия трубы на большую высоту.

Если цепной привод крышки зольника снабжен термостатическим регулятором, то настройка аппарата сводится к установке желаемой температуры теплоносителя. Термоэлемент, встроенный в водяную рубашку газогенераторной установки, воздействует на привод цепи в зависимости от температуры воды и сам прикрывает или открывает заслонку, регулируя интенсивность горения.

Сравнение пиролизного и твердотопливного котла

Для создания искусственной тяги, которая не будет зависеть от параметров дымохода, котлы пиролизного типа дополнительно снабжаются дутьевым вентилятором и комплектом автоматики, регулирующим его работу. Если обычный агрегат может работать с КПД порядка 85–90%, то дутьевая машина помогает его развивать до 93%. Здесь есть недостаток — зависимость от внешних источников энергии.

Достоинства и недостатки

Источники тепла данного типа обладают многими преимуществами:

  • Принцип действия и работа пиролизных котлов позволяет достигать отличных показателей эффективности при сжигании твердого топлива – 90–93% КПД.
  • Процесс более экологичен, в атмосферу выбрасывается гораздо меньше вредных веществ.
  • Интервал между загрузками топлива не меньше, чем у агрегатов длительного горения – 12 часов, работать кочегаром придётся не чаще 2 раз в сутки.
  • Обслуживание и чистка установки не представляют проблемы, ко всему внутреннему пространству есть доступ, а многие аппараты оборудованы выдвижным ящиком зольника. Принцип действия пиролизного котла практически безотходный, золы и пепла остается очень мало, поэтому операцию выполнять надо нечасто.
  • Экономичность. Ориентировочно расход топлива на 100 м² помещения при его высоте до 3 м составляет 10 кг в сутки.
  • Установки, работающие на естественной тяге, не зависят от наличия электричества в сети.

Как и любой другой аппарат, работающий на твердом топливе,

пиролизный котел отопления нуждается в защите от закипания теплоносителя внутри водяной рубашки. Это может привести к разрыву оболочек и дорогостоящему ремонту. По этой причине производители ставят на свои изделия дополнительные водяные ТЭНы охлаждения, которые одновременно могут служить источником горячей воды для хозяйственных нужд.

Из недостатков агрегатов пиролизного типа можно выделить следующие:

  • Требуется топливо с невысоким содержанием влаги, влажность дров не должна превышать 25%. Процесс интенсивного выделения газов для дожигания сильно затруднен, если дрова откровенно сырые. Это негативно влияет на работу пиролизного котла, снижая его КПД.
  • Практика эксплуатации показывает, что на стенках первичной камеры со временем появляются отложения дегтя и смол, поскольку температура в ней относительно невысокая, а в качестве топлива чаще всего берут березу или древесину хвойных пород. Этот налет надо периодически удалять, он затрудняет передачу тепла водяной рубашке.
  • Стоимость выше, чем у классического твердотопливного котла. Это оправдано, ведь технология процесса более прогрессивная и дает высокие показатели, которые позволят экономить при эксплуатации.

Заключение

При выборе источника тепла для дома лучше ориентироваться на изделия средней ценовой категории, сильно экономить в этом вопросе не стоит. Ведь от того, как работает пиролизный котел, зависит комфорт и тепло вашего дома.

Принцип работы пиролизных котлов, устройство и схема

Одним из видов твердотопливных, как правило водонагревательных, котлов являются пиролизные, или газогенераторные установки. В этой статье мы рассмотрим принцип их работу и разберемся действительно ли они такие эффективные.

Дрова всегда использовались людьми как источник тепла, однако сейчас технологии позволяют применять их с более высоким КПД чем давали старые печи. Современные котлы не только значительно экономят ресурсы, но и время, ведь за ними не нужно следить, а одной закладки дров хватает на 12-24 часа.

