ТЕПЛОТА — ХАРЬКОВ, блог о климатической технике. Что такое пиролизный котел и как он работает


устройство, преимущества и особенности изготовления своими руками

Если у владельцев нет возможности использовать дешёвую электроэнергию или уголь для обогрева дома, то чаще всего они обращают внимание на дрова. В свете наблюдаемого в последние годы повышения цен на природный газ немногие готовы продолжать пользоваться им. Это вынуждает собственников частных домов заниматься поиском других источников тепла. Одним из них может стать пиролизный котел своими руками, изготовленный с использованием простых материалов, топливом для которого является такой доступный ресурс, как дрова.

Основная задача пиролизного котла заключается в обогреве помещений, что достигается путем сжигания древесины, которая обычно представлена прессованными брикетами, поленьями и отходами. Газогенераторный котел имеет несколько иную конструкцию, нежели традиционное твердотопливное оборудование, работающее на дровах. Однако даже это не является серьезной проблемой для тех, кто планирует сделать пиролизный котел своими руками.

Принцип действия пиролизного котла

Из чего состоит

В конструкционном плане топка в пиролизных котлах предусматривает две части.

  1. Газифицирующая камера (камера загрузки) — здесь в условиях дефицита кислорода происходит горение и пиролизация дров.
  2. Камера сгорания — сюда поступают образующие газы, где окончательно догорают. Подобное разделение позволяет свести к минимуму потери тепла из камеры загрузки.

Между данными частями располагается колосник, куда загружают брикеты. Поступление первичного воздуха происходит строго вертикально через слой древесины. Поэтому основной особенностью газогенерирующих котлов следует назвать верхнее дутье.

Эти изделия имеют топки, которые отличаются повышенным аэродинамическим сопротивлением. По этой причине чаще всего в них используется принудительная тяга. В некоторых случаях для ее создания используют дымосос. Этим они выделяются на фоне небольших аппаратов, где эффект тяги обеспечивает дутьевой вентилятор.

Принцип работы газогенераторного котла

Работу котлов, использующих в качестве топлива дрова, обеспечивает принцип термического разложения древесины. Он связан со свойством сухой древесины разлагаться в процессе горения на два компонента: твердый остаток (уголь) и летучую часть (газ).

В процессе работы пиролизных котлов создается высокая температура и наблюдается дефицит кислорода. Сжигание древесины в подобных условиях приводит к образованию генераторного газа. Этот газ направляется в сопло, в котором смешивается с вторичным воздухом, а затем поступает в камеру, где и происходит его сгорание при температуре около 1200 градусов Цельсия. Остаточные газы выводятся сквозь конвективную часть теплообменника, нагревая рабочее тело, а затем покидают топку через дымоход.

Среди ключевых элементов, которые присутствуют в камере загрузки и сгорания пиролизного котла, следует упомянуть про огнеупорную футеровку. Благодаря ей в аппарате создается повышенная температура, а также условия, при которых обеспечивает качественное и максимально полное горение дров.

Котел на дровах – основные преимущества

На рынке представлены различные устройства, использующие в качества топлива дрова. Наряду с теплоаккумулирующими печами потребителям доступны водяные и воздушные котлы. При этом более других востребованы именно пиролизные котлы. Главная их особенность состоит в том, что в процессе эксплуатации происходит горение не дров, а древесного газа, являющегося продуктом их сжигания. Горение дров не сопровождается возникновением сажи. Единственную проблему может доставить лишь зола, однако ее образуется очень мало. По этой причине необходимость в чистке установки возникает крайне редко.

Среди других достоинств, которыми обладают эти устройства, следует назвать то, что в них необходимая температура сохраняется заметно дольше, нежели в обычных моделях. Этот эффект связан с повышенным КПД и увеличенной загрузочной камерой. Встречаются и такие модели, которым достаточно одной закладки топлива для поддержания нормальной работы в течение суток.

Пиролизный котел реже нуждается в чистке

Отработанные газы наносят меньший вред окружающей среде и здоровью людей из-за пониженной концентрации канцерогенных веществ. Во время работы пиролизного котла происходит реакция с участием газа и активного углерода. По этой причине выходящие из аппарата дымовые газы содержат в своем составе в основном лишь водяной пар и углекислый газ.

Следует упомянуть про другое важное преимущество газогенераторных аппаратов. В этих установках реализована возможность выбора подходящей мощности в диапазоне 30-100%. Процесс сжигания топлива в котлах сопровождается одновременной утилизацией отходов, что исключает выброс загрязнений в окружающую среду. Эти аппараты могут перерабатывать такие отходы, как резина, пластмасса и полимеры. В то же время на работу котлов влияет качество топлива, им требуется электропитание, а сами они отличаются большими габаритами.

