Чертежи пиролизных котлов видео. Цены на чертежи котлов большей мощности. Преимущества пиролизного отопительного оборудования.

В последнее время всё большую популярность среди владельцев частных домов, магазинов и небольших производств, приобретают .

Этот вид твердотопливного отопительного оборудования является наиболее перспективным по целому ряду причин:

• его коэффициент полезного действия составляет более 90 %;
• топливо, сжигаемое в его топках, а речь идёт преимущественно о пеллетах, экологичное и дешёвое;
• современные технологии делают возможным создавать настолько совершенные котлы, что их можно устанавливать даже в городских квартирах.

Учитывая всё это, не удивительно желание людей сделать такой агрегат своими руками. Итак, давайте разберёмся, можно ли в домашней мастерской изготовить исправно работающий пиролизный котёл.

Этапы работы пиролизного котла

Этот агрегат в своей работе использует принцип разложения твёрдого органического топлива на кокс и пиролизный газ, с дальнейшим дожиганием последнего.

По сути, процесс образования тепла делится в таком котле на два этапа:

1. Обычное горение твёрдого органического топлива в первой топке при недостаточной подаче кислорода (тление с выделением большого объёма пиролизного газа).
2. Горение летучих веществ во второй топке.

Управление не сложнее, чем газовым или электрическим. Контроль процесса горения производит термостат и регулирует его интенсивность, открывая или прикрывая заслонку, через которую подаётся воздух в первую топку.

Своей экологичностью данный агрегат обязан тем, что большинство вредных веществ, золы и сажи остаётся в виде кокса в первой топке и не попадают в атмосферу.

Устройство и схема

Две камеры твердотопливного пиролизного котла могут располагаться по-разному, в зависимости от вида подачи воздуха в обе топки:

• благодаря наличию естественной тяги;
• с принудительной подачей воздуха при помощи вентилятора.

Установки, работающие на первом принципе, состоят из нижней первичной камеры сгорания и верхней вторичной, при этом воздух идёт снизу вверх.

Второй принцип предполагает размещение первичной камеры сверху, а вторичной - под ней, при этом воздух нагнетается сверху вниз.

Методика подвода воздуха к камерам горения

Особое внимание следует предъявить к таким показателям, как диаметр и высота дымохода, особенно это касается котлов, работающих на естественной тяге.

Её должно быть достаточно для преодоления сопротивления котла и дымоходной трубы, а также для создания разряжения внутри топки порядка 16 – 20 Па. Диаметр дымохода должен соответствовать выходному патрубку, а его высота составлять 5 и более метров.

Что касается принудительной подачи воздуха, то она может быть осуществлена по трём различным схемам:

1. Установка нагнетательного вентилятора (самый дешёвый вариант).
2. Установка дымососа на выходе из котла (наиболее безопасная конструкция, поскольку не допускает выброса пламени в сторону оператора при открытии дверей топки).
3. Установка вентиляторов с обеих сторон (чаще применяется на котлах большой мощности).

Управление горением

Автоматика управления котлом должна быть по возможности более качественной, поскольку от её исправной работы зависит не только тепло в доме, но и безопасность жильцов.

Процессор способен управлять режимами продувки, насосом перекачивающим теплоноситель в системе отопления, оборотами вентиляторов, к нему можно подключать комнатный термостат. По желанию владельца можно переходить из автоматического режима управления на ручной и наоборот.

Форсунка пиролизного котла представляет собой щелевидный проём между камерами газификации и сгорания, через который принудительно осуществляется подача пиролизного газа.

Способы самостоятельного изготовления

В сети можно встретить массу вариантов изготовления пиролизных котлов из самых разных подручных материалов. Рассмотрим самые распространённые из них.

Первый вариант – это простой котёл из газового баллона. Казалось бы, округлые стальные ёмкости из достаточно толстой стали идеально подойдут для изготовления топок, тем более что мастеру самодельщику не просто придать нужную форму железному листу толщиной в 5 мм, а тут уже почти всё готово.

Но, к сожалению, ничего хорошего из этой затеи не выйдет. Обычная конструкционная сталь, применяемая для изготовления баллонов, не обладает необходимым уровнем жаропрочности и химической стойкости, поэтому стенки топок, сделанных из них, быстро прогорят.

Но найти применение баллону в отопительной системе все же можно. Из него выйдет отличный топливный резервуар для котла, работающего на отработке.

Второй вариант – пиролизный котел из кирпича. Такой пиролизник обладает коэффициентом полезного действия до 90%. Такой показатель достигается благодаря высокому уровню тепловой инерции кирпича, позволяющему поддерживать в камерах газификации и сгорания оптимальный температурный уровень вне зависимости от интенсивности протекания термохимических реакций внутри них.

Кроме того, кирпичный котёл можно переделать таким образом, чтобы вышло две камеры газификации. И сделать так, чтобы они работали на различном – одна на дровах, а вторая – на угле.

Благодаря различной продолжительности газообразования, а также сдвигом во времени загрузки топлива можно добиться того, что котёл никогда не будет выстуживаться.

И третий вариант –минипечь, работающая на опилках, стружке, тряпье. Изготавливается из пары банок из-под консервов различного диаметра, вставленных друг в друга. В нижней баночке тлеет топливо, а в отверстия, пробитые ножом в днище верхней, затягивается пиролизный газ и сгорает там.

Материалы и инструменты

Набор инструментов и расходников зависит от того, какую разновидность котла было решено сделать.

К примеру, для того, чтобы изготовить цельнометаллический пиролизный котел длительного горения своими руками, понадобятся:

• сварочный аппарат;
• мощная «болгарка» с отрезными и шлифовальными кругами;
• электрическая дрель;
• электроды;
• управляющая автоматика;
• дутьевой вентилятор;
• листовой металл толщиной в 3-4 мм;
• набор толстостенных труб диаметром в 20, 32, 57 и 159 мм;
• стальная полоса30Х4 мм 80Х5 мм;
• стальная профтруба 60Х30Х2 мм и 80Х40Х2 мм;
• шнур из асбеста;
• стальной прут;
• штамповочный кирпич;
• схема котла.

Для кирпичного пиролизника понадобятся немного другие расходные материалы:

• кирпич керамический;
• кирпич шамотный;
• стальной лист толщиной в 4 мм и более;
• колосники из чугуна;
• вентилятор наддува;
• управляющая автоматика;
• дверцы топки и поддува;
• схема котла.

Нюансы сборки

В первую очередь следует составить подробный чертёж будущего агрегата. После чего подбираются или изготавливаются все детали котла, согласно разработанному чертежу.

1. Для изготовления обеих камер лучше всего подойдёт легированная жаропрочная сталь, имеющая толщину не менее 5 мм, однако, для удешевления конструкции можно пользоваться и простой углеродистой сталью, только обязательно следует выложить нижнюю часть камеры газообразования и днище камеры сгорания, на которое направлен огненный факел, при помощи огнеупорного кирпича.
2. Водяная рубашка, крышка, дверцы варятся из стали толщиной в 3 мм.
3. Внутрь водяной рубашки следует поместить жаротрубный теплообменник, для изготовления которого идеально подходят бесшовные трубы, диаметром 48 либо 57 мм, выполненные из углеродистой стали.
4. Обеим камерам следует придать по возможности более округлую форму, поскольку не отапливаемые углы существенно снижают КПД.
5. Сопло форсунки выполняется в виде продольной щели, поскольку такая форма меньше способствует засорению золой, чем круг.

Людям, которые решили использовать для обогрева своих домов и сооружений пиролизные котлы, для их полноценной и продолжительной работы, следует выполнять ряд несложных правил:

1. Дымоход лучше делать высотой от 5 до 7 метров и выше из сэндвич-труб.
2. Впервые протапливать котёл следует с максимальной мощностью, на протяжении не менее 5 часов, при этом помещение должно хорошо проветриваться.
3. Чистка дымохода проводится каждые пару месяцев.
4. Укладывать дрова в камеру газообразования следует как можно плотнее.
5. Чистка маленького котла проводится скребком либо щёткой из металла, а больших агрегатов – сжатым воздухом, с открытой дымовой заслонкой.
6. Перед окончанием отопительного сезона топливо полностью выжигается, а, как только конструкция остынет, проводится чистка котла. Все движущиеся части смазываются.

Самодельные пиролизные котлы пользуются всё большей популярностью по причине дороговизны подобных котлов, изготовленных в заводских условиях. Единственным недостатком таких агрегатов можно считать только их требовательность к подготовке топлива (его влажность не должна превышать 25%).

Ну, а в остальном изготовленный самостоятельно пиролизный котёл станет достойной альтернативой любому из представленных на рынке разновидностей готовых отопительных агрегатов.

Смотрите видео, в котором подробно показывается, как сделать пиролизный котел своими руками:

В регионах, отдалённых от централизованного отопления, раньше каждый дом оборудовался твердотопливным котлом. Топили его углём и дровами. К сожалению, такая конструкция не была лишена недостатков. Основным являлось неудобство при использовании.

