Изготовление пиролизного котла своими руками: чертежи и принцип работы

Такие устройства, как твердотопливный котел длительного горения, популярны ввиду своей дешевой стоимости и выгодным решением в вопросе отопления жилого помещения. Однако проверенная временем практичность и доступность среднестатистическому гражданину по праву завоевали внимание потребителя.

Другие статьи из категории

Схемы открытой и закрытой систем отопления. Их основные элементы. Отличия

Принцип работы отопительной системы

В этой статье вы узнаете о нюансах работы отопительных систем с принудительной и естественной циркуляцией. Плюсы и минусы.

Что такое группа безопасности котла и из чего она состоит?

В этой статье вы узнаете полную информацию о группе безопасности твердотопливных котлов. Об их правильной установке и принципе работы.

Закрытая и открытая системы отопления

Отопление дома производится в результате замкнутого цикла движения теплоносителя. Для любой отопительной системы потребуется отопительное устройство, трубы, и радиаторы.

Циркуляционный насос для водяного отопления загородного дома

Главное призвание водяного насоса, применяемого в отопительной системе, считается обеспечение непрерывного перемещения теплоносителя по трубам с определённой скоростью.

Какой котел для отопления дома лучше выбрать?

В России суровый климат, поэтому помещения необходимо отапливать, чтобы в холодные дни чувствовать себя дома комфортно. Российский рынок предлагает потребителям разнообразные отопительные системы. Их основой является котел, предназначенный для нагрева требуемого объема теплоносителя.

Какие элементы системы отопления необходимы

Система автономного отопления состоит из нескольких элементов, каждому из которых отводится важная роль.

Статьи

Как устроен твердотопливный котёл

Корпус агрегатов для сжигания дров и угля изготавливают из стали. Он имеет прямоугольную форму, а размеры зависят от тепловой мощности. Как и любое печное оборудование, внутри остова снизу вверх расположены: зольник, топочная камера, водяная рубашка, а в верхней части – патрубок для отвода продуктов сгорания.

Через нижнюю дверцу агрегата производят чистку от пепла, она же регулирует тягу – а соответственно тепловую мощность котла. Топку от зольника отделяют колосники, которые изготавливают из чугуна. Благодаря использованию такого материала повышается срок эксплуатации колосниковых решёток. Топочную камеру снабжают отдельной дверкой, через которую дрова загружают в агрегат.

Применение разных материалов при изготовлении водяных рубашек разделяет твердотопливное оборудование на модели:

  • с чугунным теплообменником;
  • со стальной рубашкой.

Сложность конструкции теплообменников зависит от функций, возложенных на котёл, мощности и назначения. Агрегаты, которые имеют большое количество разнонаправленных ходов продуктов сгорания во внутренней полости рубашек, оборудуют специальными заслонками. Открытие или закрытие этих шиберов регулирует воздушные потоки горячих масс при сгорании топлива.

Некоторые производители отопительного оборудования устанавливают на верхней плоскости корпуса чугунные конфорки, которые используют в быту для приготовления пищи. Такие агрегаты называют котлами-плитами.

Выходной патрубок для дымохода оборудуют специальным шибером, с помощью которого регулируют поток горячих воздушных потоков при горении, направленных в канал для отработанных газов.

СПРАВКА! Существуют модели, предназначенные для отопления бань. Верхняя поверхность таких банных печей предназначена для размещения камней, которые нагревают воздух, а теплообменник греет проточную воду для использования.

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.

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.

Читайте также:  Кавитационный теплогенератор: устройство, виды, применение

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.

Схема пиролизного котла обычная – в большой камере закладка дров сначала разгорается, затем автоматика перекрывает воздух и при его недостаче дрова тлеют длительное время. Выделяющийся угарный газ и большое количество зольных частиц – чистого углерода С смешивается с подогретым воздухом во вторичной камере, где и догорают.

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.