Почему у пиролизного котла такой высокий КПД

В отличии от классических твердотопливных котлов здесь происходить процесс “горения наоборот”, то есть тепло выделяет не процесс горения древесины, а горение выделяемого газа. Теперь давайте разберемся подробнее.

Сам процесс пиролиза представляет из себя разложение органических соединений при высокой температуре (200…800°С) и ограниченном количестве кислорода. При этом выделяется газ и отработанный кокс.

Этот принцип работы используют и газогенераторные котлы, где, в качестве органического вещества служит древесина. Выработанный таким образом газ сгорает при температуре до 1200°С и выделяет значительно больше тепловой энергии, нежели сами дрова из которых он получен. Таким образом можно получить до 50% больше тепла. КПД таких котлов достигает 85…89%.

В качестве топлива может использоваться:

  • дрова,
  • различные пеллеты,
  • щепа,
  • топливные брикеты,
  • кокс,
  • уголь.

При этом содержание канцерогенных веществ в отработанных газах, выбрасываемых наружу, минимальное, что важно для людей, заботящихся об экологии.

Принцип работы достаточно простой

1 этап. Дрова разогреваются до температуры выхода пиролизных газов.

2 этап. Начинает выходить газ, начинается процесс пиролиза и он продолжается ровно до тех пор, пока все летучие газы не испарятся из топлива.

3 этап. Окончательное сгорание углей.

Видео работы

Преимущества и недостатки

К плюсам такой установки можно отнести:

  • Самый высокий КПД среди всех твердотопливных котлов, он составляет 90–93%.
  • Выделяется примерно в 3 раза меньше вредных веществ, что делает их более экологичными.
  • Большой интервал между загрузками топлива, порядка 12 часов для мягких пород древесины и 24 часа для брикетов, пеллет и твердых сортов.
  • Низкое количество смол в отработанных газах продлевает срок службы дымоходов.

Недостатки:

  • Необходимо топливо низкой влажности. Лучший вариант это 20%.
  • Стоимость таких котлов выше всех остальных типов такого оборудования.
  • Установка с принудительной тягой делает ее зависимой от электричества.

Схема работы пиролизного и классического котла

Как влияет влажность дров на эффективность

Древесина для пиролизных котлов должна быть просушена до 15-20% влажности. Такой результат сложно получить при естественной сушке, поэтому можно считать это главным недостатком такого типа котлов.

Сырые дрова выделяют большее количество водяного пара, который перемешивается с газо-кислородной смесью и снижает ее энергоемкость. Пример такого снижение в цифрах:

  • Сжигание 1 кг дров с влажностью 20% – мощность 4 кВт;
  • Сжигание 1 кг дров с влажностью 50% – мощность 2 кВт.

Если перенести это на работу установки, получается что сырые дрова увеличивают 1 этап работы (см. схему выше). То есть работать котел будет как классический больше времени, а как пиролизный – меньше.

Эффективность будет снижаться прямо пропорционально.

Видео обзор газогенерирующего котла

Подробная схема работы, 6 этапов

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

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

Какие виды газогенерирующих котлов существуют

Схема котла с нижней камерой сгорания газов

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

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

Особенности котлов с нижней камерой сгорания

В этом случаи пиролизный газ с первичной топки подается путем искусственного нагнетания с помощью турбины. Это делает работу установки зависимой от электричества.

 

Особенности котлов с верхней камерой сгорания

Камера сгорания газов сверху

В этом случаи дрова горят в нижней камере, а выработанный газ поднимается в верхнюю, где и происходит его сгорание.

Немного теории из эффективности этого оборудования

Как заявляют многие производители расход топлива на 100 м² помещения при его высоте до 3 м составляет  не более 10 кг в сутки. В качества дров рекомендуют использовать березу или клен. Хвойные породы менее эффективны так как в выделяемых газах остается смола.

В заключение

Если вы решили установить и пользоваться котлом на твердом топлива, такой вариант как пиролизный будет наиболее рациональным. Не смотря на свою высокую стоимость он окупится довольно быстро за счет своего высокого коэффициента полезного действия. Кроме этого будет экономить ваше время в процессе эксплуатации и обслуживания.