Внимание ! Довольно часто люди устанавливают электрические отопительные приборы, но стоит признать, что отапливать с их помощью дом — довольно затратное предприятие.

К счастью, есть достойная альтернатива в виде пиролизного котла, который можно сделать своими руками. Основные схемы и чертежи будут представлены в этой статье. Устройства такого класса могут вырабатывать тепло за счёт сжигания дров или специальных брикетов. Мало того, можно использовать отходы с деревообрабатывающих фабрик.

Что собой представляет пиролизный котёл

Как работает

Со схем и чертежей пиролизной отопительной системы можно понять основные принципы её работы. Но чтобы создать это устройство своими руками, в нём необходимо разобраться более подробно.

Процесс, который происходит внутри пиролизного котла, сделанного своими руками по чертежам и схемам, представленным в статье, функционирует благодаря сухой перегонке. Когда температура достигает 500-600 градусов по Цельсию — начинается процесс разложения. Его результатом являются два вещества — газ и природный кокс.

Созданный внутри конструкции газ смешивается с атомами кислорода. Благодаря этому начинается горение. Конечно же, чтобы всё прошло по схеме — внутри камеры, сделанной своими руками по чертежам и схемам, должна быть соответствующая температура.

Пиролизный газ, создаваемый в котле, сделанном своими руками, вступает во взаимодействие с углеродом. Это, в свою очередь, запускает реакцию. Но чтобы это стало возможным устройство должно быть сделано чётко по чертежам и схемам.

Результатом пиролизного процесса, который происходит в котле длительного горения, сделанном своими руками по популярным чертежам и схемам, образуется дым, но он не содержит каких-либо вредных соединений. Поэтом вред, наносимый, окружающей среде минимален.

Важным достоинством пиролизного котла, сделанного своими руками по чертежам и схемам, является то, что он практически не вырабатывает отходов. При этом выделяется немалое количество тепловой энергии, благодаря которой можно отопить немалую площадь.

Пиролизный процесс относится к классу экзотермических. В общем, так называются все процессы, в результате которых происходит высвобождение тепла. Но не всё так просто. Дело в том, что это тепло необходимо для того, чтобы осуществить дополнительный прогрев и сушку топлива.

Преимущества и недостатки

Есть важные нюансы, о которых нужно знать, перед тем как мастерить пиролизный котёл по чертежам и схемам. Начать нужно с достоинств и недостатков, которые имеет конструкция.

К плюсам пиролизных котлов, сделанных своими руками, можно причислить:

• Поддержание заданной температуры теплоносителя на протяжении длительного периода.
• Большой объём загрузочной камеры.
• Высокий КПД.
• Возможность утилизации отходов деревообрабатывающей промышленности в пиролизном котле, сделанном по чертежам.

Тем не менее, чтобы пиролизный котёл, сделанный своими руками, работал как нужно необходимо, чтобы в топливе было не более 30 процентов дополнительных компонентов.

Любая конструкция имеет свои недостатки, в данном случае к ним можно причислить:

• большие габариты,
• зависимость от наличия сети,
• требовательность к топливу.

Также к недостаткам пиролизной системы можно причислить высокую стоимость покупки. Но её можно значительно снизить, если создать устройство своими руками по чертежам и схемам.

В пиролизный котёл, сделанный своими руками по схемам и чертежам нельзя класть непросушенную древесину. Дело в том, что при высокой влажности пиролизной реакции не происходит. Даже при малом проценте резко падает КПД. Это происходит потому, что тепловая энергия превращается в пар.

Необходимость подключения к сети объясняется тем, что устройство должно иметь вентилятор. Именно он позволяет обеспечить принудительную тягу пиролизному котлу, сделанному своими руками по чертежам и схемам.

Создаём пиролизный котёл

Разбор схем и чертежей

Чтобы создать пиролизный котёл своими руками, важно тщательно изучить схемы и чертежи. Именно по ним вы сможете подобрать конструкцию и максимально точно определить количество нужных для строительства материалов.

На схеме и чертеже пиролизного котла отображены основные элементы, без которых невозможно построить конструкцию своими руками:

• регуляторы,
• дымовые каналы,
• отверстия для воздуха,
• трубы для подачи воды,
• трубы для отвода воды,
• камера сгорания,
• вентилятор.

Очень важно при изготовлении пиролизного котла своими руками придерживаться чертежей и схем. Дело в том, что это сложное устройство, в котором будут происходить высокотемпературные процессы. Поэтому малейшая ошибка может обратиться аварийной ситуацией.

Для частного дома будет достаточно пиролизного котла, мощность которого составляет 40 кВт. Не стоит стремиться к большой мощности. Дело в том, что в таком случае конструкция становится значительно сложнее. Мало того, конечная стоимость также увеличивается.

Выбор мощности пиролизного котла, который вы собираетесь создать, влияет на размер ключевых деталей на чертеже или схеме. От правильного подбора размеров зависит нормальное функционирование устройства.

Совет ! Если вы владелец маленького домика, то можно остановить свой выбор на котле с мощностью в 30 кВт. Этого будет более чем достаточно.

Инструменты, необходимые для изготовления котла своими руками

Чтобы своими руками сделать конструкцию, работающую на основе пиролизной реакции по чертежам и схемам, необходимо запастись некоторым инвентарём. Для воплощения задумки в жизнь, вам понадобятся следующие материалы и инструменты:

• болгарка,
• сварочный аппарат,
• шлифовальные круги,
• электрическая дрель,
• электроды,
• трубы различного диаметра,
• полосы стали,
• термодатчик,
• вентилятор,
• металлические листы.

Это базовый набор, который необходим, чтобы создать пиролизную систему своими руками по схемам и чертежам. Конечно же, в процессе работы может возникнуть необходимость в дополнительных инструментах и материалах.

Внимание ! Толщина стали для корпуса должна быть 3 мм, а лучше 4.

Тонкости сборки

После того как вы выберите подходящую схему, можно будет приступить к сборке. При этом необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

1. Отверстие, через которое в топку будут попадать дрова и брикеты должно располагаться немного выше, чем у обычных твердотопливных конструкций.
2. Не забудьте про ограничитель. Его главная задача — это контролировать количество воздуха. Для его создания нужна семидесятимиллиметровая труба в сечении. Её длина должна быть больше корпуса.
3. К ограничителю приваривается диск. Элемент должен быть выполнен из стали. Место приваривания — низ конструкции. В результате у вас получится зазор в 40 мм. Чтобы установка ограничителя стала возможной необходимо сделать дырки в соответствующих местах крышки.
4. Лучшей формой для отверстия, через которое будут загружаться дрова является прямоугольник. При этом важно не забыть о дверце. Она должна иметь специальную накладку для лучшей фиксации.
5. Также в конструкции необходимо предусмотреть отверстие, через которое будет удаляться зола.
6. Трубу для теплоносителя нужно сделать с изгибом. Это позволит повысить отдачу тепла.

Ещё одним важным элементом согласно любой схеме и чертежу является вентиль. С его помощью вы сможете контролировать количество теплоносителя, поступающего внутрь. Поэтому лучше всего расположить его в удобном и легкодоступном месте. Сам алгоритм создания пиролизного котла своими руками по чертежам вы можете увидеть на видео внизу.

После сборки огромное значение имеет первый запуск. Лишь после того, как вы убедитесь, что в продуктах горения нет угарного газа, можно будет утверждать, что всё сделано правильно. Для этого лучше использовать специальное оборудование.

Итоги

Создать котёл, работающий на основе принципа пиролиза можно своими руками. Но перед тем как начать работу необходимо написать проект. Основную роль в нём будет играть рисунок со схемой изделия и размерами.

Пиролизный котел – один и самых перспективных на ближайшую перспективу: его КПД может превышать 90%, топливо (преимущественно пеллеты) дешево и экологично, оно изготавливается из отходов растительной биомассы. Современные технологии позволяют производить пиролизные котлы, пригодные для установки в городской квартире, но устройство таких агрегатов (см. рис.) весьма сложно, а цена высока. Поэтому наличествует большой интерес к теме: можно ли и как сделать такой полезный отопительный прибор своими руками?

Зачем эта статья?

Пиролизный котел – не печка с водогрейкой. В нем закручен, в буквальном смысле слова, целый клубок сложных процессов. И разработка работоспособного котла – серьезнейшая инженерно-конструкторская задача, требующая солидных знаний, опыта, месяцев, если не лет, напряженного труда и немалых затрат на эксперименты и обкатку готовой конструкции. Векового опыта и проверенных поколениями технических решений, как для традиционных печей, тут нет.

Примечание: Информацию о более простых печах длительного горения, эффективность работы которых основана на пиролизе, можно найти .

Чертежи пиролизного котла в свободной раздаче если и найдутся, то лишь 2-3 общих вида плюс 3-4 разреза. Имея соответствующее образование, опыт работы и посидев месяц-другой в ACAD’e и CorelDraw, деталировку можно составить самому. Но спецификаций все равно нет, из какого материала делать ту или иную деталь, можно только догадываться, либо просчитывать весь агрегат заново.