Наличие датчиков и управляющей автоматики, которая обеспечивает режимы работы. Большой размер, дополнительные металлические детали, камеры.

Цена пиролизного котла

Но для потребителя пиролизный котел в первую очередь отличается большой ценой. Нужно сравнивать одинаковые по мощности и по классу исполнения изделия. Окажется что цена пиролизного котла будет больше, чем у изделия классической конструкции в 2 – 3 раза.

У «не гаражных» производителей изделие под названием «пиролизное», обычной домашней мощности, будет стоить 150 тыс р. А «классический котел» — 50 тыс р. У менее знаменитых разница в цене в 2 раза – примерно так 75 тыс. р. и 35 тыс р.

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.

Если же отыскать паспортные данные пиролизного котла именитого производителя, например Buderus ,т о вдруг окажется что КПД составляет всего-навсего 87%А у обычного котла – 80%

Пиролизный твердотопливный котел

Конструкция пиролизного котла также не отличается простотой. Такой отопительный прибор состоит из двух камер, соединенных между собой форсунками из керамики. Камеры располагаются одна над другой, и топливо следует загружать в расположенный сверху отдел. Здесь топливо подвергнется процессу разложения. В своей нижней части топливо разогревается до температуры, при которой начинает тлеть.

Условия в газогенераторной камере не дают дровам или пеллетам полноценно разгореться, и в результате тления появляется пиролизный газ. Интенсивность создания газа из древесины регулируют вентилятором, который при необходимости повышает или понижает количество воздуха в нижней камере сгорания. Появившийся в результате процесса тления, газ через керамические форсунки поступает в нижнюю камеру. Он горит гораздо эффективней, чем твердые виды топлива и с меньшим вредом для экологии.

Пиролизный твердотопливный котел

Принцип работы

Принцип работы пиролизного котла длительного горения строится на следующих процессах:

  1. В верхнюю часть  камеры  закладываются дрова и другое твёрдое топливо на установленную огнеупорную решётку.
  2. После этого топливо поджигается, и выжидается момент, когда оно будет полностью  охвачено пламенем.
  3. При достижении первичного горения в камере начинают ограничивать приток кислорода. В ответ пламя практически гаснет. Однако его хватает для топления оставшейся части дров.
  4. В результате начинает выделяться в первой камере из топлива пиролизный газ.
  5. Его принудительно направляют во вторую камеру котла.
  6. Разогретый газ во второй камере встречается с большим количеством кислорода. Так как  его температура достигает  порядка 300 градусов, он моментально воспламеняется.
  7. От реакции быстро начинают нагреваться радиаторные элементы.

Внимание!  Важное отличие котла от стандартных нагревательных элементов  отображено в пунктах 3-7. Наличие 2-х камер в системе обязательно, так как она использует пиролизный газ для вторичного нагрева и поддержания установленной температуры долгое время.

Основные характеристики пиролизных котлов

Основными чертами котлов, работающих на технологии пиролиза являются следующие:

  1. Возможность изготовления из недорогих конструкционных материалов.
  2. Длительное время одного цикла пиролиза, достигающего около 30 часов,
  3. Полная взрыво и пожаро-безопасность.
  4. Простота конструкции, доступная для самостоятельного изготовления.
  5. Широкий спектр используемого древесного топлива (от классических дров до пеллет).
  6. Высокая экологичность котлов, низкое количество продуктов сгорания.

Как часть нужно подкидывать дровишки?

В обычную печь вам придется загружать топливо минимум через каждые два часа. Причиной этому является большая интенсивность горения топлива в печах такой конструкции. Большая часть тепла при этом в прямом смысле «вылетает в трубу». КПД таких котлов минимален, кроме того, в нем остается много остатков, которые приходится регулярно выгребать.

