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.

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.

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.

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.

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.

В настоящее время твердотопливные пиролизные или газогенераторные котлы становятся все более популярными, благодаря большей их эффективности, по сравнению с обычными. Но относительно высокая стоимость таких агрегатов, сдерживает их более широкое применение, а также побуждает многих умельцев на изготовление их своими руками. В данной статье мы рассмотрим устройство и некоторые схемы пиролизных котлов, которые могут быть при этом использованы. Хотя необходимо отметить, что каждая такая схема пиролизного котла отображает лишь принцип построения его конструкции при изготовлении своими руками и наличие обязательных элементов, обеспечивающих особый режим сжигания твердого топлива с выделением горючего газа (пиролиз).

Прежде чем приступить к изготовлению газогенераторного котла своими руками, необходимо ознакомиться с возможными вариантами его устройства. Такие агрегаты могут иметь различное конструкционное решение. Но, практически, принцип работы их одинаков: все они имеют две камеры сжигания топлива. Первая из них, как правило, служит для загрузки топлива и его пиролизного сжигания, а вторая для сжигания выделенного при пиролизе горючего газа. В зависимости от конструкции котла, они могут быть различной формы, размера и занимать различное расположение друг относительно друга.

Кроме того, различные модели пиролизных котлов могут различаться способом подачи первичного и вторичного воздуха: она может быть естественной или принудительной, с помощью вентилятора. Ниже, рассмотрены наиболее распространенные схемы устройства таких котлов, которые можно использовать при сооружении их своими руками.

Пиролизные котлы с естественной подачей воздуха

Вариант 1.

Камера загрузки и пиролизного сжигания топлива располагается внизу, а дожига пиролизного газа – над ней (рис. 1). Подача первичного и вторичного воздуха при такой схеме осуществляется снизу, через поддувальную дверку, которая соединена цепочкой с со встроенным в «водяную рубашку» котла датчиком-регулятором. Первичный воздух подается через поддувальную камеру и колосниковую решетку в таком количестве, чтобы обеспечивать медленное сгорание твердого топлива с выделением горючего газа, который с помощью естественной тяги подается в верхнюю камеру. Вторичный воздух предварительно подогревается в нижней и подается в верхнюю камеру с помощью трубок с калиброванными отверстиями, обеспечивая процесс горения газа.

Рис.1 Схема пиролизного котла с естественной подачей воздуха и верхним расположением камеры дожига

Вариант 2.

Эта схема (рис. 2) предусматривает расположение камеры загрузки и пиролизного горения топлива вверху, а камеру сжигания газа – внизу. При розжиге такого котла в верхней его части открывается дроссельная заслонка и топливо начинает гореть как в обычном твердотопливном котле, а дымовые газы выделяются напрямую в дымоход. После того как топливо загорится, заслонка закрывается и котел начинает работать в газогенераторном режиме: пиролизный газ поступает в нижнюю камеру и там сгорает, выделяя тепловую энергию и нагревая теплоноситель в его теплообменнике («водяной рубашке»).

Вариант 3.

Эта схема пиролизного котла отличается от предыдущей тем, что загрузочная дверка располагается не сбоку, а сверху. Кроме того, теплообменник дополнен трубами, которые позволяют увеличить площадь контакта с горячими газами и повысить эффективность теплоотдачи. Верхнее расположение загрузочной дверки позволяет сделать процесс загрузки топлива более удобным. Кроме этого, при желании такую камеру можно нарастить вверх, увеличивая тем самым объем одновременно загружаемого топлива, а значит и длительность работы котла.

Рис. 3 Схема пиролизного котла с расположением загрузочной дверки сверху

Вариант 4.

Данная схема (рис. 4) отличается от других, как местом расположения теплообменника (в верхней части), так и конструкцией самих камер сжигания топлива. Загрузочная — выполнена в виде бункера с наклонным основанием, что обеспечивает самопроизвольное поступление топлива, по мере его выгорания, к месту первичного горения. Камера дожига здесь выполнена в виде трубы из огнеупорного материала и располагается внутри загрузочного бункера, над камерой первичного сжигания топлива. Для повышения температуры в ней и создания лучших условий для сжигания горючего газа, в данной конструкции предусмотрен подогрев ее стенок снаружи частью горячих дымовых газов.

Рис. 4 Схема пиролизного котла с расположением вверху теплообменника

Пиролизные котлы с принудительной подачей воздуха

Вариант 1.

