Пиролизный котел – печь длительного горения для частного дома

Твердое топливо в виде дров, угля и брикетов остается актуальным, несмотря на появление других источников генерации тепла. Электричество и газ доступны не везде, да и обходятся дороже. Но малоэффективные дровяные печи и буржуйки, выбрасывающие много тепла в атмосферу, отходят в прошлое. Сегодня большей популярностью пользуется пиролизный котел, отличающийся от них длительностью горения и более высоким КПД. Для комфортного проживания в загородном доме это самый экономичный по расходу топлива и самый удобный в эксплуатации агрегат.

Пиролизные котлы подходят для всех видов твердого топлива Источник eurosantehnik.ru

Принцип пиролизного горения

Для сжигания дров или угля в обычной печи необходим постоянный приток воздуха, вернее, содержащегося в нем кислорода, без которого невозможны процессы окисления, сопровождающие горение. Причем приток должен быть постоянным и достаточным, иначе топливо будет тлеть, а не гореть, выбрасывая в дымоход вместе с дымом огромное количество горючих газов.

Котел твердотопливный длительного горения с водяным контуром работает иначе, он удерживает эти газы, смешивает с воздухом и заставляет сгорать в специальной камере, полностью отдавая тепло на отопление дома. Именно газ, образующийся при медленном сгорании дров, и является основным генератором тепловой энергии. Его температура горения гораздо выше, чем у твердого топлива.

Принципиально пиролизная печь отличается от обычной количеством камер и возможностью регулировать объем поступающего в них воздуха с помощью заслонок. Его приток специально ограничивают, чтобы основное топливо тлело и выделяло горючие газы.

Простейшая схема пиролизной печи Источник sdelaikamin.ru

Как происходит сборка конструкции с водяной рубашкой

Изготовления дымохода осуществляется в следующей поочередности операций:

1. Аккуратно разрезают баллон в верхней части. Из получившегося в результате этого колпака впоследствии изготовляется крышка для котла.
2. Дно баллона оснащается самодельными ножками. Каждую из них перед фиксацией необходимо выставить точно по уровню.

Поршень конструируется в три этапа:

1. Вырезается стальной круг: в поперечном сечении он должен уступать внутреннему диаметру баллона примерно 35-45 мм. Благодаря боковым зазорам пиролизные газы без помех будут просачиваться во вторичную камеру. По центру круга выполняется отверстие под воздуховод: эта труба должна вставляться в него достаточно плотно.
2. Далее проводится сварка друг с другом металлического круга и трубы.
3. Поверх поршневого основания приваривается кусок швеллера.

Для изготовления крышки печи можно использовать верхнюю срезанную часть баллона. На ее поверхности наносится разметка под трубу воздуховода с закрепленным подающим поршнем. При этом необходимо предусмотреть определенный запас для свободного перемещения трубы. По нанесенным линиям производится вырезание. Сбоку самодельная крышка оформляется ручками, для чего используются согнутая в тисках арматура. Теперь можно приступать к установке дымохода вверху импровизированной пиролизной печи. При помощи болгарки делается вырез под заготовку трубы: для скрепления деталей также используется сварка.

На этом основная часть работ по сооружении Бубафони считается оконченной: ее можно запускать в эксплуатацию. Установить печь желательно на заранее обустроенный фундамент.

Сравнение с обычными котлами: плюсы и минусы

Сначала перечислим очевидные критерии, по которым пиролизный котел длительного горения выигрывает у классических дровяных и газовых печей.

• Высокий коэффициент полезного действия: в нем топливо сгорает практически полностью, отдавая все тепло системе отопления, тогда как КПД обычной дровяной печи составляет в лучшем случае 75%.
• Экономия на топливе, обусловленная более высокой теплоотдачей.
• Длительное горение одной закладки: в зависимости от модели котла и объема камеры, он может работать от 5-6 часов до суток, не требуя добавки топлива и поддерживая в помещениях комфортную температуру.
• Отсутствие необходимости в частых чистках: так как дрова сгорают полностью, образуя мизерное количество мелкой золы, чистить печь приходится гораздо реже.

На заметку! Зола из пиролизных печей может использоваться как готовое удобрение для комнатных, садовых и огородных растений.

• Надежность: благодаря простой конструкции поломки случаются редко.

Один из минусов – это необходимость использования только сухих дров, чтобы часть тепла не уходила на их сушку и испарение влаги.