Читайте также:  Как выбрать газовый котел: самые хорошие и лучшие модели

А вот если ограничить приток кислорода, то период горения значительно увеличивается. При этом тепло выделяется не только при самом процессе тления-пиролиза, но и от сгорания выделившихся газов. Вследствие этого время работы от одной загрузки может увеличиваться до суток и более.

Конструктивные особенности и функционирование пиролизного котла

Сначала нужно сказать, что речь идет о двухкамерном приборе, в верхнем бункере которого при повышении температуры происходит активация реакции пиролиза. В итоге топливо распадается на составляющие: генераторный газ и древесный уголь. Принцип работы рассматриваемого оборудования состоит из нескольких этапов:

  • сушка и газификация древесины – в загрузочной камере по причине недостатка доступа воздуха древесина из режима горения переходит в стадию пиролиза;
  • сжигание смеси пиролизного газа – с помощью вентиляторов нижний слой жара продувается, а образовавшаяся смесь воздух-газ, достигнув сопла, загорается и затем сгорает в керамической камере;
  • тепло, полученное в результате химической реакции, передается воде;

Это важно знать: до заданной температуры вода нагревается быстро.

  • очистка котла – дымовые газы удаляются через дымоходную трубу. Благодаря газификации древесины на окружающую среду оказывается практически минимальное воздействие.

Стоит обратить внимание: пиролизные котлы длительного горения в основном работают на дровах, процент влажности которых составляет 20%. Если этот параметр существенно отличается, КПД оборудования падает.

Камеры пиролизного котла разделены между собой колосником, на котором располагается топливо

Что касается конструктивных особенностей, топка рассматриваемых приборов представляет собой две камеры. В закладочном бункере поддерживается температура 600-800 градусов, и эта камера используется для первичного запуска котла. В процессе пиролиза выделяется генераторный газ, который поступает в камеру, изготовленную из термостойкой керамики. Топки подобного типа отличаются высоким аэродинамическим сопротивлением, поэтому в них используется принудительная тяга: реализует ее дымосос либо вентилятор. Такой метод сжигания твердого топлива очень эффективен, поэтому отзывы пиролизные котлы имеют положительные.

Это важно знать: желтовато-белое пламя – признак нормальной работы прибора, отсутствия токсичных продуктов.

По причине того, что в камерах создаются высокие температуры, большое внимание производители уделяют прочности конструкции, то есть камеры и корпус выполняются из стали либо из чугуна. Однозначного превосходства эти материалы не имеют, поскольку сталь быстрее прогревается, но после завершения процесса горения быстрее и остывает. А вот чугунный пиролизный котел более тяжелый, но при этом он характеризуется повышенной инерционностью. Нельзя не отметить и устойчивость к коррозии: чугун лучше противостоит данным процессам, а в стальных приборах применяются покрытия на керамической основе. Они защищают металл от корродирования и от губительного воздействия высоких температур.

Лучшие пиролизные твердотопливные котлы

Оригинальная система твердотопливного котла этого типа имеет двухкамерную конструкцию. В первой камере при недостатке воздуха сгорает топливо, выделяя пиролизный газ. Во второй камере сгорает пиролизный газ, этот процесс можно регулировать, что позволяет экономить горючее. Двухступенчатое сжигание позволяет полностью твердому топливу прогорать, это увеличивает КПД. Оборудование более комфортно в работе, но требует использования сухих дров и зависит от электричества. Команда проанализировала 9 моделей и выбрала 3 пиролизных котла, которые отличаются высокой эффективностью, надежностью и не требуют сложного обслуживания.

Везувий Эльбрус-10

Простая и надежная конструкция, рассчитанная на отопление небольшого дома или дачи, площадью до 100 кв.м. Работает на дровах и угле, предусмотрена установка ТЭНа, мощностью 6 кВт. Рекомендуемое давление в системе – до 3 атмосфер. Конструкция теплообменника упрощает доступ при чистке. КПД достигает 80%, приближаясь к показателям котлов на дизельном топливе.