Камера загрузки и первичного сжигания топлива в этой схеме располагается внизу (рис 5). Ее основание устраивается из огнеупорного материала (например: шамотного кирпича) с отверстиями для поступления первичного воздуха из поддувальной камеры, которые располагаются возле задней стенки котла. Подача вторичного воздуха для сжигания древесного газа осуществляется с помощью вентилятора установленного на передней стенке котла, над загрузочной дверкой.

Рис. 5 Пиролизный котел с верхним расположением камеры дожига и принудительной подачей вторичного воздуха

Вариант 2.

Эта схема (рис. 6) отличается тем, что подача воздуха, как первичного, так и вторичного осуществляется с помощью вентилятора, расположенного на передней стенке котла или на дымовой трубе (дымосос). Такая схема позволяет более эффективно регулировать работу агрегата, но является зависимой от наличия электроэнергии. Кроме этого, в представленной схеме, перекрытие между камерами выполнено из огнеупорного материала, в котором имеются каналы для подачи вторичного воздуха и расположена форсунка для подачи пиролизного газа в нижнюю камеру его сжигания.

Рис. 6 Газогенераторный котел с нижним расположением камеры сжигания газа и принудительной подачей первичного и вторичного воздуха

В заключение

Газогенераторные котлы являются довольно сложными конструкциями. Для того, чтобы изготовить их своими руками необходимо иметь некоторые навыки изготовления подобных агрегатов и, кроме того, подробные чертежи той или иной конструкции. Представленные здесь схемы пиролизных котлов отражают лишь общие принципы их устройства и могут быть использованы, как основа для составления таких чертежей своими руками, на основании расчетов их параметров, с учетом необходимой мощности, длительности горения и других критериев. Но сделать это не так просто. Лучше всего, найти и использовать уже готовые чертежи самодельных пиролизных котлов, работающих по той или иной, заинтересовавшей вас, схеме. Некоторые из них мы постараемся рассмотреть в следующих статьях этой рубрики.

Видео по теме

Отличной заменой котла, работающем на твердом топливе, являются установки пиролизного действия. Они уже зарекомендовали себя как более эффективные и очень простые в эксплуатации, а также несмотря на высокую цену, пользуются огромным спросом.

Котел пиролизного действия – на данный момент перспективный отопительный прибор , его коэффициент полезного действия более 90%, Вид топлива в основном пеллеты, они дешевые и экологичные.

Устройство пиролизного котла

Пиролизный котел – это не печка. В нем происходит ряд сложных процессов. А разработка котла – это ответственная задача для инженеров-конструкторов, которая требует наличие опыта, знаний и массу усердного труда и больших затрат на обкатку готовой конструкции и эксперименты. Как вы понимаете, в этой сфере отсутствует вековой опыт и проверенные поколениями технические решения, как, например, у традиционных печей.

Если вы и найдете в свободном доступе в интернете схемы котла, то это будут 2-3 схемы общего вида и 3-4 схемы печи в разрезе. Умея работать CorelDraw и в ACAD, а также при наличии соответствующего образования и опыта работы , вы сами сможете составить деталировку. Однако помните, что спецификации вы все равно не найдет. А это значит, что вам придется лишь догадываться либо выводить экспериментальным путем из какого материала должна быть та или иная деталь.

Стоит также отметить, что есть много авторов подобных конструкций, которые возьмут сравнительно небольшие деньги за полный комплект тех.документов. Гораздо больше денег и времени у вас уйдет на чай или кофе, если до всего пытаться дойти самостоятельно. Но как понять, эффективно ли будет это устройство, будет ли оно работать?

Подобными вопросами задаются все те, кто решил приобрести себе пиролизный котел или печь. И продавцы и производители предлагают их в больших количествах. Они подберут вам подходящую модель, соответствующую вашим данным и замерам. Однако, как понять какая именно модель подойдет для вашего дома, как сориентироваться по цене, какой котел экономичнее, какой надежнее? Мы уже привыкли выбирать такие бытовые приборы, как стиральные машины, телевизоры и холодильники. Но с котлами мало кто сталкивался.

В этой статье мы постараемся дать читателю ответы на все вопросы относительно пирокотла. Надеемся, что это поможет вам при покупке.