Подробная схема пиролизного котла

В настоящее время пиролизные котлы получили довольно широкое распространение. Это обусловлено тем, что в результате двухступенчатого сжигания твердого топлива происходит его полное сгорание. Это в значительной степени увеличивает КПД практически на 90-92%. Что это за котлы? Как выглядит схема подключения пиролизного котла? Ответы на эти вопросы вы сможете найти в данной статье.

Пиролизный котел – что это?

Пиролизный котел представляет собой разновидность твердотопливных котлов. Как правило, это водогрейные котлы. В данном устройстве сгорание твердого топлива и выходящих их него летучих веществ осуществляется раздельно.

схема пиролизного котла

Виды топлива

В качестве топлива для пиролизных котлов можно использовать:

  • Торф, топливные брикеты.
  • Отходы мебельного производства.
  • Отходы от лесопереработки, опилки.
  • Различные дрова: еловые, липовые, сосновые, березовые, ольховые, дубовые и т. д.
  • И многие другие виды твердого топлива.

Принцип действия

Прежде чем рассмотреть схемы и чертежи пиролизных котлов, необходимо разобраться с принципом их действия. Итак, в процессе сжигания топлива (по-другому говорят – сухая перегонка) под воздействием высокого температурного режима (порядка 200-800 °C) и недостаточного количества кислорода, осуществляется разложение древесины на две части: летучую часть (пиролизный газ) и твердый осадок (древесный уголь).

схемы и чертежи пиролизных котлов

Схема пиролизного котла предполагает, что вверху камеры будет накапливаться пиролизный газ, который с потоком воздуха, создаваемого дымососом, будет направляться на дожигание в другую камеру. Это экзотерический процесс, сопровождающийся выделением тепла, при помощи которого улучшается прогрев, в котле подсушивается топливо, а также осуществляется подогрев воздуха, поступающего в зону горения. Смешение выделившегося при высокой температуре пиролизного газа с кислородом воздуха вызывает процесс горения первого, который в дальнейшем используется для получения тепловой энергии.

Эффективность

Насколько эффективной окажется схема пиролизного котла, а также время его работы, будет зависеть от множества факторов:

  • Вид топлива и влажность.
  • Теплоизоляция здания.
  • Температура в помещении.
  • Температура воздуха на улице.
  • Точность проектных работ в отношении системы отопления.

Естественно, что, в отличие от обычных котлов, газогенераторное оборудование намного эффективнее. Так как при сжигании древесины невозможно получить столь высоких температурных показателей, как в процессе горения древесного газа, полученного из нее. В процессе сжигания газа предусмотрено использование меньшего объема воздуха. В связи с этим увеличивается время горения и температура. Также следует отметить, что управление процессом сжигания пиролизного газа значительно проще.

Достоинства

Итак, схема пиролизного котла обладает следующими преимуществами:

  1. Полноценное сгорание топлива. Таким образом обеспечивается экономичность процесса горения, в результате приходится реже чистить газоходы и зольник.
  2. С помощью подачи первичного воздуха происходит регулирование процесса горения. Это позволяет длительное время работать на одной закладке – примерно 12 часов (3-4 часа – у обычных котлов). Существуют устройства, в которые можно делать закладку до 6-7 дней на угле и на дровах – от 30 часов.
  3. Возможна схема пиролизного котла с автоматическим регулированием параметров. Процесс сжигания пиролизных газов отлично поддается регулировке и управлению.
  4. Двухступенчатое сжигание увеличивает экономичность.
  5. Возможно сжигание крупных дров.
  6. Отсутствие спекающихся слоев облегчает чистку.
  7. За счет сгорания пиролизных летучих газов снижены выбросы в атмосферу вредных веществ.
  8. При отключении электричества данное устройство способно работать на минимальной мощности.
  9. В отличие от обычного способа прямого горения, длительность сжигания топлива в этих котлах больше примерно в 3-5 раз.
  10. При загрузке котла на 50-100% КПД будет составлять порядка 85-92%. Таким образом, схема работы пиролизного котла будет экономичней примерно на 4-7%.схема подключения пиролизного котла
  1. Энергозависимость – плохо работает при отсутствии нагнетателя или дымососа.
  2. Более высокая стоимость – примерно в 1,5-2 раза.
  3. При небольших нагрузках (менее 50%) отмечается нестабильное горение, в газоходах возможно образование дегтя.
  4. Такие устройства требовательны к влажности топлива.
  5. Дровяная схема пиролизного котла отопления исключает организацию автоматической подачи топлива.
  6. Чтобы предотвратить низкотемпературную коррозию, а также выпадение конденсата в газовом тракте, необходимо следить, чтобы температура обратной воды была не менее 60 °C (в редких случаях 40 °C). Однако данная проблема решается путем подмешивания прямой воды к обратной.
  7. По сравнению с газовыми и электрическими устройствами, габаритные размеры данных котлов значительно больше. Этот аспект необходимо учитывать при выборе места установки.

Используемое топливо

В качестве топлива необходимо использовать древесину, диаметр которой 100-250 мм, а длина 380-450 мм. Топливные брикеты должны быть размером 30×300 мм. В процессе сжигания дров допускается применять мелкие древесные опилки. Однако добавлять их следует не более 30% от общего объема загрузочной камеры. Только в этом случае схема самодельного пиролизного котла будет эффективной. Кроме того, данные устройства способны сжигать влажные дрова, но при условии, что их процент влажности будет не более 40.

подробная схема пиролизного котла

Чтобы обеспечить функционирование такого котла на максимальной мощности, необходимо использовать только сухое топливо. Так как способность выделения топливом энергии определяется с учетом наличия воды в дровах.

Схема сборки пиролизного котла

Прежде чем собрать данную отопительную установку своими руками, необходимо ознакомиться со схемой. Если у вас отсутствуют в этой области какие-либо познания, не нужно пытаться все делать с "нуля" самостоятельно. Достаточно взять готовый чертеж и провести небольшие корректировки с учетом собственных требований. Получится схема конкретно для вашего оборудования. В специальной литературе можно отыскать принципиальные схемы и чертежи пиролизных котлов.

Основные элементы

Для примера возьмем готовую схему котла Беляева с мощностью 40 кВт. Она содержит следующие основные элементы:

  1. Контроллер для контура котла.
  2. Дверца, предназначенная для загрузки топлива.
  3. Крышка зольника.
  4. Дымосос.
  5. Муфта для датчика предохранителя температуры.
  6. Патрубок для аварийной линии.
  7. Подающая магистраль.
  8. Подвод в защитный теплообменник холодной воды.
  9. Подвод в защитный теплообменник горячей воды.
  10. Обратная магистраль.
  11. Патрубок опорожнения и расширительный бак.схема сборки пиролизного котла

Безусловно, имея опыт и некоторые инженерные познания, можно без проблем изменить конструкцию котла. Схема подключения пиролизного котла может видоизменяться на ваше усмотрение. Однако работы выполнять нужно таким образом, чтобы не нарушать размеры внутренней камеры.

Инструменты и материалы

Чтобы смонтировать такой агрегат собственными силами, потребуется следующий набор инструментов и материалов:

  • Термодатчик.
  • Вентилятор.
  • Полосы стали различной толщины и ширины.
  • Набор профтруб диаметром 2 мм.
  • Листы металлические толщиной 4мм.
  • Набор труб различного диаметра.
  • Отрезной круг диметром 230 мм.
  • Шлифовальный круг диаметром 125 мм.
  • Ручная дисковая пила (болгарка).
  • Несколько упаковок электродов.
  • Сварочный аппарат.
  • Электрическая дрель.