Корпус изготовлен из конструкционной стали, герметичные дверцы выполнены из чугуна. Терморегулятор, ТЭН и система отопления могут подключаться с любой стороны корпуса. Оборудование предназначено для работы в системах с естественной и принудительной циркуляцией.

Лучшие пиролизные твердотопливные котлы

Достоинства:

  • Точная регулировка мощности помогает создать комфортный микроклимат;
  • Эффективная базальтовая теплоизоляция;
  • Компактная конструкция;
  • На одной закладке дров горит 8 часов;
  • Простое обслуживание.

Недостатки:

  • Небольшой объем камеры, которая рассчитана на дрова 38 см.

Модель отличается простой конструкцией, которая позволяет обойтись без установки дымососа, работающего от электричества. Энергонезависимый пиролизный котел – экономичное решение для загородного дома и дачи в удаленном от цивилизации поселке.

Буржуй-К Стандарт-20

Высокая мощность и КПД 85% позволяют использовать оборудования для системы отопления дома площадью 200-220 кв.м. Теплообменник изготовлен из жаропрочной стали. Объемная камера позволяет использовать дрова, длиной до 55 см. Работает на всех видах твердого топлива. Максимальная температура теплоносителя – 95 градусов, давление в системе может достигать 4,5 атмосфер.

Читайте также:  Как построить камин из кирпича для дома: все секреты правильной кладки

Модель укомплектована терморегулятором, патрубком для подключения дымохода с заслонкой. Механическое управление делает систему энергонезависимой. Встроенные термометр и манометр упрощают контроль над основными рабочими параметрами.

Лучшие пиролизные твердотопливные котлы

Достоинства:

  • Время горения на одной закладке дров до 12 часов;
  • Низкий процент вредных выбросов в атмосферу;
  • Максимальное прогорание топлива;
  • Высокая скорость нагрева помещения;
  • Гарантия производителя 30 месяцев.

Недостатки:

  • Не предусмотрена возможность подключения ТЭНа.

Atmos DC 32 S

Мощная модель, предназначенная для обогрева здания, площадью 250-350 кв.м. При создании применяется жаропрочная сталь, толщиной от 3 до 8 мм. Для увеличения теплоотдачи в камере используются керамические блоки. Мощность автоматически регулируется с помощью электромеханической заслонки. Регулятор выполняет функцию защиты от перегрева. Регулирующий термостат управляет вентилятором, который нагнетает воздух и поддерживает заданную температуру. Может работать при выключенном вентиляторе, при этом мощность падает до 70%.

Модель можно оснастить фирменной системой электронной регулировки, которая учитывает температуру воздуха в помещении и на улице. Микроконтроллер управляет вентиляторов и другим оборудованием, позволяя экономить топливо и увеличивать время горения на одной закладке.

Достоинства:

Лучшие пиролизные твердотопливные котлы
  • КПД до 90%;
  • Вместительная камера;
  • Максимальная длина поленьев 53 см;
  • Беспыльный сбор золы;
  • Контур охлаждения защищает от перегрева;
  • Автоматическое выключение при догорании топлива.

Недостатки:

  • Высокая цена.

Твердотопливный котёл длительного горения своими руками

При умении работать ручным слесарным и электрическим инструментом, а также имея навыки работы со сварочным оборудованием, твердотопливный котёл длительного горения можно изготовить своими руками. Конструкция, имеющая в своём составе водяной контур, достаточно сложна для самостоятельного изготовления, а чисто отопительного типа – может быть собрана из подручных средств.

Чертёж печи длительного горения, доступной для самостоятельного изготовления

Для этого потребуется:

Твердотопливный котёл длительного горения своими руками
  • найти или разработать чертёж в соответствии с видом имеющегося топлива и наличием материалов, возможных к использованию;
  • подготовить оборудование и инструмент;
  • изготовить эскизы и лекала в соответствии с разработанными чертежами;
  • подготовить материалы, используемые при изготовлении.