Стоит отметить, что пиролизный котел отопления означает, что он полнопоточный (для непрерывной работы вашей системы отопления котел выдает постоянный необходимый расход горячей воды). Также регистр водогрейный – это важная часть конструкции и из котла нельзя убрать водогрейку. Без нее или же с пустым контуром, котел без аварийной автоматики может прогореть или взорваться.

Газогенерация и процесс пиролиза

Пиролизные котлы принцип работы базируется на явлении пиролиза. Говоря простым языком - от нагрева молекул, вещества расщепляются на более легкие и простые части. Это означает, что продукты пиролиза легче будут гореть и будут давать больше тепла.

Чистый пиролиз подразумевает распад закладки топлива без поступления воздуха в специальные ёмкости – реторте. Затем газы собираются в накопителе – ресивере. Оттуда они используются по мере необходимости. По этой схеме работали итальянские, немецкие и французские пиролизные установки в машинах во время войны.

Все бытовые современные пиролизные котлы, работающие на твердом топливе, газогенераторные. По-другому не получится получить КПД свыше 65-70%. Однако, название «пиролизные» совсем неслучайно. Больше 90% тепла вырабатывается путем сгорания пиролизных газов. В связи с этим, дальше по тексту значения «пиролизный» и «газогенераторный» будут использоваться в качестве синонимов, кроме тех случаев, когда оговорено иное.

Рабочий цикл

Воздух проходит в камеру, где происходит газификация, в камере также тлеет топливо. Часть кислорода от этого воздуха идет на поддержание тления, что обеспечивает температуру процесса газификации от 200 до 800 градусов.

Через сопло, в камеру сгорания поступают пиролизные газы (на сленге сопло также называют хайлом). В эту же камеру поступает вторичный воздух, таким образом горят пиролизные газы.

Часть газов – частиц освобожденного углерода из состава топлива в катализаторе, переходят до окисла азота и СО2. На этот процесс уходит часть тепла. Восстановленные составляющие в камере дожигания проходят процесс окисления, при этом отдают обратно тепло. Дымовые прореагировавшие газы проходят сквозь теплообменник регистра , подогревая в нем воду, а потом улетучиваются в систему дымохода. Терморегулирующая система поддерживает в камере сгорания для полного сгорания оптимальную температуру.

Режимы работы пирокотла

1. Розжиг. Открыт шибер либо заслонка прямого хода. Дымовые газы уходят сразу в дымоход.
2. Рабочий режим. Закрыта заслонка прямого хода, осуществляется пиролиз. При этом тяга в самом газоходе регулируется естественным образом либо принудительно.
3. Догрузка топлива. Открыта заслонка прямого хода, однако, в течение некоторого времени тяга в газоотводе сохраняется : он при этом разогрет и, если присутствует вентилятор, то он не выключается. Процесс пиролиза не прекращается. Также общим недостатком для котлов, основанных на процессе пиролиза, является их привередливость к материалам конструкции и топливу.

Принцип работы пиролизного котла

В камеру, где происходит процесс сгорания, бьет струя сильно нагретых газов. В связи с этим для таких узлов не годятся обычные конструкционные материалы.

Существует один недостаток пирокотлов:

• малые пределы для регулировки мощностей при моменте сохранения достаточно высокого коэффициента полезного действия;
• разгонять котел более чем на 50% по теплу не получится – топливо вспыхнет в газификаторе и снизится коэффициента полезного действия.

Систему отопления на пирокотле необходимо рассчитывать исходя из циклического режима прогрева. При этом крайне желательно утеплиться снаружи ЭППС.

Материалы и топливо

И покупателю и тому, кто решил самостоятельно спроектировать котел, необходимо знать, что камеры сгорания, газификатор и дожигатель без температуростойкой защиты долго не проработают. Технология нанесения и состав защиты является особым секретом любой фирмы, занимающейся производством котлов.

Наиболее предпочтительными видами твердого топлива для данных котлов являются дрова или топливные пеллеты (под них и проектируются промышленные модели). Пирокотел на угле с высоким КПД будет работать до тех пор, пока все летучие не выйдут. А их не так уж и много в каменном угле, а в древесном – их почти нет. После этого идет сгорание углерода с коэффициентом полезного действия, который соответствует печному. Эффективный котел, рассчитанный на длительное горение на угле, нужно проектировать на комбинированном рабочем цикле. При этом цикле заложенное топливо сгорает с поверхности, а цикл пиролиза происходит с горением непосредственно на поверхности топлива.