Авторы конструкций за полный комплект техдокументации просят, как правило, не очень дорого . На кофе больше уйдет, если «доковыривать» самому. Но как по ознакомительным картинкам определить, будет ли оно работать вообще, насколько эффективно и подойдет ли мне, к моим конкретным условиям и требованиям?

Аналогичные вопросы возникают у тех, кто решил купить себе пиролизную печь или котел. Производители с продавцами предлагают их наперебой, по данным обследования и замеров на месте подберут подходящую модель. Но где гарантия, что у конкурентов не найдется дешевле, экономнее и надежнее? Обратите внимание на правую часть рисунка выше. Там разрезы топок двух моделей котла одной и той же фирмы, а внешний вид почти одинаков. Какая лучше подойдет вот для этого именно дома? С холодильниками-стиралками более-менее понятно, это бытовуха привычная, а котел как выбирать?

Так вот, данная статья как раз и предназначена для того, чтобы дать и неподготовленному читателю ясное представление: что же это такое – пирокотел, что там у него внутри находится, что происходит, как все взаимосвязано и взаимодействует, на что и как влияет конструкция каждого из составляющих агрегат узлов. И дать возможность со знанием дела выбрать или модель для покупки, или прототип для повторения, или еще подковавшись «по книжкам», взяться за самостоятельную разработку.

Примечание: понятие котел отопления означает, что водогрейный контур, во-первых, полнопоточный, т.е. котел выдает расход горячей воды, необходимый для непрерывной работы системы отопления. Во-вторых, водогрейный регистр – неотъемлемая часть конструкции. В , к примеру, можно встроить водогрейку, но только для ГВС, и с накопительным баком. А можно потом и убрать, печь как грела и варила-жарила, так греть-стряпать и будет. А из котла водогрейку не уберешь, без нее, или с пустым контуром, он без аварийной автоматики прогорит или взорвется. В-третьих, варочной поверхности в котле нет и быть не может, все тепло уходит на обогрев.

Пиролиз и газогенерация

Принцип работы пирокотла основан на явлении пиролиза – термического (при повышенной или высокой температуре) разложения веществ сложного химического состава без участия дополнительных реагентов. Попросту говоря, молекулы вещества от нагрева расщепляются на более простые и легкие части. Применительно к органике в топке это значит, что продукты пиролиза гореть будут легче, сгорать полнее и тепла дадут больше.

При чистом пиролизе распад закладки топлива происходит без доступа воздуха в специальном сосуде – реторте. Далее пиролизные газы собираются в накопитель – ресивер и по мере надобности используются. По такой схеме были построены немецкие, итальянские и французские пиролизные установки для автомобилей времен войны. Для нагрева реторты использовалось тепло выхлопных газов.

КПД чистого пиролиза не очень высок, т.к. при остывании пиролизных газов часть горючих компонент осаждается. Гореть они могут, но через карбюратор их не протолкнешь. Кроме того, перед выездом нужно было довольно долго греть реторту от постороннего источника, а в поездке не забывать поддавать газку, чтобы давление в ресивере не упало, иначе не заведешься после остановки.

У нас твердого топлива и сейчас в избытке, а тогда было вообще хоть завались, поэтому наши топливные автоагрегаты строились газогенераторными: в реактор загружались деревянные чурки, разжигались чем попало и тлели еле-еле. Тепло для пиролиза давала часть самого топлива, пиролизные газы поступали прямо в карбюратор, а при длительной стоянке просто стравливались в атмосферу.

Важным достоинством газогенераторных установок было то, что их можно было подтапливать на ходу и они работали на любом виде твердого топлива. Автору известен случай, когда водитель полуторки с едва уже дышащим газогенератором (его родной дядя) на прифронтовой дороге попал под обстрел «мессера». В реактор тут же полетели валенки, ватник, ватные штаны, ушанка. Взбодрившийся движок опять потянул как следует, и водила с машиной спаслись. На хохот однополчан водила отвечал по-солдатски философски: «Жить захочешь – и … туда сунешь!»

Современные бытовые пиролизные котлы все без исключения газогенераторные. Иначе получить КПД выше 65-70% не получается. Но название «пиролизные» отнюдь не ошибочно: более 90% вырабатываемого тепла дает сгорание пиролизных газов. Поэтому далее в тексте выражения «пиролизный» и «газогенераторный» употребляются как синонимы, кроме случаев, когда иное специально оговорено.

Примечание: по умолчанию пиролизным считается также любой котел длительного горения на твердом топливе; там большую часть тепла дает также пиролиз. В масляных приборах длительного горения ( или темном печном топливе, к примеру) более половины тепла дает сгорание испарившихся легких фракций, а самые тяжелые, тоже пригодные для пиролиза, оседают в шлам на дне резервуара. Поэтому считать масляные печки пиролизными можно только с большой натяжкой.

Как устроены пирокотлы?

На рис. показано устройство пиролизных котлов самых употребительных типов. Две верхних позиции – котлы с принудительной циркуляцией в рабочем (воздушно-газо-дымовом) тракте, т.е. с принудительной тягой. Две нижние – пиролизные котлы на естественной тяге. Разберемся вначале, что у них у всех общего, а затем перейдем к частностям.

О терминологии

У печников свой язык. Хайло, к примеру, не грубое ругательство, а устье топки специальной конструкции. На рисунках боров – горизонтальная часть дымохода. Шиберы – дроссельные заслонки, регулирующие поток воздуха/газов. Иногда для определенности воздушный дроссель так и оставляют дросселем, а шибером называют его же в газоходе/дымоходе. Применительно к пиролизным котлам газоход и дымоход различают: в дымоходе все уже прогорело до углекислого газа и воды, но еще горячее. В газоходе еще идут термохимические реакции.

Примечание: в других источниках вам может встретиться название «творило». В печном деле это не мешалка-колотушка для теста, а просто-напросто дверца с задвижкой. Вспомните: отворять, затворить. Еще у печников ход печи – это ее рабочий цикл или режим горения в ней. Т.е. двух- или многоходовая печь на самом деле двух- или многорежимная.

Общее

Общий у всех пирокотлов рабочий цикл; любой пиролизный котел работает следующим образом:

• Первичный наружный воздух поступает в камеру газификации, где тлеет топливо.
• Небольшая часть его кислорода расходуется на поддержание тления, обеспечивающего температуру газификации в 200-800 градусов.
• Пиролизные газы поступают через сопло (иногда его по-печному называют хайлом, хотя работает оно совсем не так, как хайло печи) в камеру сгорания.
• В нее же поступает вторичный воздух, и пиролизные газы горят.
• Некоторая часть пиролизных газов при наличии катализатора – частиц свободного углерода из топлива – восстанавливается до угарного газа и окислов азота, на что расходуется тепло.
• Восстановленные компоненты окисляются в камере дожигания, отдавая обратно тепло.
• Прореагировавшие дымовые газы проходят через теплообменник водогрейного регистра, а затем уходят в дымоход.
• Система терморегулирования поддерживает в камере сгорания оптимальную для полного сгорания температуру.

Примечание: не вполне забывшим химию из этого ясно – отбор тепла на этапах газификации, сгорания и догорания неизбежно резко ухудшит КПД установки и даст на выходе вредные и опасные газы. В пирокотле непрерывно крутится огромное количество тепловой энергии, и нам доступно только то, что уже не нужно для самоподдержки рабочего цикла. Самодельный пиролизный котел должен проектироваться с полным знанием и пониманием этого обстоятельства, иначе получится очень плохая и опасная печь. Если где-то увидите чертежи в теплообменником в газификаторе, камере сгорания или дожигателе – в игнор без разглядывания.

Общие для пирокотлов также режимы работы. Их всего три, см. рис.

1. Розжиг. Заслонка (дроссель, шибер) прямого хода открыта. Дымовые газы уходят прямо в дымоход – слева на рис.
2. Рабочий режим, в центре. Заслонка прямого хода закрыта, идет пиролиз. Тяга в газоходе обеспечивается либо принудительно, либо естественным образом.
3. Догрузка топлива, справа. Заслонка прямого хода открыта, но тяга в газооходе сохраняется некоторое время: он разогрет, и вентилятор, если он есть, не выключается. Пиролиз не прекращается. Догрузку нужно производить быстро – кроме того, что цена топлива вылетает в трубу, может пойти угар.

И, наконец, общими для бытовых пирокотлов является также привередливость к топливу и материалам конструкции:

Из термохимии процессов в пирокотлах следует еще один их недостаток: небольшие пределы регулировки мощности при условии сохранения высокого КПД. Форсировать котел по теплу более чем на 50% не выйдет – топливо в газификаторе вспыхнет, и КПД упадет. И снизить ее более чем вдвое тоже не получится: пиролиз затухнет, КПД опять упадет, пойдет угар. Но в средних широтах тепловая мощность систем отопления по сезону должна меняться в 10-15 раз. Так что системы отопления на пирокотлах нужно проектировать в расчете на циклический режим прогрева, и крайне желательно при этом хорошенько утеплиться снаружи ЭППС. Пиролизный котел – детище века энергосберегающих технологий, в избе с земляным полом от него толку не будет.