Если вы планируете изготовить самостоятельно пиролизный котел, то рекомендуемая толщина стали должна быть 4 мм. Чтобы сэкономить, можно воспользоваться сталью толщиной 3 мм. Для изготовления корпуса устройства потребуется прочная сталь, которая способна выдержать высокий температурный режим.

Пиролизный котел – схема изготовления, основные этапы

Чтобы самостоятельно собрать газогенераторный отопительный агрегат, следует придерживаться следующих требований:

  • Необходимые элементы следует резать посредством болгарки.
  • Отверстие для загрузки топлива размещается несколько выше, чем у твердотопливных устройств.
  • Для осуществления контроля над поступающим в топочную камеру количеством воздуха, необходимо вмонтировать ограничитель. Его можно изготовить с помощью трубы диаметром 70 мм, при этом длина должна быть немного больше, чем корпус котла.
  • С помощью сварочного аппарата приваривается стальной диск, который совместно со стенками трубы должен образовывать зазор примерно 40 мм.
  • Чтобы установить в крышке котла ограничитель, нужно проделать соответствующее отверстие. Оно должно иметь прямоугольную форму. Отверстие закрывается дверцей, укомплектованной накладкой из стали. Это обеспечит надежное прилегание. Ниже располагается отверстие, предназначенное для удаления воды.
  • С помощью трубогиба необходимо согнуть трубу, предназначенную для перемещения внутри котла теплоносителя. Таким образом обеспечивается максимальная отдача тепла.
  • Регулирование количества теплоносителя, направляемого в устройство, может осуществляться посредством вмонтированного снаружи вентиля.
  • Как только будет выполнен первый запуск оборудования, в продуктах горения не должно быть угарного газа. Если данное условие соблюдается, обвязка пиролизного котла (схема указана) сделана правильно. Важно регулярно следить за состоянием сварных швов устройства и своевременно удалять с него образовавшуюся копоть и золу.обвязка пиролизного котла схема

Прекрасным вариантом может стать совместное использование пиролизного котла не с классическим водяным отоплением, а с системами воздушного обогрева. В результате передача воздуха будет производиться по трубопроводам, а его возврат в систему – по полу. Такая система обладает многочисленными достоинствами: при сильных морозах не замерзает, во время отъезда хозяина отсутствует необходимость слива теплоносителя.

Советы по монтажу

  • Установка пиролизного агрегата должна производиться при строжайшем соблюдении требований пожарной безопасности. Это устройство подразумевает процессы горения, которые характеризуются высокими температурными показателями.
  • Котельная должна находиться в отдельном нежилом помещении.
  • Чтобы соблюдать правильное вентилирование воздуха, нужно предусмотреть отверстие размером 100 см2.
  • Монтаж агрегата производится на кирпичном или бетонном основании.
  • Для топки перед камерами должна быть установлена защиты. Она представляет собой металлический лист толщиной 2 мм.

На этом самостоятельный монтаж пиролизного котла окончен. Как вы уже успели заметить, в этом нет ничего сложного. Главное, чтобы подробная схема пиролизного котла была правильно сделана. Если же вы не уверены в собственных силах, то не стоит испытывать судьбу – обратитесь к профессионалам.

Инструкция по эксплуатации

Подачу воздуха можно производить двумя основными способами: методом нагнетания или вытяжным способом (применение дымососа). Использование нагнетательного варианта позволяет регулировать мощность потока, что позволяет контролировать интенсивность горения, процесс перехода от тления до выдачи максимальной мощности за короткий промежуток времени.

схема пиролизного котла отопления

Что касается дымососов, то на сегодняшний день выпускают такие конструкции, которые могут обеспечить вакуумную тягу, способную проводить процесс пиролиза без тепловых потерь.

Наиболее экономичный режим работы котла – это когда происходит нагрев воды до 60 °C. Если соблюдать все условия, то такая температура достигается уже по истечении 30-40 минут.