Работа «принудительных» котлов

Наддув

Компьютерный вентилятор обычной конструкции загоняет в газификатор воздух. От воздушной внутренней магистрали вторичный воздух попадает в камеру сгорания. Давление при этом в рабочей полости выше атмосферного.

Рассмотрим достоинство такой схемы:

• вентилятор самой простой конструкции;
• камера, где происходит процесс сгорания, совмещена с дожигателем;
• при использовании жаропрочных специальных сталей вы сможете обойтись без футеровки, ведь температура свыше 1000 градусов сосредоточена возле сопла, а у самих стен ниже 800 - 900 градусов.

Однако, все перечисленные преимущества не позволяют получить КПД выше, чем 82-84%. Воздух под давлением частично обволакивает заложенное топливо, а внутренняя часть топлива, где происходит пиролиз, получает при этом недостаточно кислорода, причем увеличивать наддув будет бесполезно. К тому же в самой камере, где происходит процесс сгорания, оказывается много воздуха. Температура в сердцевине факела не может превысить 1100 градусов, при этом тяжелые продукты не сгорают, а испаряются в трубу. При этом КПД уже не будет выше 90%.

Особо нужно отметить опасность угарного газа от котла с принудительным наддувом.Так как, если давление в емкости больше атмосферного, то даже микротрещина послужит причиной утечки газов в ваше помещение. Газы не всегда можно распознать по запаху, но они всегда ядовиты и едки.

Откачка

Давление в тракте меньше атмосферного. Разница с наддувом принципиальная. В котлах с дымососом закладка топлива хорошо продувается: давление будет ниже там, куда воздуху труднее проникнуть, а вот тяга будет сильнее. Вторичный воздух можете загонять снаружи: давление его больше, чем в камере сгорания. Поэтому он, стремясь расшириться, взвихривается, перемешивается с пиролизными газами и они сгорают. При этом температура поднимается до 1200 и выше градусов.

Как вы понимаете, КПД здесь повышенное. Его также может повысить, благодаря высокой температуре и сгоранию тяжелых фракций. Также появляется возможность сделать механический «дубовый» терморегулятор. За его основу берется термобиметаллическая пластина в водогрейном контуре, которая изгибается при колебаниях температуры. От нее поступает тяга к дросселю, пропускающему наружный воздух в дымоход. Когда вода перегрелась, заслонка приоткрылась, мотор крутит, как и раньше, прямо от сети или UPS, но наружный воздух, с более высоким давлением, отталкивает часть дымовых газов. Давление в газификаторе и камере сгорания повышается, туда поступает меньше наружного воздуха и пиролиз со сгоранием поутихну.

КПД таких котлов с дымососом может быть выше 90%, а мощность при 100% безопасности и надежности – 100-150 кВт.

Догрузку топлива в данный котел с дымососом вы можете осуществлять без предосторожностей. Дверцу загрузочного люка и ЗПХ можно открывать - закрывать в любой последовательности. В худшем случае вы почувствуете неприятный запах , но нераскаленные яды.

Рекомендации для правильной установки готового пиролизного котла

При монтаже котла необходимо соблюдать все рекомендации пожарной безопасности , так как процессы горения в котле достигают высоких температур.

Принцип работы пиролизных котлов достаточно сложен. Но мы надеемся, что наша статья поможет вам разобраться в его работе и сделать правильный выбор при покупке. С повышением тарифов на коммунальные платежи все больше людей понимают, что, чем выше КПД отдачи котла, тем он экономичней и лучше в холодные зимние ночи. Поэтому и пиролизные котлы устройство которых как раз то, что вам необходимо.

Пиролизные котлы - одни из самых мощных отопительных приборов, чьё КПД достигает 90%, а количество отходов сгорания значительно меньше, чем во всех других устройствах.

Приборы, работающие по принципу пиролиза, широко используют при отоплении жилых и промышленных зданий, домов отдыха, школ, магазинов, теплиц и бань. Благодаря своему устройству пиролизные котлы работают на меньшем количестве топлива, чем агрегаты обычной конструкции, а тепла выделяют больше.

Принцип работы и преимущества

Принцип работы пиролизного котла предполагает создание таких условий, когда в топочной камере происходит не горение, а тление топлива. Достигается это с помощью повышения давления и ограничения доступа в прибор кислорода. В результате его действия происходит термическое разложение древесины на золу (отходы), кокс и горючий древесный газ. Последний поступает во вторую камеру топки, где и сжигается, увеличивая выделяемое агрегатом тепло.