О материалах

Самодельщику и покупателю нужно знать, что газификатор, камеры сгорания и дожигатель без жаростойкой футеровки долго не протянут. К примеру, на широко рекламируемые и, действительно, очень дешевые котлы на естественной тяге (см. далее) «Буржуй» имеется множество нареканий: за один-два отопительных сезона под камеры сгорания прогорает, литые из чугуна колосники корежатся.

Дешевизна «Буржуя» как раз и объясняется тем, что он не футерован. А состав и технология нанесения футеровки – главный секрет любой котлостроительной фирмы. И немалая доля стоимости готового изделия.

О топливе

Предпочтительные виды твердого топлива для пирокотлов – топливные пеллеты (именно под них проектируются промышленные модели) или дрова. Пиролизный котел на угле с высоким КПД проработает, пока не выйдут все летучие, их же в каменном угле не так-то много, а в древесном почти нет. Затем пойдет простое горение углерода с печным КПД. Высокоэффективный котел длительного горения на угле должен строиться на комбинированном рабочем цикле (на совмещенном ходу), при котором закладка топлива тлеет с поверхности, пиролизный цикл совмещен с горением и происходит непосредственно на гранулах топлива.

Примечание: влажность воздушно-сухой древесины может доходить до 50% Воздушно-сухая значит, что сушилась она на открытом воздухе под навесом; попросту говоря – в поленнице. Пеллеты в заводской упаковке при длительном хранении в неотапливаемом помещении могут натянуть в себя до 30% влаги. И то, и другое для пирокотла слишком много. Довести влажность очередной закладки топлива до комнатно-сухой (8-12%) можно, использовав остаточное тепло борова. Для этого над ним оборудуют самодельную сушилку для дежурной (следующей) закладки, см. рис. По расходам на отопление сразу чувствуется. В приятную сторону.

Здесь же необходимо сказать о пиролизном масле. Оно вовсе не топливо для пиролизных котлов. Пиролизное масло – продукт чистого пиролиза отходов деревообработки: кратковременного, 5-30 с, нагрева в герметичной реторте примерно до 800 градусов. Фактически, это разжиженный древесный деготь.

Теплотворная способность пиролизного масла высока, около 40 000 кДж/кг, а зольность невелика, примерно 0,2-0,3% Стоит оно дешево. Но обводненность – более 0,5%, что для жидкого топлива плохо. И содержание серы более 1%; для бытового топлива это вообще недопустимо. Кроме того, пиромасло имеет довольно сильную кислую реакцию, т.е. разъедает и металлы, и футеровку. Поэтому сжигают его только в промышленных установках с помощью горелок особой конструкции специально под него. Вот тут замена мазута М100 пиромаслом дает до 20% экономии. Но – не дома в бытовом котле.

«Принудительные» котлы

Наддув

На рис. со схемами котлов вверху слева – котел с наддувом: вентилятор нагнетает наружный воздух в газификатор, и вторичный воздух подается в камеру сгорания тоже не снаружи, а от внутренней воздушной магистрали. Давление во всем рабочем тракте выше атмосферного. Преимущества схемы в наддувом:

1. Вентилятор – обычной конструкции, хоть компьютерный.
2. Камера сгорания может быть совмещена с дожигателем, как на схеме, т.к. всегда можно обеспечить избыток воздуха в ней в любом объеме.
3. При использовании жаропрочных спецсталей можно обойтись без футеровки, т.к. температура более 1000 градусов сосредоточена в области около сопла, а у стен – 800-900 градусов.

Но эти же достоинства не позволяют получить КПД более 82-84%. Почему? Возьмите обычный кухонный дуршлаг, переверните его и подставьте под струю воды. Через сито пройдет только ее часть, а довольно много просто скатится по выпуклой сетке – в природе все стремится уйти по пути наименьшего сопротивления. Пустим воду сильнее – через сито протекает столько же, а большая часть стекает с края.

Воздух под давлением также, во-первых, частично просто обтекает закладку топлива, а нутро ее, где самый пиролиз, получает кислорода недостаточно, причем усиливать наддув бесполезно, см. пред. абзац. Во-вторых, в камере сгорания из-за этого же оказывается воздуха не то чтобы чересчур, но многовато. Температура в самой сердцевине факела не превышает 1100 градусов, и самые тяжелые продукты пиролиза не сгорают, а улетают в трубу. Их немного, но КПД 90% и более уже не добьешься.

Чем больше тепловая мощность и, соответственно, размеры котла, тем, по закону квадрата-куба, сильнее падает КПД. Кроме того, если терморегулятор косвенного типа, по температуре воды на подаче, вся система при тепловой мощности более 30-35 кВт теряет устойчивость и может пойти враскачку. Режим сгорания, особенно на слишком влажном топливе, становится пульсирующим, что опасно, и КПД резко падает. Это резко ограничивает применение в котлах такого типа простой энергонезависимой автоматики на биметалле с механикой, см. далее. На мощность более 30 кВт приходится ставить еще и датчик в камере сгорания, дорогую термопару с платиной, и управляющий процессор. Погас свет – погас котел.

Внимание!

Особо нужно сказать об опасности угара от котла с наддувом. Во-первых, раз давление в тракте выше атмосферного, малейшая трещина даст утечку пиролизных газов в помещение. Они не всегда имеют запах, но всегда ядовиты и едки.

Во-вторых, закрытая заслонка прямого хода должна блокировать от открывания загрузочный люк, а после открывания ЗПХ блокировка должна отключаться с выдержкой времени 1-3 мин. Иначе открывшему дверцу для подгрузки топлива в лицо пыхнет теми же пиролизными газами. Т.е., и здесь необходимы электроника и термостойкая электромеханика.

Откачка

Справа вверху – котел пиролизного горения с дымососом. Давление в тракте, соответственно, ниже атмосферного. Разница с наддувом принципиальная, и понять ее поможет тот же дуршлаг под краном, но уже повернутый как надо, чашей вверх. Теперь воде деваться некуда, кроме как в отверстия сита. Откроем еще кран – уровень воды в чаше повысился, давление поднялось, через сито протискивается больше. Имеем саморегулирующуюся систему.

В котлах с дымососом закладка топлива хорошо продувается: куда воздуху труднее проникнуть, там и давление будет ниже, а тяга туда сильнее. Пиролиз идет «аж бегом». Вторичный воздух можно брать снаружи: его давление больше, чем в камере сгорания. Поэтому он, стремясь расшириться, взвихривается (тут работает сила Кориолиса), отлично перемешивается в пиролизными газами и они сгорают, развивая температуру до 1200 и более градусов.

Одно только это (вспомним формулу Карно) даст повышение КПД. Еще его повысит более полное, вследствие высокой температуры, сгорание тяжелых фракций. И появляется возможность сделать «дубовый», только на механике, терморегулятор.

В его основе – термобиметаллическая пластина в водогрейном контуре. При колебаниях температуры она изгибается. От нее идет тяга к дросселю, подпускающему в дымоход наружный воздух. Перегрелась вода – заслонка приоткрылась, мотор крутит, как и прежде, прямо от сети или UPS, но наружный воздух, с более высоким давлением, оттолкнет часть дымовых газов. Давление в газификаторе и камере сгорания повысится, наружного воздуха туда поступит меньше, и пиролиз со сгоранием поутихнут точно в такт.

КПД котлов с дымососом может превышать 90%, а мощность при 100% безопасности и надежности – 100-150 кВт. Но, во-первых, вследствие высокой температуры заметным становится каталитическое восстановление, поэтому без дожигателя никак не обойтись. И весь огневой тракт должен быть основательно отфутерован, во-вторых. В-третьих, дымосос – не вентилятор. Он должен работать при высокой температуре в химически агрессивной среде.

Отставить – внимание!

Догрузку топлива в котел с дымососом можно производить безо всяких предосторожностей. Дверцу загрузочного люка и ЗПХ можно открывать-закрывать в любой последовательности. В худшем случае, вонью шибанет, но не раскаленным ядом.

Теперь, если даже забыть открыть ЗПХ при загрузке, ничего страшного не произойдет: дымосос все равно вытянет пиролизные газы. Нужно только не забыть захлопнуть люк: через 3-4 мин такого режима пиролиз прекратится, и котел нужно будет снова разжигать.

В целом преимущества отопительных котлов с дымососом настолько велики, что большинство промышленных моделей выполняются по этой схеме. Конкурируют с ними на мощностях до 40 кВт только котлы на естественной тяге. К ним мы обратимся ниже, но прежде следует поговорить об электропитании принудительных.