Нормальное функционирование системы отопления напрямую зависит от влажности дров. Не рекомендуется использовать дрова с влажностью выше 50 %. Самой оптимальной считается влажность дров, равная 25-30 %. Для того, чтобы добиться такого процента влажности, необходимо сушить дрова длительный период на проветриваемых площадках, в специальных дровяниках, сараях (в зависимости от первоначальной влажности и породы дерева).

При использовании дров, имеющих влажность 15-20 %, по сравнению с 50 % влажностью, мощность увеличивается примерно в 2 раза. Однако в естественных условиях получить такую влажность довольно непросто. Это займет примерно 1,5-2 года. Поэтому сразу же после окончания сезона отопления необходимо приступить к заготовке дров.

чертеж конструкции, принцип работы, действие устройства, схема

Пиролиз — способ разложения органических и неорганических соединений с применением термического воздействия. Проще говоря, молекулы распадаются при нагреве на более простые части.

Пиролизный котёл представляет собой устройство из рода твердотопливных котлов (чаще всего для нагревания воды) при помощи нагрева до 200–800 °C.

Особенностью является раздельное сгорание непосредственно топлива и дожигание в отдельной камере котла сопутствующих газов, продуктов сгорания.

Facebook

Twitter

Google+

Vkontakte

Odnoklassniki

Принцип работы: действие пиролизного котла

Общий принцип работы котла состоит в высокотемпературном нагревании органического топлива с недостатком воздуха, в результате чего образуются горючие газы.

Они поступают во вторичную камеру сгорания и там, смешиваясь с кислородом, газ окисляется с выделением дополнительной порции тепла.

Классификация

Котлы имеют отличия по расположению камер для дожигания газов:

  • с верхним расположением;
  • с нижним расположением.

Котлы с верхней камерой более громоздкие, требуется больше материала для сборки дымоотвода. Зато чистить их придётся намного реже, ведь частицы от сгоревшего топлива не попадают в камеру для дожигания газов.

В котлах с нижним расположением секции топливо располагается в верхней части, а газы выводятся в нижнюю, и там догорают. Это удобно, но придётся часто удалять мелкие дровяные частицы из камеры утилизации газов.

По энергозависимости котлы бывают:

  • без применения электричества: котлы с естественной тягой;
  • с принудительной тягой.

Энергонезависимые котлы подразумевают включение в конструкцию высокого дымохода (не менее 5–6 метров)

Пиролизный котел по схеме Беляева мощностью в 25-40кВт своими руками

Пиролизный котел

Содержание:

В современной газифицированной России остается достаточно много регионов, где единственным возможным видом топлива остаются дрова и уголь.

Альтернативой неудобным твердотопливным котлам является отопление помещений при помощи электроэнергии, однако этот способ достаточно дорог.

В последнее все время на смену твердотопливным котлам все чаще приходят пиролизные котлы, работающие на прессованных брикетах и древесине. Стоимость такого оборудования на порядок выше, однако, пиролизный котел доступно сделать самостоятельно, значительно сэкономив, таким образом, свой бюджет.

Делая котел своими руками, вы можете быть уверены в качестве прибора, а также не ограничены строгими рамками характеристик готовой продукции.

Принцип работы, достоинства и недостатки

В основе работы устройства лежит пиролиз топлива. Процесс пиролиза – это сжигание топлива при температуре от 200 до 800 градусах по Цельсию в условиях недостатка притока кислорода. При подобном сжигании происходит разложение сухого дерева на три составляющих – твердый остаток, кокс и пиролизный газ.

Газ впоследствии смешивается с кислородом, вызывая тем самым более активное горение. Экзотермическая реакция пиролиза является более эффективной простого горения угля.

Также стоит отметить высокую экологичность установки – пиролизный газ вступает во взаимодействие с углекислым газом, выделяемым в процессе горения, и практически сводит на нет выделение вредных веществ в атмосферу.

