Как грамотно и безопасно сделать пиролизный котел своими руками

Существует множество разновидностей отопительных котлов. Отмечу, что на сегодняшний день, самыми популярными и высокотехнологичными являются пиролизные котлы длительного горения. Они имеют более вместительную топку в отличие от других котлов, благодаря этому нет необходимости часто закладывать топливо.

Принцип работы

Топка газогенераторного котла делится на два рабочих отсека. Первый – это камера загрузки, где сгорают дрова при недостаточном количестве кислорода. А вторая – это отсек сгорания, в котором догорают выделяющиеся газы из первой камеры (вторичный воздух), что позволяет сделать отвод тепла минимальным.

Обе камеры разделены колосьями, на которые кладутся брикеты. Через слой древесины в камеру сгорания проходит первичный воздух. Тяга получается при помощи дымососа, так как для такого типа котла характерно максимальное аэродинамическое сопротивление.

Пиролизный котел работает на основе термического разложения топлива, а, значит, при горении древесина разлагается на твердый остаток, который в последующем превращается в газ.

Во время сгорания дров при недостатке кислорода и высокой температуре образуется газ, который проходит через специальное отверстие и сливается с вторичным воздухом. Выделяющаяся смесь подается в теплообменник и передает тепло рабочему телу. Обе камеры газогенераторной коробки облицованы огнеупорным материалом, который максимально повышает температуру в рабочих отделах.

Предлагаем вам узнать принцип работы пиролизного котла из этого видео.

В последнее время пиролизные котлы стали набирать популярности, потому что их использование не зависит от наличия электричества и газа в доме. На рынке можно приобрести хорошее газогенераторное устройство, но это довольно недешевая покупка. Исходя из этого, многие решают сконструировать пиролизный котел самостоятельно.

Пиролизные котлы: принцип действия

В отличие от обычных котлов, в которых дрова сгорали за естественные 3-4 часа, соответственно именно на этот промежуток времени помещение и отапливалось, пиролизные котлы продлевают свое действие до 12 часов. С чем это связано? Давайте рассмотрим.

Пиролиз, или иначе процесс сухой перегонки, заключается в полном сгорании твердого топлива с выделением большого количества тепла. За счет меньшего присутствия кислорода в баке, сгорание происходит медленнее. Отсюда и длительное время теплоподачи – 12 часов.

Процесс пиролиза гораздо более эффективен и выгоден, его КПД составляет до 90%.

Таким образом, положительными качествами пиролизных котлов являются:

  • Значительно повышенное КПД,
  • Длительное время теплоподачи,
  • Автоматическое поддержание температуры горения,
  • Широкий выбор твердого топлива

Однако, как и в любом другом устройстве, пиролизные котлы имеют ряд некоторых минусов, а именно:

  • Объемные габариты. Пиролизному котлу необходимо большее пространство для сгорания топлива, чем обычному котлу,
  • Обязательное требование к топливу. Дрова, закладываемые в пиролизный котел, должны быть абсолютно сухими. В противном случае эффективность и длительность работы котла заметно упадут,
  • Зависимость от электропитания. В устройстве котла немаловажную роль играют вентилятор и различная автоматика, без которых его деятельность осуществляться не будет,
  • Стоимость. Лучшее качество и характеристики соответственно образуют большую цену. Зачастую высокая именно высокая цена останавливает собственников частных домов, при покупке. Однако есть возможность установить в своем доме такую полезную вещь и без траты огромной кучи денег – это собирание пиролизного котла своими руками
Читайте также:  Чугунные печи длительного горения для дома

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром являются прекрасным альтернативным источником энергии в частных домах в условиях частых перебоев газоснабжения.

Котел твердотопливный длительного горения с водяным контуром может работать на дровах и на других видах твердого топлива: уголь, древесные отходы и т.д.

Главный минус этого типа котлов – высокая цена. Кроме того, в отличие от многих других видов котельного оборудования, пиролизный котел длительного горения с водяным контуром чаще всего энергозависимый.

От электричества питаются не только циркуляционный насос и приборы контроля, но и встроенный вентилятор: на естественной тяге это оборудование, как правило, не работает.

Твердотопливные дровяные и угольные котлы по популярности уступают только газовым. При этом они имеют один серьезный недостаток — загрузку топлива необходимо проводить несколько раз в сутки.

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром
Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

При обычном сгорании дров КПД котлов не превышает 75%, и часть горючих веществ просто улетает в трубу.