Электричество и UPS

Котлы с принудительной тягой требуют электропитания. Последствия его отключения могут быть двоякими. Если естественная тяга хорошая (вертикальная часть дымохода не менее 5 м), то пиролиз перейдет в пламенное горение и котел будет греть как плохая печка. Если же естественная тяга слабая (а экономия на дымоходе позволяет компенсировать значительную часть стоимости котла), то закладка топлива через несколько минут потухнет. Но перед этим даст много угара, который неизбежно просочится в комнату. Возможно, ночью, когда все спят.

Поэтому для котлов с принудительной тягой необходим источник бесперебойного электропитания – UPS. В заводских моделях он встроенный (обязательно проверьте по техописанию перед покупкой, действительно ли?) Мастеру, решившему сделать пиролизный котел самостоятельно, нужно правильно выбрать компьютерный UPS; специализированный в разы дороже и ничуть не лучше.

«Навороченный» комп с развитой периферией потребляет что-то около 300 Вт. На хорошем UPS он протянет без сети примерно час. За это время можно, к примеру, закончить рендеринг в 3D, сохраниться на диск, отправить файл заказчику, сделать контрольную копию на DVD и распечатку. Но, если заглянуть в спцификацию UPS, там будет обозначено: «Паспортная мощность – 1 кВт». Однако киловаттный утюг от него час не погладит. Он посадит такой UPS за минуту, да еще и аккумулятор с электроникой испортить может. Почему так?

Замерим ток потребления, когда сеть появится и UPS станет на заряд. Он окажется около 4,5 А, что как раз и даст 1 кВт. И полностью посаженный аккумулятор UPS «накачается» всего за 20 мин, т.е. за 1/3 часа. Дело в том, что номинальное количество циклов заряд-разряд аккумулятора обеспечивается при соотношении времени заряда/разряда как раз 1:3. «Акумыч», рассчитанный на 10-часовой разряд (в компьютерных UPS – на часовой) нужно потом заряжать таким током, чтобы полностью «накачать» его за 3 часа. Больше или меньше – количество рабочих циклов сокращается, а стоит аккумулятор для UPS недешево.

Поэтому выбирать UPS для котла по паспортной мощности нужно с трехкратным запасом. К примеру, вентилятор дымососа – 100 Вт. Считаем за 300. Держать мотор UPS должен до полного сгорания закладки топлива; допустим, 10 час. Тогда компьютерный UPS нужен на 3 кВт. В специализированном аккумулятор рассчитан на 10-24 час разряда; такие дешевле сами по себе. Но сам UPS все равно будет раза в полтора дороже компьютерного на 3 кВт. Это, скажем прямо, деньги «за звездочку».

Примечание: отключать звуковую сигнализацию UPS не нужно. Противно, особенно сквозь сон, но безопаснее будет.

Естественные

Пиролизные котлы на естественной тяге предпочтительнее принудительных на мощностях до 25-30 кВт. Они, естественно, дешевле, а проигрыш по КПД в 5-10 процентных пунктов по расходам на отопление при таких мощностях почти не чувствуется, но зато не требуется электропитание. Только нужен дымоход с хорошей тягой, высотой не менее 5-6 м. Если планируется установка котла взамен старой голландки или утермарковки, то котел на естественной тяге – оптимальный вариант.

Однако и здесь нужен выбор из двух различных типов. Первый (слева внизу на рис. со схемами котлов) – с раздельной подачей первичного и вторичного воздуха. Второй (там же справа) – с единым воздушным потоком.

Раздельная подача

Котел с раздельной подачей воздуха кое в чем похож на принудительный в наддувом: интенсивность пиролиза не максимальная, температура в камере сгорания – до 1000 градусов, поэтому можно обойтись спецсталями без футеровки. Камера сгорания совмещена с дожигателем. В целом конструкция проста; КПД – до 80%, но причина уже другая.

Без автоматики, отслеживающей и регулирующей подачу воздуха, оптимальное соотношение подачи первичного и вторичного воздуха достигается только где-то посередине всего времени выделения летучих компонент из топливной массы. Такой автоматикой снабжаются серийные модели; заодно она держит наилучшее соотношение первичного и вторичного воздушных потоков не только по мере выгорания, но и в зависимости от свойств загруженного топлива, поэтому автоматизированные котлы с раздельной подачей воздуха всеядны, а КПД их доходит до 86%. Отключение автоматики вследствие пропадания сети или ее поломки не страшно, просто КПД упадет до 70-75%, а котел можно эксплуатировать без ограничений до ремонта.

Один поток

Котел с единым воздушным потоком сложнее: камера сгорания и дожигатель разделены, нужна качественная футеровка. Так нужно, потому что воздух на пиролиз и сгорание распределяются в пиролизной камере естественным образом: топливная масса берет себе, сколько нужно для пиролиза, а остальное проскакивает мимо нее в камеру сгорания. На расчетном сорте топлива однопоточные котлы дают КПД до 87%

Котел на одном потоке требует точного расчета и/или долгой доводки опытного образца. Он критичен не только к параметрам данной закладки топлива, но и к его сорту. Однопоточные котлы чаще всего рассчитываются на пеллеты, но, для удаленных местностей с «никакой» торговой инфраструктурой и ненадежным электропитанием некоторые производители делают и дровяные котлы.

Самодельную конструкцию можно сделать двух- или многотопливной. Для этого нижнюю плиту футеровки нужно сделать сменной, с разными наборами отверстий для первичного воздуха и соплами для вторичного. Но каких трудов будет стоить ее доводка до КПД хотя бы в 80% – на ночь глядя лучше не думать.

Двухконтурные

Отопление без ГВС – нонсенс. Котлы промышленного выпуска, за редчайшими исключениями – двухконтурные. Проектируя же самодельный пиролизный двухконтурный котел, нужно, во-первых, решить, будет ли контур ГВС полнопоточным или с накопителем, во-вторых, циркуляция в ГВС будет принудительной или термосифонной, в третьих, куда засунуть змеевик-теплообменник.

Первая задача однозначно решается в пользу накопительной системы. И дело не только в том, что тратить топливо, которое денег стоит, на непрерывный подогрев воды, которой пользуются нерегулярно, неразумно. Скорее, дело в том, что воду в полнопоточной домашней ГВС уберечь от вскипания без сложной и дорогостоящей автоматики невозможно. А вскипание ГВС большого объема – серьезная авария с риском для жизни.

Вторая задача также однозначно решается в пользу термосифонно-накопительной системы. Циркуляционный насос требует электропитания. Нет сети – нет горячей воды в кране, и змеевик может закипеть. Это уже не грозит тотальным ошпариванием, но котел чинить придется, что дорого.

Третья задача решается просто: змеевик устанавливают в отопительный контур там, где температура теплоносителя в нем составляет 80-90 градусов. Это выход подачи (справа внизу на рис. со схемами котлов). Так абсолютно исключается вскипание. Но в таком случае система должна быть не сливной, т.е. заполнена антифризом и с закрытым (мембранным) расширительным баком. По эксплуатационным расходам такая дешевле водяной, но ее монтаж и начальная заправка гораздо дороже.

Второй вариант показан на рис. Здесь теплообмеенник ГВС установлен в глухом отсеке между верхом пиролизной камеры и противоточного дожигателя. Вскипание не исключено, поэтому накопитель ГВС должен быть большого объема, от 5 л на киловатт общей тепловой мощности. В таком случае вскипание воды в змеевике обойдется противным бурчанием бака ГВС и паром из его горловины, которая непременно должна быть с дренажным отверстием.

О теплообменниках

Есть две системы теплообменных регистров водогрейных котлов: огнетрубная и водотрубная. В огнетрубной системе дымогарная труба (трубы) проходит прямо сквозь водяной бак. Технологически это проще, поэтому самодельные пиролизные печки с водогрейкой часто делают по огнетрубной схеме, и это плохо.

Для эффективного нагрева воды, и высокого КПД котла, разность температур между газами в трубе и теплоносителем должна быть как можно больше. Если не нужно давление в системе выше атмосферного, то при воде в 90 градусов внутри трубы должно быть не меньше 600. Вывод? Быстро прогорит. Моряки, которым в паросиловых установках нужно не менее 4-5 ати, от огнетрубных котлов отказались еще в конце XIX в.

Водотрубный регистр сделать сложнее: нужны как минимум два бака-накопителя, на подачу и обратку, в которые нужно вварить тесный пучок из многих труб, чтобы дымовые газы как следует запутались в этом лабиринте и хорошо отдали тепло, прежде чем вылетят в трубу. Но теперь необходимый для хорошего теплообмена высокий температурный градиент работает на нас: в паровозном котле на 13 ати внешняя, контактирующая с дымовыми газами, поверхность водяных трубок нагрета всего до 400 градусов. А в бытовом отопительном без избыточного давления хватит и 200, чтобы можно было говорить о КПД более 80%. Вывод? Можно применять обычную конструкционную сталь.