Твердый остаток древесины также сгорает, выделяя достаточное количество энергии. Экзотермический процесс сопровождается выделением тепловой энергии, которая используется в установке для просушки топлива и воздуха.

Достоинства:

  • Длительное время поддержания выделения тепловой энергии автономно. Это обусловлено высоким КПД установки и большим объемом камеры для загрузки топлива.
  • Высокая экологичность – практически не выделяет вредных химических соединений.
  • Возможность использовать в качестве топлива резину, ДСП и полимерные пластмассы, тем самым утилизируя их.

Важно: Не превышайте предельно допустимое процентное соотношение данного вида топлива с древесиной. Оно должно равняться 70% древесины и 30% полимеров.

Недостатки:

  • Высокая стоимость пиролизного котла, хотя значительная экономия возможна при самостоятельном изготовлении отопительной установки.
  • Большие габариты в сравнении с другими видами отопительных приборов.
  • Обязательное условие использования сухой древесины, иначе полезное действие установки резко падает так, как часть тепловой энергии выходит с паром.
  • Обязательное подключение к электричеству. Работа котла связана с использованием электрического вентилятора, обеспечивающего дополнительную тягу. Этот недостаток не позволяет использовать котел в не электрифицированных районах.

Внутреннее устройство и элементы

Внутреннее устройство

Конструктивная особенность пиролизного котла заключается в наличие 2-х камер для сгорания топлива. Такая необходимость обусловлена особенностями процесса пиролиза.

Первая камера сгорания необходима непосредственно для пиролиза топлива. Процесс разложения древесины на составляющие возможен только при низком проценте содержания кислорода.

Газы, полученные в результате пиролиза, попадают в следующую камеру сгорания с принудительным притоком кислорода, обеспечивающим более качественное горение.

Разделяются две камеры колосником, на который происходит укладка брикетов. Повышенное аэродинамическое сопротивление в топке обязывает применять принудительное нагнетание воздуха при помощи дымососа или вентилятора.

Расходные материалы и необходимый инструмент

Пример самодельного котла

Сборка котла дело не простое. Прежде чем приступать к самостоятельному изготовлению установки нужно внимательно ознакомиться со всеми нюансами и реально оценить свои возможности.

Если вы все же решились осуществить сборку пиролизного котла своими руками, то ваша экономия составит около 2000 долларов.

Сборку котла своими руками производят многие народные умельцы. Благодаря этому в сети можно найти достаточно много открытой информации на тему пиролизных котлов. Однако не все из них делятся информацией бесплатно. Некоторые из Кулибиных осуществляют продажу готовых проектов собственной разработки или же оказывают платные консультации.

Что же, это право авторства, ведь сам процесс разработки и воплощение работающей схемы в жизнь труд не легкий. Для начала следует, изучить все открытые источники и если вы почувствуете недостаток информации, то сможете прибегнуть к платной помощи.

Однако, даже в случае затрат на покупку готового проекта вы значительно сэкономите нежели потратили бы на промышленный котел.

Инструменты, которые вам понадобятся:

  • Сварочный аппарат постоянного тока.
  • Электрическая дрель.
  • Две болгарки — большая (под круг 230) и малая под круг 125

Необходимые расходные материалы на постройку:

  • Листы металла, толщиной 4 мм.
  • Трубы диаметром 5,7 см (7-8 м).
  • Трубы диаметром 15,9 см (0,5 м)
  • Огнеупорный кирпич – 15 штук
  • Трубы диаметром 3,2 см (1 м)
  • Профтруба 60 на 30 (1,5 п.м)
  • Полоска стали, 20 см на 7,5 м (толщина стали 4 мм)
  • Профтруба 80 на 40 (1 п.м)
  • 5 упаковок электродов для сварочного аппарата
  • Полоса стали 0,8 см 1 п.м
  • Отрезные круги диаметром 125мм -10штук
  • Шлифовальные круги диаметром 125мм – 5 штук
  • Вентилятор, для организации тяги
  • Температурный датчик

Вот и все, что понадобится вам для сборки собственной пиролизной установки.