Запас дров на несколько дней держат в помещении для просушивания Источник dumazahrada.cz

Как и обычный котел на дровах, пиролизный агрегат может устанавливаться только на пол. Он довольно тяжелый и большой, и вместе с запасом топлива требует немало места, поэтому для него рекомендуется выделять отдельное техническое помещение – котельную.

Ещё один недостаток заключается в энергозависимости большинства таких агрегатов – для корректной работы они оснащаются вентиляторами и дымососами.

Наконец, котел долгого горения при покупке и запуске в эксплуатацию обойдется дороже. Особенно универсальный, способный сжигать разные виды твердого топлива. Работающий только на дровах – дешевле.

Выводы

Рассмотрев как сделать разные виды пиролизных печей, можно подытожить, что реально сделать только конструкцию из газового баллона. Кирпичную печь самостоятельно построить не получится, слишком сложно. Походный вариант из консервных банок также имеет право на существование, но изготовить его можно только дома, в полевых условиях этого сделать не выйдет. И наконец, печь на отработке – простая, но опасная, требует очень внимательной и аккуратной эксплуатации. Риск достаточно велик, поэтому рекомендовать ее для обогрева гаража мы не беремся.

При наступлении зимних холодов добавляется забот у хозяев частных домовладений, которые несут всю полноту ответственности за обогрев своего жилища. В тех помещениях, где мощность основного отопления слабая или оно отсутствует вовсе (сараи, гаражи), приходится подыскивать недорогие альтернативные способы.

Виды и особенности работы

В отличие от классических котлов, в пиролизных не одна, а две камеры сгорания. Они подразделяются на два вида: с нижним и с верхним горением.

Котел нижнего горения

В верхнюю камеру закладывают топливо, поджигают его и включают вентилятор, который смешивает горючие газы с воздухом и перегоняет их во вторую камеру. Она расположена под верхней и отделена от неё колосниками – решетчатым дном. В ней происходит основное горение, температура которого превышает 1000 градусов, тогда как в загрузочной камере она намного ниже – 500-600 градусов.

Конструктивные отличия обычного и пиролизного котлов Источник ksao.ru

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на проектировании и монтаже каминов и печей

Чтобы дрова не сгорали быстро, доступ воздуха к ним ограничивают с помощью механической заслонки. Топку загружают полностью, так как при малой нагрузке пиролизная печь длительного горения работает не эффективно, а при сжигании топлива образуется много сажи и золы.

Для справки! Если дрова сырые, то при испарении влаги внутренние стенки агрегата покрываются копотью и дегтем, которые снижают теплоотдачу и вызывают затухание огня. Определить качество топлива можно по цвету пламени – он должен быть светлым, желто-белым, а не красно-оранжевым.

Теплоноситель в таких котлах находится в пространстве между двойными стенками корпуса – так называемом наружном теплообменнике. Высокая температура горения и большая площадь нагреваемой поверхности теплообменника приводит к быстрому нагреву воды и хорошей циркуляции в системе.

Котел нижнего горения в разрезе Источник prom.st

Зольника в таких печах нет, так как основная часть продуктов сгорания выбрасывается наружу через дымоход, в нижней камере остается лишь небольшое количество мелкой золы.

Котел верхнего горения

Котел дровяной для водяного отопления с верхней камерой сгорания газов устроен иначе. Обычно он имеет цилиндрическую форму, камеры в нем разделены не колосниковой решеткой, а подвижной трубой для подачи воздуха с диском.

• Перед загрузкой топлива подвижный элемент с помощью расположенного снаружи троса поднимается вверх.
• Дрова загружаются через дверцу и разжигаются.
• Диск опускают прямо на дрова и нагнетают в камеру сжигания воздух.
• При медленном сгорании топлива его уровень в камере понижается, изменяя и положение распределителя воздуха.
• Горючие газы устремляются вверх и, огибая диск, попадают в верхнюю камеру, в которой смешиваются с воздухом и сгорают.
• Интенсивность поступления газов в верхнюю камеру контролируется автоматическим регулятором тяги, определяющим температуру воды в теплообменнике.

Схема котла с верхней камерой дожига Источник stropuva-nn.ru
Такие пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром пользуются меньшей популярностью, чем те, у которых камера горения газов находится снизу. Потому что у них периодически приходится менять подвижный элемент распределения воздуха с диском. Он постоянно подвергается воздействию раскаленных газов и пламени, поэтому прогорает.

Но зато в него можно подкладывать топливо или сжигать бытовой мусор, не дожидаясь, пока прогорит основная закладка. Для этого достаточно поднять диск выше уровня дверцы.