По сравнению с прочими видами отопительного оборудования пиролизные котлы обладают следующими преимуществами:

• Уровень КПД прибора от 90 % и выше. Для сравнения, КПД классических твердотопливных агрегатов составляет, максимум, 80%. Уровень выработки тепла зависит от влажности топлива (не более 20%).
• Полное сгорание твёрдого топлива при работе.
• Минимальное количество отходов и оседающей в дымоходном канале сажи.
• Длительность тления топлива, в зависимости от вида, составляет от 5 до 24 часов.
• Выбрасываемые в атмосферу вещества безвредны, так как в процессе сжигания древесный газ преобразуется в углекислый и водяные пары.

К не многочисленным недостаткам пиролизных котлов относят большие габариты и зависимость некоторых моделей от электроснабжения.

Конструкция пиролизного котла

Классическое устройство пиролизного котла состоит из следующих элементов:

• Топочная камера, состоящая из двух частей. В первой непосредственно происходит процесс пиролиза, то есть разложения топлива на твёрдый остаток и газ, который подаётся во второй отсек топки и, смешиваясь с воздухом, усиливает теплоотдачу. Располагаются они одна над другой.
• Колосниковая решётка, которая разделяет два отсека топочной камеры. Как правило, её изготавливают из чугуна или огнеупорной керамики.
• Каналы подачи воздуха: первичного (в камеру пиролиза) и вторичного (в камеру сгорания газа).
• Водный теплообменник и двумя патрубками. Под этим элементом подразумевается слой воды в двойных стенках пиролизного котла.
• Дымоход, через который отходы сгорания выводятся из помещения.
• Автоматика контроля за температурой и давлением.
• Вентилятор для нагнетания в камеру сгорания воздуха и дымосос для вытягивания остатков горения.

Рис. 1

Поэтапная работа пиролизного котла

Работа отопительного устройства начинается с закладки через дверцу в камеру сгорания (первый отдел топки) топлива. Поленья или брикеты укладываются прямо на колосник и поджигаются любым способом. После этого дверца закрывается, но в топку продолжает поступать воздух через открытый воздушный канал. Это называется - первичная подача воздуха. От уровня силы подачи воздуха в обе части топочной камеры и зависит мощность прибора.

Когда пиролизный котёл выходит на режим, то есть когда пламя охватывает весь объём топлива, воздушный канал перекрывают. Именно с этого момента и начинается пиролиз, когда горит лишь малая часть, но выделяемого тепла хватает для термического разложения оставшегося объёма топлива.

Горячий древесный газ попадает во вторую часть топки (камера дожига или газификации), где смешивается с воздухом, который поступает из вторичного канала подачи воздуха. Из-за контакта с кислородом он вспыхивает и сгорает с выделением большого количества тепла. Во время тления топлива и горения древесного газа и происходит нагрев водяного теплообменника. В зависимости от конструкции пиролизный котел работает как отопительный прибор (водяное отопление) либо как водогрейный.

Далее остатки перегоревшего пиролизного газа естественным путём или при помощи установленного в дымоходном канале вентилятора (дымососа) выводятся из прибора за пределы помещения. Ниже приводится схема работы пиролизного котла, на которой с помощью стрелок показано движение воздуха и тепла. Изменение цвета с голубого на красный подразумевает повышение температуры.

Рис. 2

Изготовление пиролизного котла своими руками

Одним из самых больших недостатков пиролизных устройств является их высокая стоимость. Даже простейшие модели стоят более 50 000 рублей, что для многих домовладельцев становится непреодолимым препятствием.

Самодельные пиролизные котлы стоят значительно дешевле, но изготовление их сопряжено с некоторыми сложностями. В первую очередь, это необходимость точно следовать конструкторским параметрам.

Ввиду большой сложности работы устройства, не имеющим специального образования людям не стоит заниматься самостоятельными расчетами, а воспользоваться чертежами, находящимися в открытом доступе.

Чертежи самодельных пиролизных котлов

Наиболее популярна схема, которая показывает работу оборудования конструкторов Беляева и Попова, которые несмотря на общие принципы работы обладают определёнными конструктивными различиями.

Схема оборудования позволяет изготовить отопительное устройство мощностью 40 кВт. Размещённый в сети Интернет чертёж содержит все необходимые размеры и адаптирован под лазерную сварку. К тому же классическая схема пиролизного котла работающая по принципу Беляева позволяет знающим людям изменять некоторые параметры схемы (кроме объёма прибора), адаптируя её под конкретную ситуацию. Принцип действия пиролизного котла Беляева предполагает работу пиролиза в самом образцовом его проявлении.