Схема сборки устройства и монтаж по правилам ТПБ

Схема сборки и размеры элементов

Прежде чем начать сборку установки требуется составить план — смеху будущего устройства и сделать чертежи и необходимые расчеты. Если вы совсем новичок и никогда не делали ничего подобного, рекомендуется не заниматься разработкой схемы устройства самостоятельно.

Обозначение элементов

Лучшим вариантом будет взять из открытых источников уже готовую и проверенную схему котла и внести в нее изменения, в соответствии со своими потребностями.

Таблица размеров и мощностей

За основу можно взять схему пиролизного котла Беляева, которую легко отыскать в сети.

Данная схема позволит собрать устройство мощностью 40кВт. Вносить принципиальные изменения в конструкцию котла не стоит, если только вы не инженер, специализирующийся на разработке тепловых установок. Важно при любом внесении изменений оставить неизменным внутренний размер камеры горения.

Помните: При первом пуске пиролизного котла определите его коэффициент полезного действия. Оценить КПД можно по запаху дыма из тяговой трубы – отсутствие примесей угарного газа свидетельствует о достаточно высоком показателе.

Выбор пиролизного котла для дачного отопления имеет ряд преимуществ, однако главным из них является возможность использования в качестве теплоносителя воздух, вместо воды. Такой способ отопления предохранит трубы от замерзания зимой и не потребует слива системы. При отоплении воздухом создается такая же замкнутая система труб, как и при водяном отоплении.

Установка котла после сборки требует соблюдения требований пожарной безопасности. Нарушение данных требований влечет за собой большой риск получения не только материального ущерба, но и ставит под угрозу жизнь и здоровье людей, проживающих в доме.

  • Под отопительное оборудование должна быть отведена отдельная комната, являющаяся не жилой.
  • Под отопительной установкой обязательно должно быть прочное каменное основание – кирпич или бетонная стяжка.
  • Камеры топок должны быть дополнительно защищены металлическим листом толщиной не менее 2-х мм.
  • Котел должен быть установлен на расстоянии от стен (минимально допустимое – 20см)
  • Помещение, отведенное под котельную, должно быть оборудовано дополнительной вентиляцией (площадь отверстия вентиляции не менее 100 см)

Совет: дымоход следует дополнительно утеплить минеральным утеплителем. Это необходимо для предотвращения его разрушения вследствие охлаждения газов и образования конденсата и дегтевого налета

Мало места для котла? Поставьте печь!

Пиролизная печь

Для владельцев маленьких дачных домиков, где нецелесообразно устанавливать полноценный котел из-за малой площади стоит обратить свое внимание на пиролизную печь.

Принцип работы печи тот же, что у котла и основан на горении древесины.

Для изготовления такой печи вам потребуются следующие материалы:

  • Керамический кирпич  около  400 шт.
  • Шамотный кирпич около 100 шт.
  • Лист стали толщиной 4 мм (6 на 1,5 метра)
  • Вентилятор для нагнетания воздуха
  • 3 чугунных колосника.
  • Регулятор температуры (рычаг).
  • Металлические дверцы для топки и поддувала.

Из перечисленных материалов вы сможете собрать печь мощностью 15-25 кВт. Такая печь с легкостью создаст тепло в маленьком дачном домике площадью до 60 квадратных метров.

Из этих материалов у вас получится печь, мощностью до 25 кВт. При необходимости отапливать меньший объем достаточно уменьшить размеры печи под вашу площадь.

Большинство людей отказались от дровяного отопления в пользу газификации по причине автономности последнего. Однако в загородном дачном домике, где не требуется проживать постоянно потрескивание поленьев в огне, и особое тепло создаст уют и гармоничную обстановку. Дача это место где люди отдыхают от городской суеты. Отопление на дровах будет особенно актуальным.