Стоит ли делать своими руками

Если есть необходимые знания, возможности и чертежи, то пиролизный котёл можно изготовить самостоятельно. Среди населения популярна схема пиролизного котла Беляева. Простой эту технологию назвать нельзя, тем не менее она является одной из самых доступных и реализуемых.

Схема котла. Источник фото: balserv.ru

Чтобы изготовить пиролизный котёл своими руками по чертежам, нужно:

• металлическая труба (Д32,57,159 мм);
• профильная труба (20х20, 80х40, 60х30 мм);
• лист металлический;
• шамотный кирпич;
• насос подачи воздуха;
• датчик температуры.

Помимо этого понадобится инструмент, аппарат для сварки. Нужен будет помощник. Сперва изготавливаются листовые части установки, отрезаемые точным инструментом, а затем, следуя пошаговой инструкции, выполняется остальная работа по сборке самодельного котла.

Особенности растопки

Разобравшись, что такое пиролизный котел и как он работает, следует научиться правильно его растапливать. Особенно в первый раз или после длительного простоя. Холодную топку нужно предварительно разогреть, для чего на дне сначала разжигают мелкую растопку и дают ей хорошо разгореться при открытой тяге. Щепу и тонкие поленья подкладывают до тех пор, пока камера не разогреется и в ней не образуются тлеющие угли, способные разжечь основную закладку.

Топку загружают до верха и дают дровам хорошо разгореться, после чего прикрывают заслонку и уменьшают тягу.

Газогенераторные печи

Под «газогенераторными» печами, в Рунете, обычно подразумевают небольшие отопительные приборы, типа Булерьяна, Бренерана или профессора Бутакова.

Вариантов таких устройств множество, объединяет их наличие конвекционных труб, небольшие размеры и то, что подходят они скорее для небольших домиков с 1-2 комнатами, чем для встраивания в полноценную систему с водяной рубашкой.

Строго говоря, газогенераторными их можно назвать с большой натяжкой. Наличие небольшой второй камеры сгорания, где происходит частичное дожигание, ещё не делает их таковыми. Катализатора, подачи воздуха под давлением, а также высоких температур, свойственных пиролизу, здесь не наблюдается. Если сравнить технические характеристики моделей, приведённых выше и конвекционных небольших печек, разница становится очевидной.

Основные критерии для выбора агрегата

Покупка отопительного прибора – дело ответственное, от правильного выбора зависит не только создание комфортного микроклимата в доме, но и простота его поддержания, траты на топливо, безопасность. Зная, на какие характеристики необходимо обратить внимание, будет проще сделать верный выбор. К ним относятся мощность, качество исполнения, продолжительность беспрерывной работы, вид используемого топлива.

• Мощность.

Подбирается в соответствии с отапливаемой площадью. Самый простой расчет мощности основан на следующей зависимости: на 10 м2 требуется 1 кВт при условии, что высота потолков не более 3 метров. Если она больше, добавляют ещё 3-5%. Есть и другие методики расчетов, например, по теплопотерям.

Формула расчета мощности отопительного оборудования Источник авеню116.рф

Совет! Лучше выбирать котлы твердотопливные длительного горения для отопления частного дома с запасом мощности минимум 10%. Например, при площади дома 180 м2 агрегат должен иметь мощность не менее 20 кВт.

• Качество исполнения.

Самыми лучшими считаются котлы с чугунным корпусом – этот сплав меньше подвержен коррозии. Но большинство современных моделей производят из листовой стали, толщина которой должна соответствовать мощности оборудования. Для бытовых агрегатов мощностью не выше 65 кВт достаточно, чтобы толщина внутренних стенок была 5 мм, а внешних 4 мм. С увеличением мощности эти параметры также должны изменяться в большую сторону.

• Количество контуров.

Дровяной котел длительного горения с водяным контуром может обеспечивать не только отопление, но и горячее водоснабжение дома. Для этого он оснащается дополнительным теплообменником, который подключается к системе ГВС.

• Размеры камеры загрузки.

Подбираются в зависимости от вида топлива и требуемой продолжительности горения.

Глубина топки дровяного котла должна быть не меньше длины стандартных поленьев и составлять 50-65 см Источник oboiman.ru

• Цена.

Не стоит упорствовать в выборе только импортного оборудования. Продукция производителей из нашей страны и ближнего зарубежья ни в чем ему не уступает, но стоит гораздо дешевле.