В чем эффективность пиролизного котла

Продолжительность использования дровяных котлов может быть различной. На этот параметр оказывает влияние большое количество факторов:

  • температура окружающей среды;
  • температура, которая должна быть создана в помещении;
  • утепление дома;
  • влажность;
  • тип используемого топлива;
  • соблюдение размеров, определенных проектом отопительной системы.

Можно не сомневаться, что по эффективности работы с ними не сравнятся традиционные установки.

Топка пиролизного котла

Предусмотренная конструкцией самодельного пиролизного котла топка может использоваться для утилизации резины и полимеров, что не приведет к загрязнению атмосферы.

Какими бы качественными ни были дрова, все же во время их горения максимально возможная температура оказывается существенно ниже той, которую можно поддерживать при сжигании древесного газа.

Немаловажно и то, что потребность во вторичном воздухе для создания условий для горения газа существенно меньше. Это позволяет добиваться повышенной температуры, в результате чего горение становится более эффективным и продолжительным. Также во время сжигания пиролизного газа не приходится решать серьезных проблем, чтобы контролировать этот процесс.

О топливе для газогенераторных котлов

В качестве топлива для самодельных пиролизных котлов используют древесину, которая должна обладать определенными габаритами: длина — 380-450 мм, диаметр — 100-250 мм. Это правило распространяется и на топливные брикеты, чьи размеры должны быть равны 30 на 300 мм. Котлы могут работать и на мелких древесных отходах и опилках, которые следует загружать в топку вместе с дровами. Правда, их количество не должно превышать 30% от объема загрузочной камеры. Эти аппараты можно применять для сжигания древесины с влажностью до 40%.

В качестве топлива для этих устройств желательно использовать высушенную древесину, так как лишь при ее сжигании установка сможет демонстрировать свою предельную мощность и служить максимально долго. В процессе горения древесины, влажность которой составляет 20%, выделяется тепло из расчета 4 кВт в час на килограмм дерева. В свою очередь, при сжигании дерева с влажностью 50%, выделяется тепло из расчета 2 кВт в час на килограмм дров.

На основании этого можно сделать вывод, что влажность древесины оказывает влияние на то, сколько тепла образуется при сжигании топлива. Поэтому по мере увеличения влажности брикетов последние будут обеспечивать все меньше тепла. Одновременно с этим для достижения требуемой температуры потребуется тратить в два раза больше топлива.

Делаем пиролизный котел своими руками

С каждым годом все больше появляется желающих купить отопительные котлы с пиролизным сжиганием. Ведь эти аппараты позволяют не думать о необходимости покупать природный газ, цена на который в последнее время повышается. Сейчас в продаже можно встретить достаточно надежные газогенераторные установки, обладающие необходимыми техническими параметрами. Однако из-за их высокой стоимости не все потребители решаются на их покупку.

Если вспомнить про недавно проведённую строительную выставку, то на ней посетители смогли познакомиться с обычным котлом отечественного производства стоимостью от 1 тыс. долл. По этой причине у большинства потребителей и возникает желание изготовить пиролизные котлы своими руками.

Инструмент для работы

Для изготовления самодельного котла на дровах мало одного желания. Нужно также подготовить и необходимые инструменты. Естественно, это займет какое-то время, однако, если постараться, то эту задачу сможет решить каждый.

Первое, что необходимо сделать — узнать как можно больше об этой установке. Необходимо сразу определиться, как именно будет проходить горение — на колосниках или же со щелевой горелкой. Уже после этого можно отправляться в ближайший магазин за недостающими деталями. Для создания самодельного пиролизного котла необходимо подготовить следующие материалы:

  • труба из стали толщиной 4 миллиметра;
  • 4-миллиметровый лист стали;
  • несколько профильных труб;
  • электроды;
  • 20-миллиметровый круглый прут;
  • центробежный вентилятор;
  • шамотный кирпич;
  • автоматика, что регулирует температуру;
  • гайки и болты;
  • асбестовый шнур.

Чертежи и схемы газогенераторных котлов

Чтобы не ошибиться с количеством материала, который вам понадобится для изготовления пиролизного котла своими руками, следует воспользоваться чертежами. С их поиском проблем не должно возникнуть, так как в интернете их представлено довольно много. Имея под рукой чертежи пиролизного котла, можно не сомневаться, что вы сможете сделать котел неплохого качества. Благодаря схеме пиролизного котла вы будете знать, где должна располагаться топка, теплообменник и место подачи воды. Лучше не тратить свое время и силы на разработку новой схемы для дровяного котла. Вы облегчите себе задачу, если воспользуетесь общей схемой, ведь ее всегда можно подкорректировать с учетом своих потребностей.