Вариантов конструкций может быть большое количество, всё зависит от фантазии и технической грамотности исполнителя и имеющихся материалов. Для изготовления могут быть использованы старые газовые баллоны или водяные титаны, стальные трубы большого диаметра или листовой металл, а также фасонные части, которые придётся приобрести или изготовить отдельно: колосниковые решётки, дверцы и заслонки.

Твердотопливные котлы длительного горения своими руками: чертежи и видеоурок

Если домашний мастер имеет навыки сварного дела, изготовить твердотопливный котел длительного горения своими руками ему будет вполне по силам. На первый взгляд кажется, что это сложная конструкция, но внимательно ознакомившись с чертежами и изучив конструктивные особенности таких агрегатов всё выполнимо. Первое, что нужно понять – это устройство теплообменника. Предлагаем примерный чертеж для ознакомления.

Твердотопливные котлы длительного горения своими руками: чертежи и видеоурок
Твердотопливные котлы длительного горения своими руками: чертежи и видеоурок

Остальное будет проще. Наверняка домашнему мастеру будет интересно посмотреть на чертежи самого твердотопливного котла.

Твердотопливные котлы длительного горения своими руками: чертежи и видеоурок
Твердотопливные котлы длительного горения своими руками: чертежи и видеоурок

1 из 8

Твердотопливные котлы длительного горения своими руками: чертежи и видеоурок
Твердотопливные котлы длительного горения своими руками: чертежи и видеоурок

Также предлагаем посмотреть обучающее видео на эту тему:

Твердотопливные котлы длительного горения своими руками: чертежи и видеоурок
Твердотопливные котлы длительного горения своими руками: чертежи и видеоурок

Если же нет нужных навыков или времени, можно приобрести твердотопливный котел, благо ассортимент таких агрегатов на прилавке велик, как и диапазон цен.

Твердотопливные котлы длительного горения своими руками: чертежи и видеоурок

Котлы верхнего горения

Котлы твердотопливные отопительные длительного горения способны работать на одной загрузке топлива больше суток, сохраняя одинаковую эффективность.

Это возможно благодаря следующим факторам:

Во время работа котла в него можно добавлять небольшие количества топлива, например, бытовые отходы. Главная трудность, с которой предстоит столкнуться – сделать так, чтобы зола не препятствовала горению топлива и уносилась воздушным потоком.

Котлы верхнего горения

Такие котлы имеют множество преимуществ:

  • длительный период работы на одной закладке топлива – время зависит лишь от размера топливника;
  • сохраняются все достоинства пиролизных котлов, в том числе и КПД, таким образом, устройства верхнего горения можно считать усовершенствованными вариантами газогенераторов;
  • долговечность и отсутствие сложных механизмов;
  • универсальные котлы способны использовать в качестве топлива не только древесину и продукты ее переработки, но и уголь (прочитайте: «Котел отопительный универсальный многотопливный для дома «).

Тем не менее, даже самые лучшие твердотопливные котлы длительного горения имеют недостатки. Это:

Особенности монтажа

От правильной установки зависит качество функционирования отопительной системы, строк эксплуатации и тепловая отдача. Сама установка – перечень определенных этапов: специалист готовит инструменты, устанавливает оборудование для отопления, делает обвязку, соединяет дымоход с каркасом и запускает конструкцию.

Инструкция по установке:

  • На пол кладется металлический лист. Расстояние от стены должно занимать 60 см. Перед лицевой стенкой конструкции — 1 м. Изначально делается разметка, а потом крепится металлический лист.
  • На стене делается выход для дымовой трубы. Можно его сделать и на потолке.
  • Устанавливается система в точности с разметкой.

Рис. 4 Установка котла на металлический лист

Что нам потребуется: стальные трубы, шаровые краны, предохранитель, манометр, сварка. А также регулятор сжигания, тен с заглушкой, стальной отвод, дымовая труба и шибер.