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром
Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром гораздо практичнее и эффективнее.

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром
Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Ни для кого не будет секретом то, что котлы пиролизные отопления на данный момент являются очень необходимыми и востребованными устройствами отопительных систем. Именно по этой причине очень многих наших людей стали интересовать именно эти агрегаты.

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром
Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Пиролизный котел представляют собой особый котел отопления, который в качестве топлива может использовать паллеты, уголь, дерево, и иные материалы.

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром
Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Одним из основных критериев, в зависимости от которого подразделяют отопительные котлы, является вид топлива, на котором они работают. Таким образом, на сегодняшнем рынке можно встретить котлы на паллетах, угле, дровах. Также можно для себя найти котлы так называемые универсальные.

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром
Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Наиболее распространенным на данный момент являются дровяные твердотопливные котлы, которые имеют множество преимуществ. Первое – это то, что топливо считается самым доступным. Также необходимо отметить то, что такие котлы продаются по приемлемым ценам.

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром
Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Отличительной чертой пиролизных котлов является контроль уровня кислорода в камере сгорания, и соответственно контроль температуры и скорости сгорания топлива. Пиролизный котел на твердом топливе обеспечит вашу независимость от газа и электричества, поскольку расходы на эти энергетические источники значительно превышают стоимость твердого топлива.

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.

Пиролизная печь как альтернатива котлу

Специалисты считают, что изготовление пиролизных котлов малой мощности нецелесообразно. Поэтому в домах с небольшой площадью при отсутствии возможности электрического или газового отопления, подходящим вариантом является сооружение пиролизной печи. Принцип работы такого устройства подобен тому, что используется в котлах при сгорании твердого топлива.

Сооружение классического варианта печи из кирпича, оборудованной водяным контуром является хорошим техническим решением проблемы организации отопления. Подобная конструкция объединяет преимущества двух агрегатов: традиционной печи и котла длительного горения.

Пиролизная печь как альтернатива котлу

Пиролизная печь

Нерегулируемый пиролиз – преимущества нет

Поэтому для его управления потребуется обязательная установка электронной начинки, которая будет регулировать процесс горения. В противном случае ваш пиролизный котел превратится в обыкновенную буржуйку. Впрочем, если строится походная печь, то такой вариант вполне приемлем.

Читайте также:  Виды печей Бубафоня: с водяной рубашкой и постройка своими руками

Высокая температура горения вырабатываемых газов требует использования специальных материалов, предохраняющих котел от прогорания.

Температура горения газов в пиролизном котле достигает 1100 °С.

Разновидность пиролизных котлов

Все-таки правильнее называть такие устройства газогенераторными котлами. Пиролиз – это первая фаза горения древесины, и наблюдать ее можно в любом котле или печи. Что касается пиролизных котлов, то в их конструкции имеется переключатель тяги, необходимый для розжига котла. После того, как котел разогреется, задвижку закрывают, тем самым переводя его в режим пиролиза.

В зависимости от расположения камеры дожига выделяют котлы:

  • с верхней камерой;
  • с нижней камерой.

Самым популярным является котел с нижней камерой горения

Последние, по сути, являются наиболее распространенными, и этому имеется логическое объяснение. Такая конструкция позволяет более удобно закладывать дрова в камеру горения, в то время как камера дожига выходит непосредственно в дымовой тракт. Дым, подвергаясь тяге и следуя всем законам физики, движется в дымоход. Подобная система для многих является вполне логичной, но здесь имеются некоторые недостатки. Из первичной камеры сгорания зола попадает в камеру дожига, из-за чего нужно чаще проводить чистку системы. Кроме этого, нужно создавать сильную тягу, чтобы направить дым вниз.

Котел с расположенной сверху камерой дожига не так распространен, как его предыдущий аналог. Данная конструкция имеет свои преимущества, которые заключаются в том, что дымовые газы через специальные форсунки, подвергаясь законам физики, выходят в камеру сгорания, где и сгорают. После они поступают в дымоход, там происходит охлаждение. Недостатком такой системы можно считать более затратный способ сооружения дымоходного тракта, на который нужно больше материала.

Так что пиролизные котлы могут считаться прекрасной альтернативой котлам прямого горения. По сравнению с последними, пиролизный вариант имеет большую камеру горения, но данный вид котла требует наличия в системе бака – накопителя тепловой энергии.

Это нужно для того, чтобы обеспечить равномерность работы котла, которая подвергается колебаниям из-за перепадов производительности, связанных с разной эффективностью фаз горения топлива. Все это делает пиролизный котел хорошим запасным источником в системе с газовым или электрическим котлом.