Чтобы максимально упростить процесс создания газогенераторного котла, можно воспользоваться схемой отопительного аппарата мощностью 40 кВт, предложенной конструктором Беляевым. Впоследствии в этот чертеж можно внести необходимые изменения, чтобы при лазерной резке свести к минимуму количество составных элементов. При желании можно вносить изменения в конструкцию устройства. Главное, о чем нужно помнить — его внутренний объем должен остаться прежним.

Вы выиграете, если теплообменник будет оснащен более широкой рубашкой. Во время соединения элементов пиролизного котла необходимо опираться на план чертежа. Для выбранного варианта в качестве теплоносителя будет применяться воздух, благодаря которому вы легко доведете температуру в помещении до требуемого уровня, избежав значительных потерь.

Заботиться о герметичности труб вовсе не обязательно, так как в процессе эксплуатации дровяных котлов не приходится сталкиваться с утечкой тепла, а также необходимостью размораживания системы отопления. Поэтому эти аппараты прекрасно подойдут для дачи, где необходимость в обогреве возникает нечасто.

Принципиальная схема пиролизного котла

Когда котел будет собран, можно заняться его монтажом и проведением испытаний. Если все работы были выполнены правильно, то аппарату потребуется минимум времени, чтобы обеспечить в помещении необходимый температурный режим. Оптимально, когда прогрев системы отопления занимает не более получаса. При таком режиме работы котел быстро прогревает помещение.

Невзирая на то, что человечество шагнуло в 21-й век, многие из нас и сегодня используют для обогрева своих жилищ дрова. Этот факт и объясняет, что заставляет большинство потребителей отдавать предпочтение пиролизным котлам среди всех видов моделей, предлагаемых на рынке. И можно надеяться, что эта ситуация еще долго не изменится.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

kotel.guru

Что такое ПИРОЛИЗНЫЙ КОТЕЛ? | ТЕПЛОТА

Пиролиз (от древнегреческого πῦρ — огонь, жар и λύσις — разложение, распад) — термическое разложение органических соединений без доступа воздуха.

Пиролизный котёл – основное описание технологии.

Пиролизный котёл — разновидность твердотопливного, как правило, водогрейного котла, в котором топливо (чаще всего, дрова) и выходящие из него летучие вещества, сгорают раздельно. Обычно как синоним пиролизного, употребляется название газогенераторный котёл. Фактически, пиролиз (разложение и частичная газификация под действием нагревания) происходит при любом способе сжигания твёрдого органического топлива. Главное отличие от традиционных отопительных котлов на твердом топливе в том, что в пиролизном котле горит древесный газ, образующийся и выделяющийся из топлива (дров), в процессе воздействия на него высокой температуры в условиях недостатка кислорода. В итоге происходит процесс разложения древесины на две фракции — летучую часть, древесный (пиролизный) газ, и твердый остаток в виде древесного угля (кокса). Как только выделившийся газ начинает смешиваться с воздухом насыщенным кислородом в специальной камере, (для этих целей практически все пиролизные котлы снабжены специальным вентилятором) возникает процесс горения и, как следствие, образование тепловой энергии.

Подробнее о конструкции пиролизного котла.

В пиролизных котлах топка разделена на две части. В первой (верхней) части (газифицирующая камера, или камера загрузки) при отсутствии кислорода очень медленно горит и «пиролизуется» топливо, а выделяющиеся при этом газы, догорают во второй части топки (нижней камере сгорания), куда непосредственно подаётся вторичный воздух (двойное дутьё).

Характерным отличием пиролизных котлов от других бытовых котлов является верхнее дутьё. Пространство между камерами разделяют колосники, на которых лежит топливо (дрова) и первичный воздух проходит сквозь слой топлива сверху вниз. Топки такой конструкции имеют повышенное аэродинамическое сопротивление, поэтому тяга их, как правило, принудительная. Часто по технологическим соображениям она реализуется с помощью дымососа, а не дутьевого вентилятора (более характерного для небольших котлов), но в описаниях и статьях обычно всё равно употребляется термин «вентилятор».

Рассмотрим, как работает пиролизный котел.