О камерах и соплах

Существенно снижают КПД котлов углы с газификаторе и камере сгорания, именно по углам тепло очень любит удирать без пользы. Вспомните – неотапливаемое помещение обмерзает прежде всего по углам. Поэтому газификатор, камеру сгорания, а лучше всего и дожигатель, нужно делать покруглее. Промышленные котлы большой мощности все целиком выполняют округлыми, см. рис.

Под газификатора в котлах с принудительной тягой нужен сужающийся, чтобы закладка топлива постепенно оседала туда, а зона пиролиза оставалась на месте. В котлах на естественной тяге под плоский с колосниковой решеткой и зона пиролиза плавающая, это одна из причин, почему их КПД ниже.

Теоретически идеальная конфигурация поперечного сечения сопла – круг. Но такое сопло склонно к засорению золой, а частая прочистка не идет на пользу футеровке. Поэтому сопло выполняют в виде продольной щели; от КПД это отнимает всего 1-3 процентных пункта.

О печах из баллона

Округлость емкости для бытового сжиженного газа побуждает к мысли сделать из газового баллона пиролизную печь или котел. Ведь самодельщику очень сложно изготовить округлое изделие из листового металла толщиной не менее 5-6 мм, что необходимо для огневых частей. А толщина стенок баллона вроде подходящая.

К сожалению, не выйдет. Баллоны для бытового газа изготавливаются из обычной конструкционной стали, не обладающей ни жаропрочностью, ни химической стойкостью даже при комнатной температуре. Единственно, для чего корпус баллона пригоден – топливный резервуар для масляной печи на отработке.

Но баллон для пиролизного котла все-таки может пригодится, а именно – как накопитель горячей воды для дачной или банной ГВС. Его небольшой объем в данном случае на руку – быстро нагреется, и на двоих-троих хватит, чтобы ополоснуться под душем после дня полевых работ. А округлая форма хорошо удержит тепло при самой примитивной теплоизоляции.

Пиролиз в кирпиче

Пиролизная с водотрубным теплообменным регистром показана в разрезе на рис. Мелкие зелененькие стрелки – подача первичного и вторичного воздуха по воздушным магистралям из стальных труб с мелкими отверстиями, но наддув и дымосос не нужны; воздух и туда, и туда берется наружный. Кирпичная пиролизная печь дает КПД до 90% на естественной тяге.

Достигается это за счет большой тепловой инерции кирпичной кладки. Оптимальная температура как газификации (боковые камеры), так и сгорания (камера сгорания – посередине) поддерживаются независимо от случайных колебаний интенсивности термохимических процессов. Та же тепловая инерция кирпича-теплоаккумулятора позволяет печи самой подстраиваться под конкретное топливо. Поэтому не нужен и дожигатель.

Кроме того, двухкамерная печь еще и «двуядная»: в камеры можно закладывать разные сорта топлива. Закладки будут сгорать с разной скоростью, только и всего. Или можно одно и то же топливо загружать в обе камеры со сдвигом по времени; тогда печь точно никогда не выстудится. Наконец, прогрев печь, можно давать закладку на 1/5 часть мощности, а форсировать по теплу можно вдвое и более, что дает необходимый диапазон регулирования мощности без автоматики и электропитания.

Наверное, таких замечательных печей можно построить много, а производители котлов только давят рекламой? Вовсе нет. Инженерной методики расчета кирпичных пиролизных печей разработать пока не удается. Каждая – плод раздумий, трудов или просто удачи мастера-печника, умеющего сложить пиролизную печь. Стоимость готового прибора – соответствующая.

Самодельщикам можно дать только самые общие рекомендации:

• Кладка огневой части – только из шамотного кирпича; на рисунке выделено светлым.
• Полная перевязка швов как в каждом ряду, так и между рядами.
• Половинки и трехчетверки – только готовые, с равномерно обожженной со всех сторон поверхностью; сердцевина каждого кирпича должна оставаться внутри.
• Швы в однородной кладке – 3 мм; между шамотом и красным кирпичом и любым кирпичом и сталью – 6 мм.
• – глиняный средней жирности и текучести (сметанообразный); глина и песок – 1:1.
• Песок – чистый белый кварцевый просеянный и прокаленный, горный, карьерный или овражный, с угловатыми или шероховатыми гранулами. Окатанный речной песок не годится.

Возникают эти ограничения из-за опасности образования микротрещин, незаметно выпускающих в помещение угар и пиролизные газы. А склонность печи к микротрещиноватости обусловлена большими тепловыми напряжениями в ее теле. К примеру, округлый речной песок будет сцепляться с глиной на порядок хуже, чем шершавый. Уширение швов кладки ради упрощения порядовки даст концентрацию тепловых напряжений на них, и – те же трещины, и т.п.

Напоследок – печь 007!

«Суперпечка» не согревает граммом угля новорусский особняк. Она изготовлена на скорую руку из консервных банок разного диаметра, вставленных одна в другую, см. рис. Отверстия не обязательно должны быть круглыми и расположенными равномерно по высоте и окружности; их можно просто пробить лезвием ножа. В верхние отверстия во внутренней банке затягивается воздух, в котором хорошо догорают отходящие от тлеющей топливной закладки пиролизные газы, так что печка эта с полным правом пиролизная.

Охотники, рыболовы, туристы, бойцы, прошедшие курс выживания, давно знают эту конструкцию как печку-щепочницу. Широким кругам она стала известна как «печка Бонда», когда агент 007 в какой-то из серий бондианы с ее помощью спас жизнь себе и хорошей героине.

Респект и уважение автору. Статья очень полезная и интересная, Вот только поправить хочется по поводу UPSа так как я полагаю в данном сегменте у меня практики и знаний больше.
Не буду рассказывать о выборе мощности, а заострю внимание на упомянутой автором звёздочке, на самом деле ни какой звёздочки нет, а стоимость упсов для компьютеров намного меньше, (не говоря о способе построения схемы (импульс, трансформатор или ТОР)по одной простой причине, есть такое понятие как качество энергии. Именно потому что Упсы имеют модифицированную форму выходного сигнала они и дешевле, на мелких при сравнении одного и того же способа построения схемы, и даже одного производителя и соответственно одной мощности, разница в цене может достигать 2.5 — 3 раза, между модифицированным и чистым синусом.
Теперь о главном, из-за прямоугольного импульса выходного сигнала, упсы не рекомендуется применять с индуктивными нагрузками, двигателя работают не стабильно, греются и часто выходят из строя, если при работе с малым сопротивлением нагрузки это не так страшно то например холодильники, компрессора и т.д сгорают обычно в течении полу года, а например большинство умных газовых котлов, вообще откажутся работать на UPSе, не зависимо от его мощности. Компьютеры же тоже имеют импульсные блоки питания, по этому они дружат. Так же модификате прекрасно работают лампочки,все современные телевизоры (тоже с импульсными блоками питания) в общем вся без индуктивная техника.
Расчёт аккумулятора и время работы от него оборудования, так же не представляет труда, умножив ёмкость аккумулятора на его вольтаж, узнаем количество запасённой энергии АКБ, данное число делим на обще количество ватт потребителей, получаем продолжительность работы. Либо складываем мощность потребителей, умножаем на нужное нам количество часов, и делим на напряжение АКБ, получаем нужную ёмкость. Пример: Общая мощность вентилятора, насосов и автоматики к примеру 100 ватт, мы хотим что бы при полной нагрузке система при отключении энергии проработала 10 часов 100*10=1000 Вт энергии нужно 1000:12=83А (нужная ёмкость аккумулятора для бесперебойника).

Вопрос! Вот автор статьи пишет: «…Перегрелась вода – заслонка приоткрылась, мотор крутит, как и прежде,
прямо от сети или UPS, но наружный воздух, с более высоким давлением,
оттолкнет часть дымовых газов…» Я не понимаю до конца где именно должна располагаться эта заслонка?? Где то под вентилятором, или где? и насколько это хорошо, и безопасно если котел стоит на кухне? Кто может подсказать.

Самым доступным и недорогим видом топлива для отопления частного дома были и остаются дрова. Но наличие преимуществ использования такого вида топлива не избавляет его от существенного недостатка – традиционным твердотопливным котлам необходимо постоянно скармливать новые и новые порции дров. Быть постоянно привязанным к топке – не очень приятное занятие! Выход был найден с разработкой пиролизных котлов длительного горения.

Что это такое?

Пиролизные котлы относятся к семейству твердотопливных; отличие от традиционных котлов состоит в том, что из топлива предварительно извлекаются горючие компоненты. Процесс горения осуществляется в два этапа: извлечение газа в условиях высокой температуры и низкого содержания кислорода и сжигание смеси разогретых газов и воздуха.

Устройство

Котел представляет собой металлический корпус, в котором имеется две камеры – загрузочная и сгорания. Для защиты от воздействия высоких температур стенки этих камер облицовывают шамотным кирпичом или другим подходящим жаропрочным материалом, например, на основе бетона.

С помощью шамотного кирпича выкладывают дно камеры загрузки, оставляя небольшую щель – форсунку, через которую в камеру сгорания будет поступать пиролизный газ. В качестве теплообменника обычно используют трубчатые конструкции.