Но как основной источник тепла пиролизный котел может использоваться только в случае организации качественной обвязки и правильного подбора мощности. Так что для использования пиролизного котла очень важно иметь высокую квалификацию в процессе проектировки, а также качественно и правильно произвести монтаж всей системы отопления. В прочем, каждый вправе выбирать для себя что-то более подходящее, и если человек уверен в своих силах, почему бы не соорудить такой котел самостоятельно. Тем более, что интернет предоставляет для изготовления пиролизных котлов своими руками – схемы, фото- и видеоматериалы, существенно упрощающие все работы.

Особенности установки готовой конструкции

Установка пиролизного котла длительного горения собранного своими руками должна происходить в полном соответствии схеме и требованиям пожарной безопасности, так как процесс горения такого агрегата может достигнуть чрезмерно высокой температуры.

  • В качестве котельной лучше использовать отдельное помещение.
  • Чтобы обеспечить качественную вентиляцию котельная снабжается приточным отверстием.
  • Котёл должен располагаться на забетонированной или выложенной из кирпича поверхности.
  • Непосредственно перед топкой укладывают металлический лист.
  • К ближайшим легко воспламеняемым материалам от котла должно оставаться свободное пространство не менее 2 м.

Пиролизные котлы, можно изготавливать как своими руками, так и приобретать готовые изделия в магазине. При этом выбор будет сделан индивидуально каждым домовладельцем в зависимости от его предпочтений. Конструкцию такого устройства сложно назвать простой для самостоятельного изготовления. Однако в итоге можно сэкономить значительную денежную сумму, хотя безопасность и качество работы самодельного устройства остаётся под сомнением.

Дымоходы для котлов

Дымоходы твердотопливных котлов рассчитываются в общем так же, как печные. Общий принцип: слишком узкий дымоход не даст нужной тяги. Для котла это особенно опасно, т.к. он топится непрерывно и угар может пойти ночью. Слишком широкий дымоход приводит к «просвисту»: холодный воздух по нему опускается в топку, выстуживая печь или регистр.

Дымоход котла должен удовлетворять следующим требованиям: расстояние от конька крыши и между разными дымоходами не менее 1,5 мм, вынос вверх над коньком тоже не менее 1,5 м. На крыше должен быть обеспечен безопасный доступ к дымоходу в любое время года. На каждом изломе дымохода вне котельной должна быть прочистная дверца, каждый проход трубы сквозь перекрытия должен быть теплоизолирован. Верхний конец трубы должен быть снабжен аэродинамическим колпаком, для дымохода котла он, в отличие от печного, обязателен. Также для дымохода котла обязателен сборник конденсата.

В целом расчет дымохода для котла несколько проще, чем для печи, т.к. дымоход котла не такой извилистый, теплообменник считается просто за решетчатую преграду. Поэтому можно строить обобщенные графики для разных расчетных случаев, напр. для дымохода с горизонтальным участком (боровом) в 2 м и сборником конденсата глубиной в 1,5 м, см. рис.

К расчету площади сечения дымохода отопительного котла

По таким графикам можно после точного расчета по местным данным прикинуть, не было ли грубой ошибки. Если расчетная точка где-то около своей обобщенной кривой, расчет правилен. В крайнем случае, придется нарастить или обрезать трубу на 0,3-0,5 м.

Примечание: если, скажем, для трубы высотой в 12 м кривой на мощность меньше 9 кВт нет, это не значит, что 9 кВт котел нельзя эксплуатировать с трубой покороче. Просто для труб пониже обобщенный расчет уже не получается, и считать нужно точно по местным данным.

Рекомендации по монтажу

Устанавливать пиролизный твердотопливный котел длительного горения необходимо, соблюдая технику пожарной безопасности. Котел лучше всего установить в нежилом помещении на бетонное основание или металлический лист. Рекомендуемое расстояние до стен помещения или мебели — не менее 20 см. В котельной необходима хорошая вентиляция на случай утечки угарного газа.

Для подключения используются следующие элементы:

  • циркуляционный насос;
  • предохранительный клапан;
  • расширительный бак;
  • аварийный гравитационный контур;
  • клапан поддержания температуры обратки котла.

Посмотрите видео о том, как правильно установить пиролизный котел своими руками.

Подключение к системе отопления схематически можно представить следующим образом. Калькулятор утеплителя для пола читайте у нас на сайте.