Дрова (или иное топливо) загружаются в топку, на колосник. Их поджигают, дверца закрывается и запускается вентилятор — дымосос. При недостатке воздуха в первой камере и под действием очень высокой температуры (от 200 до 800 °C и иногда выше) происходит обугливание дров и выделение древесного газа, то есть собственно процесс — пиролиз. Выделившиеся продукты (в основном углеводороды, угарный газ и водород, плюс азот из первичного воздуха) поступают под колосник. Там к продуктам пиролиза подмешивается вторичный воздух, в котором летучие продукты сгорают. Часть выделенного тепла при этом возвращается к нижнему слою дров, под колосник, и поддерживает пиролиз. Полученное в результате тепло используется  для нагреватеплоносителя котла.

Рисунок. Как работает пиролизный котел. Схема работы пиролизного котлы в разрезе.

  1.       Загруженное топливо (дрова)
  2.       Первичный воздух
  3.       Вторичный воздух
  4.       Уходящие газы
  5.       Вентилятор, дымосос

Достоинства пиролизного котла.

  1.       Процесс горения, который можно регулировать подачей первичного воздуха, и, как следствие, большое время автономной работы на одной закладке дров (от 12 часов до нескольких дней).
  2.        Абсолютно полное сжигание топлива. А это говорит об экономичности и мене частой чистке, по сравнению с традиционными твердототопливным котлом.
  3.       Процесс горения поддается точному контролю с помощью автоматики, что позволяет повысить эффективность котла.
  4.       Снижение выбросов вредных веществ в атмосферу.
  5.       Наконец, экономичность пиролизного типа котлов по сравнению с традиционными. По разным источникам пиролизный котел считается экономичнее на 4 – 15%

Пиролизным котлам присущи и недостатки.

  1.       Стоимость данного оборудования значительно выше традиционных твердотопливных котлов.
  2.       Требовательны к влажности загружаемого топлива. При повышении процентного содержания влаги в древесине мощность котла резко снижается.
  3.       Пиролизные котлы всегда зависят от электроэнергии (дымосос – вентилятор и подключенная автоматика требуют постоянного и бесперебойного питания)
  4.       Отсутствует возможность автоматической подачи топлива в котел.

Какой котел выбрать – традиционный твердотопливный или пиролизный? Наш обзор и статьи нашего сайта должны Вам помочь. Выбор за Вами.

teplota.kh.ua

обзор, отзывы, цены и чертежи (фото, видео)

Обновлено:

2016-08-14

Пиролизный котел — это великолепная альтернатива традиционным твердотопливным котлам, поскольку он обеспечивает более эффективное и длительное сгорание топлива.

Содержание статьи

Что это такое?

Фото схемы устройства пиролизного котла

Для начала разберемся, какова рабочая схема пиролизного котла и какое вообще отношение имеет пиролиз к котлу.

  • Пиролизные котлы — это газогенераторное оборудование, работа которых основана на сухом перегоне топлива. То есть пиролизном сжигании;
  • Его смысл основывается на том, что при недостатке кислорода при воздействии высокой температуры расщепляется древесина, в результате чего выделяется ее летучая часть. Именно она является пиролизным газом. Твердый же остаток твердого топлива — это кокс или уголь;
  • Пиролиз у дерева может происходить в температурном диапазоне от 200 до 800 градусов Цельсия;
  • В процессе пиролиза выделяется тепло, что обеспечивает лучшее подсушивание дерева и прогрев древесины;
  • Дополнительно нагревается воздух, попадающий в зону воздействия горелки;
  • Тепловая энергия образуется из-за горения пиролизного газа, смешанного с кислородом;
  • При горении пиролизного газа происходит его контакт с активным углеродом. Именно это способствует минимизации количества вредных примесей при выходе дымового газа из котла.

На этом и основан принцип работы пиролизного котла. Он функционирует эффективнее, снижает количество вредных примесей и выбрасывает в атмосферу в три раза меньше углекислого газа, чем традиционный твердотопливный котел.

Преимущества и недостатки

Рассмотрим, какие положительные и отрицательные стороны имеют пиролизные котлы.