Принцип работы

Некоторое количество дров, которое определяется объемом загрузочной камеры, загружают в нее и производят предварительный розжиг при подаче первичного воздуха. Когда топливо загорится, искусственно создают условия с недостаточным содержанием кислорода, благодаря которым из дров выделяется горючий газ. Он представляет собой смесь угарного газа с летучими углеводородами. С повышением давления в загрузочной камере он поступает через форсунку в камеру сжигания. Сюда же подается вторичный воздух. Его смешивание с пиролизным газом, а также высокотемпературные условия обеспечивают воспламенение и сгорание газовой смеси.

При сгорании выделяется тепло, углекислый газ и вода – в большинстве случаев говорят о полном сгорании топлива с выделением «чистых» продуктов горения, перечисленных выше. Тепло через стенки теплообменника передается теплоносителю, в роли которого выступает вода, циркулирующая в системе водяного отопления. Охлажденные продукты горения выводятся через дымоход.

Плюсы и минусы

Преимущества и недостатки такого оборудования, сведенные здесь в одну таблицу, позволят вам более объективно подойти к оценке возможного приобретения.

За и против пиролизных котлов

За	Против
Это так называемые котлы длительного горения: можно загрузить партию дров, которые будут гореть очень долго, около 12 часов (на угле при определенных условиях и еще дольше)	Но за это придется платить кровными. Эти котлы определенно дороже традиционных твердотопливных. Иногда разница в цене составляет 50–100 %
Топливо сгорает практически полностью, а это значит, что мы используем большую часть его энергетического потенциала. К тому же это минимизирует количество отходов и избавляет от частой чистки котла	Используется система принудительного нагнетания воздуха, а это значит, что котел энергозависим, то есть потенциальные перебои электричества превращаются в большую проблему
В качестве топлива могут использоваться крупные дрова. В большинстве случаев можно ограничиваться закладкой неколотого топлива	Эффективность работы котла во многом зависит от влажности дров. Обычное требование – влажность не должна превышать 25 %

В видео ниже представлено еще одно мнение. Не стоит его рассматривать как истину в последней инстанции, но задуматься над отдельными вопросами определенно нужно.

А вот еще одно видео от того же ярого противника пиролизных котлов. Некоторые доводы звучат вполне убедительно, но ко многим нужно относиться критически.

Как видите, эксплуатация такого оборудования может иметь некоторые нюансы. В любом случае перед покупкой котла желательно дополнительно ознакомиться с различными предложениями заводов-изготовителей, благо оных на сегодняшний день немало.

Ассортимент

Продукция представлена широко, т. к. извлечение пиролизного газа известно довольно давно и технология апробирована в химической промышленности. Как правило, большинство крупных производителей котельного оборудования имеют, в том числе, и линейку котлов длительного горения. В таблице ниже мы указали наиболее востребованное отопительное оборудование российских, украинских и немецких производителей. Перед рассмотрением конкретной модели настоятельно рекомендуется провести расчет мощности котла с помощью нашего небольшого .

Популярные модели пиролизных котлов для частных домов

Наименование котла	Краткое описание	Модель	Мощность / примерная отапливаемая площадь, кВт/м2	Примерная цена, руб.
Атом, Мотор Сич	Украинские, для дров размером (380–1000)×(100–410) мм и влажностью до 50 %. Стенки из стали 6–10 мм, защищены керамобетоном	МС-16	8–19/80–190	120 000
		МС-25	13–30/130–300	138 000
		МС-32	16–38/160–380	162 000
Теплогарант, Буржуй К	Российские одноконтурные котлы, отличаются низкой стоимостью	Стандарт Т-10	10/100	40 000
		Стандарт Т-20	20/200	56 000
		Стандарт Т-30	30/300	69 000
Атмос (Atmos)	Чешское оборудование из стали толщиной 3–8 мм, отдельные элементы которого защищены керамическими блоками	DC 15E	10–15/100–150	72 000
		DC 18S	14–20/140–200	81 000
		DC 22S	15–22/150–220	94 000
		DC 25S	17–25/170–250	96 000
Вулкан (Vulcan)	Украинские одноконтурные из стали толщиной 5 мм. Форсунка и зольник изготовлены из высокопрочного жаростойкого бетона	ECO 15	15/80–100	81 000
		ECO 20	20/150–200	85 000
		ECO 25	25/200–250	87 000
		ECO 30	30/250–300	91 000
Диво	Российские пиролизные котлы, могут комплектоваться электроТЭНом, автоматическим или ручным регулятором тяги	10	8–12/100	С ручным регулятором тяги: с ТЭНом – 55 000, без ТЭНа – 49 000. С автоматическим регулятором тяги: с ТЭНом – 66 000, без ТЭНа – 59 000
		18	12–18/185	С ручным регулятором тяги: с ТЭНом – 65 000, без ТЭНа – 59 000. С автоматическим регулятором тяги: с ТЭНом – 76 000, без ТЭНа – 69 000
		30	18–30/300	С ручным регулятором тяги: с ТЭНом – 82 000, без ТЭНа – 75 000. С автоматическим регулятором тяги: с ТЭНом – 91 000, без ТЭНа – 84 000
Траян (некоторые пишут Троян)	Российские котлы длительного горения с возможностью подключения электроТЭНа	Т10	10/90	47 000
		Т15	15/120	51 000
		Т20	20/120–220	56 000
		Т30	30/240–330	70 000
Buderus (Будерус)	Немецкие одноконтурные котлы	Logano S121-2 21	21/210	163 000
		Logano S121-2 26	26/260	166 000
		gano S121-2 32	32/320	177 000
Viessmann (Виссманн)	Еще один титулованный немецкий производитель котлов из стали толщиной не менее 8 мм	Vitoligno 100-S VL1A024	25/250	170 000
		Vitoligno 100-S VL1A025	30/300	220 000
Гейзер	Российские одноконтурные (ПК) или двухконтурные (ПК2) котлы длительного горения	ПК-10 (ПК2-10)	10/100	48 000 (51 000)
		ПК-15 (ПК2-15)	15/150	53 000 (56 000)
		ПК-20 (ПК2-20)	20/200	59 000 (61 000)
		ПК-30 (ПК2-30)	30/300	72 000 (76 000)
БТС	Украинские котлы из стали толщиной 5 мм (класс стандарт) и 6 мм (класс премиум). Керамическая футеровка	БТС-15	15/180	117 000
		БТС-20	20/230	121 000
		БТС-25	25/280	139 000

Предлагаем вам посмотреть небольшое видео о работе котлов Траян.

Немного визуализации работы пиролизных котлов Будерус – на ролике ниже.

И еще о довольно популярных котлах от ТеплоГаранта – Буржуй К.

Да, кстати, есть модели, которые рассчитаны на работу с разным топливом. Это может быть уголь, торф и даже пеллеты. Использование позволяет в значительной мере автоматизировать процесс подачи топлива.

Отзывы

Среди моря заказных отзывов очень сложно найти мнения действительно непредвзятые и основанные на реальных впечатлениях. На что обычно жалуются пользователи:

• обильное образование дегтя вследствие того, что в камере сжигания не поддерживается нужная высокая температура;
• необходимость в установке дополнительной буферной емкости с водой, которая будет аккумулировать избыточное тепло;
• малая толщина стали, что приводит к изменению геометрии корпуса и прогоранию его отдельных частей.

Своими руками

Ниже представлено 25-минутное видео проектирования и изготовления своими руками пиролизного котла. Автор поэтапно описывает процесс сборки, а также рассказывает о трудностях, с которыми пришлось столкнуться.

Возможные ошибки:

• Не тот сплав. Самой частой ошибкой, характерной, кстати, не только для самодельных моделей, является использование наиболее дешевых материалов из черных металлов. Они не относятся к категории жаропрочных материалов, что в конечном итоге приводит к прогоранию конструкции и сложному, а то и просто невозможному ремонту. Необходимо осторожно подходить к выбору марки стали, использовать специальные жаропрочные сплавы. Например, 20Х23Н18 и ему подобные.
• Малая толщина стали. Еще одна ошибка – неверно подобранная толщина стального листа. Этот параметр определяют исходя из распределения температур по котлу, но минимальное значение – около 5 мм. Чем толще, тем дороже, но тогда котел и проработает дольше.

Чертежи

Аттракцион неслыханной щедрости – иначе и не назовешь! У нас вы можете скачать чертежи пиролизных котлов совершенно бесплатно. Это позволит вам при желании собрать сердце отопительной системы у себя на заднем дворе или в гараже.

У нас представлены котлы длительного горения, которые вы можете встретить под маркой Буржуй К. Чертежи котла мощностью 20 кВт можно бесплатно скачать по ссылке ниже.

Смотрите примеры графических материалов на изображениях ниже.