Рис. 3

Котлы конструкции Попова часто называют "термохимические установки" (ТЭУ) и работа их также основана на принципе пиролиза. Они успешно используются не только для отопления, но и для просушки сельскохозяйственной продукции и пиломатериалов на складах и лесопилках. Часто данная схема пиролизного котла используется и как утилизирующие камеры.

Основные конструктивные отличия отопительного устройства по схеме Попова заключаются в следующем:

• Регулировка теплообменника происходит механическим путём, что позволяет ему работать независимо от системы электроснабжения.
• Камера дожига (газификации) разделена горизонтальной перегородкой.
• Отопительный агрегат оснащён 3 регуляторами-воздуховодами. Первый (нижний окислитель), в виде труб малого диаметра, расположены под дверцей закладки топлива и регулирует подачу воздуха в камеру пиролиза. Во время действия агрегата у основания нижних окислителей необходимо укладывать негорючий изолирующий материал (песок, золу и пр.) для предотвращения возможного возгорания от искр.

  Второй (верхний шибер) в котле Попова расположен в патрубке дымохода и предназначается для контроля за скоростью выхода отработанных газов из устройства.

  И, наконец, третий регулятор (внутренний шибер) расположен по центру корпуса прибора и позволяет избежать попадания дыма в помещение. Он имеет небольшой диаметр и выглядит, обычно, как круглое отверстие диаметров 1-2 см, закрытое специальной заслонкой.

• Вентиляторы и дымососы отсутствуют, так как необходимая тяга обеспечивается высотой дымоходной трубы (не менее 7 м).

Особенность работы пиролизных устройств Попова заключается в том, что после первоначальной закладки небольшого объёма топлива все воздуховоды открыты до тех пор, пока прогорание не пройдёт, минимум, наполовину. После этого следует ещё один заброс максимального количества топлива и закрытие через 5-10 минут всех регуляторов.

Как показывает практика при работе на древесине котлы Попова не требуют повторной закладки топлива в течение 10-12 часов. Периодически (не чаще 1 раза в час) центральный регулятор открывается на непродолжительный срок.

Одной из самых положительных черт пиролизных котлов Попова является возможность использование влажного (до 65%) топлива. Чем выше уровень влажности, чем ниже эффективность действия котла.

Ниже приведена общая схема пиролизного агрегата Попова и технические данные, позволяющие не только определиться с расположением основных элементов, но и рассчитать габариты агрегата в зависимости от желаемой мощности.

Рис. 4

Материалы и оборудование, необходимые для устройства пиролизного котла

Сложность изготовления пиролизного котла предполагает не только четкое следование чертежу, но и обширный набор материалов и инструментов.

В частности, для сборки обязательно понадобятся:

• Сварочный аппарат постоянного тока.
• Электроды.
• Электрическая дрель и набором свёрл разного диаметра.
• Болгарка с шлифовальным (125 мм диаметром) и отрезным (230 мм диаметром) кругами.
• Металлические листы толщиной не менее 4 мм. В случае если металл будет тоньше он быстро выгорит и прибор придёт в негодность.
• Трубы из нержавеющей или легированной стали диаметром согласно используемому чертежу (от 5 до 50 см).
• Полосы стали разной ширины и толщины, металлические уголки.
• Дымоходная труба заданного чертежа диаметра и длиной не менее 4-5 м.
• Кирпичи и бетонный раствор для устройства фундамента под котлом.

Особенности установки самодельного пиролизного котла

Собранное своими руками отопительное или водогрейное устройство не рекомендуется устанавливать в жилом помещении. Даже при точном действии следования чертежу и использовании высококачественным материалов нельзя гарантировать его полное соответствие требованиям пожарной безопасности.

Пиролизный агрегат имеет приличный вес и потому обязательно устанавливается на кирпичный или бетонный фундамент. Даже при наличии изолирующего слоя расстояние между мебелью, стенами и корпусом прибора должно составлять не менее 20 см.

В помещении, где устанавливается самодельный пиролизный котёл, необходимо организовать дополнительное вентиляционное отверстие общей площадью не менее 100 кв.м. Также перед дверцами топочной камеры должен находиться защитный слой из негорючего материала.