Начнем с преимуществ. Во многом положительные отзывы о газогенераторных котлах были получены за счет многочисленных сильных качеств оборудования. К основным из них относят:

  1. Пиролизные котлы отопления обеспечивают высокий коэффициент полезного действия, достигающий 85 процентов. Это заметно выше, если сравнивать с традиционным твердотопливным котлом.
  2. Газогенераторным котлом, его мощностью, можно самостоятельно управлять. Разбирать для этого сложные чертежи не придется.
  3. При работе пиролизный агрегат сжигает не только дрова, но и древесный газ. Это ведет к повышению эффективности.
  4. Возможность изготовить пиролизный котел своими руками. Для этого придется освоить чертежи, познакомиться с важными нюансами конструкции. Но при наличии желания и определенного опыта, добиться положительного результата можно.
  5. Отзывы потребителей показывают, что пиролизные котлы отопления за счет максимального сжигания топлива оставляют минимум золы и сажи. Это позволяет минимизировать процедуры чистки зольника и топки.
  6. Длительная работа на одной закладке дров. Не каждый самодельный пиролизный котел на это способен, но качественное оборудование может сутки функционировать без докладки дров.
  7. Возможность автоматизации. Если вам удалось сделать пиролизный котел своими руками, тогда не составит труда его автоматизировать. Сегодня доступно множество средств автоматизации, которые позволяют упростить процесс управления газогенераторным котлом.

Что касается недостатков, то их несколько.

  • Потребность в электричестве. Ваш самодельный пиролизный котел будет нуждаться в подключении к электросети. Хотя средства автоматизации приносят куда больше пользы, потому это спорный недостаток. Подключив к газогенераторному котлу источник бесперебойного питания, вы тем самым избавитесь от риска утратить работоспособность оборудования при отключении электроэнергии;
  • Высокая стоимость. Цена на подобное устройство действительно высокая. За самый простой агрегат отечественного производства придется заплатить от 1000 долларов. Более качественные зарубежные аналоги могут стоить в разы дороже.

Самостоятельное изготовление

У многих потенциальных покупателей пиролизного котла возникает закономерный вопрос — можно ли изготовить подобное оборудование своими руками, опираясь на чертежи?

Ответ есть — можно. Но только один чертеж вам не позволит добиться желаемого результата. Найденный чертеж следует понимать, разбираться в особенностях конструкции процессов, протекающих внутри котла. Для наглядности посмотрите видео.

Потому есть два наиболее оптимальных способа получить котел желаемого качества.

  1. Приобрести оборудование проверенного производителя. Тут даже чертежи не потребуются, поскольку все будет изготовлено на высоком уровне с применением современных технологий. Недостаток такого варианта — его высокая стоимость.
  2. Обратиться к специалистам. Есть ряд организаций или просто специалистов, которые занимаются сборкой котлов под заказ. Вы можете предоставить свои чертежи или поинтересоваться, какой чертеж лучше подойдет конкретно для обеспечения отопительным оборудованием вашего дома. Вариант более доступный в финансовом плане. Но тут важно отыскать опытного мастера, в качестве продукции которого не придется сомневаться.

Немного про топливо

Пользователям газогенераторного отопительного оборудования важно понимать, что не только правильно выполненные чертежи обеспечивают необходимую эффективность сгорания твердого топлива.

В пиролизных котлах многое зависит от того, какое именно топливо вы будете использовать. Вот что вам следует знать на этот счет:

  • Чтобы оборудование работало максимально долго и обеспечивало высокую эффективность, дерево, используемое в качестве топлива, должно быть высушенным;
  • Если влажность твердого топлива составит 15-25 процентов, у 1 кг древесины теплота сгорания составит где-то 4 кВт/час. При влажности в 50 процентов этот показатель упадет в два раза;
  • Из-за переизбытка влаги нагрев становится недостаточно эффективным, дерево горит плохо, появляется обильное количество дыма;
  • Если регулярно использовать переувлажнённое твердое топливо, срок службы газогенераторного оборудования существенно сократится;
  • Дрова с повышенной влажностью ведут к снижению эксплуатационного срока дымоходной конструкции.

Отсюда становится понятно, насколько важно использовать качественное топливо. Причем важно то, что пользователь может приобрести хорошие дрова, но своими руками сделать их непригодными для работы в пиролизном котле. Это объясняется условиями хранения топлива.

Схема работы

Если говорить более простым языком, принцип работы газогенераторного отопительного оборудования основан на последовательном протекании следующих процессов:

  • Загрузка твердого топлива внутрь топки;
  • Включение горелки, за счет чего начинается постепенное горение;
  • Включение подачи генераторного газа, что обеспечивает эффективное сжигание топлива;
  • Вступление в работу теплообменника, который утилизирует тепло дымового газа;
  • Контроль за подачей воздуха, требующийся для начала процесса пиролиза. Во время этого процесса воздух подается в предпоток.

Газогенераторное отопительное оборудование обеспечивает отменную эффективность сгорания топлива. Хотя стоит оно достаточно много, при регулярной эксплуатации высокая стоимость полностью себя оправдывает, а затем начинает работать в плюс потребителям.

etapech.ru