Отзывы

В подавляющем большинстве отзывы владельцев такого типа отопления положительные. В большинстве случаев они отмечают следующие положительные моменты:

• отличная экономия сырья и сохранение бюджета семьи;
• возможность использования чуть более влажных дров, чем те, которые рекомендуются производителями (до 20% влажности при заявленных 12%);
• простота эксплуатации;
• снижение частоты загрузки.

Отпугивает от покупки в основном цена вопроса и недостаточное распространение данного типа в массовом применении. При длительном сроке использования при постоянном проживании в доме цена окупится. Если уделить особое внимание качеству устройства и соблюдению процесса установки, проблем при эксплуатации не возникнет.

Виды твердого топлива

Разные виды топлива имеют разную стоимость, количество генерируемого тепла, продолжительность горения, доступность для определенной местности. Прежде чем выбирать отопительный прибор, нужно решить, что вы будете в нем сжигать. Можно купить универсальный агрегат, но его цена обычно «кусается».

• Дрова.

Котел отопления на дровах допускает использование только сухого топлива с влажностью до 20%. В зависимости от технических характеристик, может допускать загрузку даже неколотых дров. Это самое экологичное твердое горючее, но его минусом является неравномерность и относительно высокая скорость сгорания, которая зависит от породы сжигаемой древесины и её плотности. Средняя продолжительность работы дровяной печи 5-6 часов.

• Уголь.

Топливник для сжигания угля должен иметь вертикальные стенки и высоту не менее полуметра. Все дверцы закрываются герметично. Минусом этого топлива является необходимость поддерживания его равномерного слоя, а так как его трудно разжигать, то новую порцию следует подкладывать вовремя, не допуская полного сгорания до колосниковой решетки. Плюс – очень длительное горение одной закладки, продолжительность которого может достигать суток.

Угольно-дровяной котел ATMOS Источник atmos.by

Для справки! Большинство угольных котлов могут работать и на дровах

• Торфяные брикеты.

В настоящее время дровяное отопление все чаще конкурирует с торфяным. Этот вид топлива выпускают в виде прессованных брикетов. Стоит он ощутимо дешевле каменного угля, а в загрузке гораздо удобнее.

• Пеллеты.

Пеллеты – это топливные брикеты из отходов древесины разной формы и размера. Их достоинства: равномерность горения, высокая теплотворность, минимальное образование дыма, сгорание без остатка. Даже если брикет не прогорел, его можно использовать повторно. Большой плюс заключается и в удобной фасовке, а также в нулевой влажности пеллет.

На заметку! При использовании в качестве основного топлива дров либо брикетов, к ним можно добавлять опилки, но не более 25-30 %.

Цены: итоговая таблица

Технология преобразования твердого топлива в тепло и ГВС серьезно ушла вперед от печного отопления. По экономичности использования, насыщенностью инновационными решениями, экологической безопасности и доступному комфорту пиролизные котлы вполне конкурентоспособны на фоне газовых и электрических аппаратов, а рынок предоставляет выбор на любой вкус и кошелек.

КотлыПиролизные котельные агрегатыТвердотопливные котлы

Коротко о главном

Выяснив, что такое пиролизный котел и в чем его преимущество перед классическими видами твердотопливных печей, можно серьезно подумать о его использовании для отопления дома, мастерской или гаража. При равном объеме горючего он дает гораздо больше тепла, так как газы, образующиеся при сжигании угля или дров, не выбрасываются в атмосферу, а дожигаются в отдельной камере. Для большинства домовладельцев самым важным их достоинством является высокая длительность горения без необходимости подкладывания новой порции топлива.

Что такое пиролиз

Это процесс образования горючего газа и его сжигание в твердотопливных котлах и печах, где при горении дров происходит выделение горячего угарного газа. При условии соединения его с кислородом происходит его сгорание с тепловыделением и образованием углекислого газа.

Источник фото: rpgrant.com.ua

В современной технике это физическое явление широко распространено. Например, функция очистки духовых шкафов работает на этом принципе. Примерно так же работает барботаж. Используя это свойство сгорания топлива производители начали экспериментировать с конструкциями, где топливо не сгорало сразу, а тлело при недостатке кислорода, выделяя CO (угарный газ).

Полученный газ предполагалось сжигать в другой камере. В качестве топлива можно использовать обычные колотые дрова или специальные древесноугольные брикеты (Тюменский пиролизный завод).

Помимо пиролизных котлов, работающих на дровах существуют модели, работающие на угле. Некоторые работают на естественной тяге.