У вас также есть уникальная возможность заказать комплект чертежей на одну из моделей по весьма привлекательной цене. Конечно, это вариант для тех, кто собирается изготовить котел своими руками не только для себя, но и на заказ. Для связи используйте форму, представленную ниже.

Цены на чертежи котлов большей мощности

• 30 кВт – 5 000 руб.
• 100 кВт – 50 000 руб.
• 300 кВт – 75 000 руб.
• 500 кВт – 100 000 руб.

Решение проблемы отопления загородного жилого дома или дачи может быть различным. Далеко не всегда в этом помогут традиционные источники – газ и электроэнергия: их просто может не быть рядом или стабильность снабжения оставляет желать лучшего. Приобретение готового твердотопливного котла требует немалых денег. Поэтому многих интересует вопрос о том, как можно соорудить пиролизный котел своими руками. В качестве топлива он позволяет использовать дрова или отходы древесной промышленности, а также твердотопливные паллеты, изготавливаемые из древесной коры, стружки, хвои, сена и сельскохозяйственных отходов. Но прежде, чем приступить к работе, следует узнать все о пиролизе.

Что такое пиролиз

По сути, этот процесс является сухой перегонкой. Сухая древесина при температуре в пределах 200 – 800 °С и в условиях дефицита кислорода превращается в древесный кокс с выделением пиролизного газа, который в смеси с кислородом служит катализатором процесса горения. Во время пиролиза выделяемый газ вступает в реакцию с углеродом, благодаря чему газообразные выбросы в атмосферу очищаются от вредных соединений. Твердые компоненты древесины выгорают, выделяя при этом тепло.

Пиролиз – процесс экзотермический, что означает выделение тепла: его можно расходовать на обогрев помещения и сушку древесины.

Как правило, в качестве топлива в таких котлах используется древесина – достаточно недорогое и привычное топливо

Преимущества и недостатки пиролизного оборудования

К преимуществам можно отнести следующее:

• благодаря увеличенной загрузочной камере пиролизные котлы способны поддерживать заданную температуру в течение длительного времени;
• продукты горения практически не содержат канцерогенных веществ;
• с помощью такого оборудования можно утилизировать некоторые полимеры,резину, ДВП и ДСП, но их часть в массе основного топлива не должна быть более 30%.

Но существуют и недостатки:

• высокая стоимость оборудования: эту проблему решают, изготавливая пиролизные котлы своими руками;
• большие размеры;
• в качестве топлива можно использовать только сухую древесину: при наличии влаги в ней процесс прекращается, а КПД котла резко снижается, теряется большое количество тепла, которое выходит вместе с паром;
• работа этого оборудования зависит от электроэнергии, питающей вентилятор, необходимый для поддержания тяги.

Процедура пиролизного горения отличается формированием незначительного количества золы и сажи, именно поэтому это оборудование крайне редко требует очистки

Устройство пиролизного котла

В его составе две камеры сгорания, что обеспечивает боле высокий КПД оборудования. Первая камера, предназначенная для загрузки топлива, является пиролизной: именно в ней происходит разделение дров на газообразный продукт и сухой древесный уголь. Газы подаются в следующую камеру, где, смешиваясь с воздухом, усиливают процесс горения. Разделены камеры колосниками, поверх которых укладываются топливные брикеты.

Используемое во время пиролиза верхнее дутье технологическая особенность, которой обладает пиролизный котел: принцип работы основан на создании принудительной тяги с помощью дутьевого электровентилятора или дымососа. Они преодолевают высокое аэродинамическое сопротивление в топке.

Схема устройства несложного пиролизного котла

Схема пиролизного котла

Прежде чем начать сборочные работы, следует подготовиться: составить подробную схему топливного оборудования. Самостоятельно это выполнить по силам только опытному инженеру-теплотехнику, поэтому, чтобы упростить эту задачу, можно воспользоваться готовой схемой, которую можно слегка изменить.

Ниже приведена схема агрегата мощностью 40 кВт. Изменения, вносимые в схему, не должны сказаться на размере внутренней камеры. При его пробном пуске необходимо определить КПД: это несложно сделать, если обратить внимание на характер идущего из трубы дыма. Если запах угарного газа отсутствует – значит все в порядке. Такая проверка должна быть выполнена при различной загрузке пиролизной камеры.

Пример чертежа пиролизного котла

Условные обозначения:

A – контроллер контура котла; B – дверца для загрузки топлива; C – крышка зольника; D - дутьевой вентилятор; E – муфта датчика температурного предохранителя радиусом полдюйма; F – патрубок для аварийной линии; G – подающая магистраль контура котла; H – подвод холодной воды к защитному теплообменнику; K – подвод горячей воды к защитному теплообменнику; L – обратная магистраль контура котла; M – расширительный бачок и патрубок для опорожнения.

Не всегда в качестве теплоносителя используется вода: нередко эту функцию выполняет воздух. Он подается в разогретом состоянии по трубам, а обратно по полу, самотеком. Это удобно, так как при этом отсутствует риск размораживания системы. Кроме того, отпадает необходимость осуществлять контроль герметичности труб.

Определяем затраты

Чтобы получить желаемый результат, придется потратить немало сил и средств: потребуется приобретение отсутствующего инструмента, да и материал нынче не дешев. Но важнее оценить экономический эффект: если осуществить задуманное, можно сберечь около 2000 долларов США. Именно такая разница между затратами на приобретение готового котла и материалов, предназначенных для изготовления его собственноручно. Сложности по составлению схемы агрегата преодолимы: сегодня существует множество фирм, оказывающих такие услуги.

Пиролизный котел с камерой дожига

Какие необходимы инструменты и материалы

Соединять детали, изготовленные большей частью из листового металла, нужно только лишь с помощью электрического сварочного аппарата. Понадобится также электродрель с набором сверл разного диаметра и углошлифовальная машинка (болгарка) с кругом по металлу диаметром 230. В некоторых местах удобнее будет работать болгаркой под круг диаметром 125, но это не обязательно.

Что касается материалов: перечень их довольно широк.

1. Листовая сталь толщиной от 4,0 до 7,5 мм. Допускается применение листов толщиной 4 мм для изготовления внутренних деталей и 3 мм – для корпуса.
2. Труба из углеродистой стали с толщиной стенки 3,5 мм (диаметром 57) – около 8 м.
3. Труба со стенкой 4,5 мм (диаметром 159) – полметра.
4. Труба со стенкой 3,2 мм диаметром 32 – 1 м.
5. Огнеупорный кирпич в количестве полтора десятка.
6. Профилированная труба сечением 60×30 мм со стенками 2,0 – 1,5 м.
7. Профилированная труба сечением 80×40 мм со стенками 2,0 – 1 м.
8. Стальная полоса 4 мм толщиной и 20 шириной – 7,5 м.
9. Стальная полоса 4 мм толщиной и 30 шириной – 1,5 м.
10. Стальная полоса 5 мм толщиной и 80 шириной – 1 м.
11. Электроды сварочные – около 5 пачек.
12. Отрезные круги диаметром 230 для болгарки – примерно 10 шт.
13. Шлифовальные круги диаметром 125 – 5 шт.
14. Дутьевой электрический вентилятор.
15. Температурный датчик.

Вид котла изнутри с пояснениями

В основном, здесь указано все. В процессе работы еще могут понадобиться кое-какие мелочи, но это не окажет серьезного влияния на конечную стоимость.

Правила установки оборудования в соответствии с противопожарной безопасностью

После того, как котел будет собран, его следует установить. При этом важно соблюдать правила пожарной безопасности. В противном случае может возникнуть угроза здоровью и даже жизни людей.

1. Размещать такое оборудование допускается только в нежилых помещениях.
2. Фундамент для установки агрегата изготавливается из бетона или кирпича.
3. Перед топочными камерами следует уложить металлический лист толщиной не менее 1,5 мм.
4. Минимально допустимое расстояние от корпуса до мебели или других предметов, способных поддерживать горение, должно быть не менее 200 мм.
5. В помещении необходимо устроить естественную вентиляцию, способную поддерживать достаточный воздухообмен: для нормального горения необходим свежий воздух, насыщенный кислородом.

Важно, чтобы труба дымохода была хорошо утеплена, в противном случае на его стенках будет образовываться конденсат и осаждаться смолы, что будет снижать КПД оборудования и срок его службы.

Кое-что о пиролизных печах

Крупногабаритные и мощные агрегаты необходимы лишь жителям крупных домов. Для хозяев дачных домиков существует другое решение – пиролизная печь. Она внешне очень схожа с котлом, да и принцип ее работы ничем не отличается. Но габариты и мощность ее значительно меньше – до 25 кВт.

Пиролизная печь – хорошая альтернатива котлу

Чтобы ее соорудить, достаточно 400 шт. керамического кирпича, 100 шт. шамотного кирпича, лист из стали толщиной 4 мм (1,5×6,0 м), 3 шт. чугунных колосника, вентилятор наддува, дверцы для поддувала и топочной, рычажный терморегулятор. Такой печки будет достаточно, чтобы согреть домик зимой. опубликовано