При отсутствии угля и дешевой электроэнергии проблема отопления решается при помощи дров. Кроме того, подорожание природного газа ощутимо ударяет по семейному бюджету. Многие граждане, ранее газифицировавшие свои частные дома, теперь находятся в поисках альтернативных источников тепла. В этом случае поможет пиролизный котел, сделать котрорый можно своими руками или котел на дровах.
Общее понятие
Пиролизный котел обогревает различные помещения в результате сжигания древесины – отходов, поленьев, прессованных брикетов. Газогенераторный котел отличается по своему устройству от привычного твердотопливного оборудования, также сжигающего дрова. Понять выгоду от установки пиролизного котла можно, разобравшись в принципе его работы.
Конструкция
Топка пиролизных котлов делится на 2 части. В первой из них – камере загрузки, при недостаточном количестве кислорода дрова горят и пиролизуются, а выделяющиеся газы догорают во 2 части котла – в камере сгорания, куда подается вторичный воздух. Отвод тепла при этом из камеры загрузки становится минимальным.
Эти два пространства разделены колосником, на котором расположены брикеты. Первичный воздух проходит сверху вниз сквозь слой древесины. Верхнее дутье считается главным отличием между газогенерирующими котлами и остальными бытовыми приборами. Для топок данных конструкций характерно повышенное аэродинамическое сопротивление, потому чаще всего их тяга принудительная. Иногда тяга выполняется с помощью дымососа, а не посредством дутьевого вентилятора, как это характерно для котлов небольших размеров.
Принцип работы
Котел на дровах функционирует на основе принципа термического разложения древесины, который означает, что под влиянием внешних факторов сухая древесина разлагается при горении на твердый остаток в виде угля и летучую часть в виде газа.
В результате процесса, протекающего в камере загрузки при высокой температуре и недостатке кислорода, выделяется генераторный газ. Проходя через сопло, древесный газ смешивается с воздухом вторичным и сгорает при температуре около 1200?. Выделяющиеся газы проходят по конвективной части теплообменника, передавая рабочему телу свою теплоэнергию и далее выводятся через дымоход.
И камера загрузки, и камера сгорания пиролизного котла облицованы огнеупорной футеровкой, а это значительно повышает температуру внутри котла, создавая идеальные условия для качественного и эффективного горения дров.
Основные преимущества
Сегодня для сжигания дров используются различные устройства: теплоаккумулирующие печи, воздушные и водяные котлы. Среди прочего оборудования пиролизные котлы наиболее востребованы среди потребителей. Отличаются пиролизные котлы от привычных твердотопливных аппаратов тем, что в них горит не только сама древесина, но и выделяющийся древесный газ. В процессе сжигания сажа вообще не образуется, а зола – в минимальных количествах, в связи с чем аппарат реже нужно чистить.
Благодаря увеличенной загрузочной камере и более высокому КПД, пиролизные котлы способны поддерживать заданную температуру намного дольше, чем традиционные котлы. Некоторые модели могут работать целые сутки на одной закладке древесного топлива.Эта способность пиролизных котлов является их неоспоримым преимуществом.
Отработанные в котле газы содержат меньше канцерогенных веществ. В ходе горения древесный газ вступает в реакцию с активным углеродом, поэтому на этапе выхода из камеры сжигания дымовые газы представляют собой в основном смесь углекислого газа с водяным паром.
Еще одним достоинством газогенераторных котлов является возможность регулирования мощности в пределах 30-100%. Пиролизные устройства могут утилизировать некоторые отходы без загрязнения окружающей среды. Речь идет о резине, пластмассах и полимерах. Вместе с тем котлы на дровах нуждаются в электропитании, имеют большие габариты и требовательны к топливу.
Эффективность
Известно, что время работы котла варьирует в широком диапазоне в зависимости от определенных факторов: температуры в помещении и на улице, вида топлива, его влажности, утепления дома и от того, насколько точно спроектирована система отопления. Но не вызывает сомнений тот факт, что газогенераторные котлы гораздо эффективнее традиционных.
В процессе сжигания дров невозможно получить такие высокие температуры, как при горении древесного газа, выделяемого их них. Кроме того, для горения газа необходим меньший объем вторичного воздуха, поэтому температура повышается и в результате возрастает эффективность, а также время горения. Следует отметить, что процессом сжигания древесного газа управлять легче.
Топливо
Топливом для пиролизных котлов является древесина длиной 400-450 мм и диаметром в пределах 100-250 мм. Размеры топливных брикетов – 30х300мм. Опилки и мелкие древесные отходы можно сжигать вместе с дровами, однако их не стоит брать больше 30 процентов от объема загрузочной камеры. В таких котлах можно сжигать древесину, влажность которой доходит до 40%.
Топить пиролизные котлы лучше более сухой древесиной, тогда аппарат будет работать на максимальной мощности и срок его службы возрастет. При сгорании 1 кг дров с содержанием влаги 20% теплота сгорания составляет 4 кВт/час, а дерево с содержанием воды 50% характеризуется теплотой сгорания всего 2 кВт/час на 1 кг дров.
Иными словами, теплотворная способность топлива напрямую зависит от содержания воды в дровах: с увеличением объема воды в древесине ее полезное энергетическое содержание значительно снижается, а расход брикетов при этом увеличивается вдвое.
Почему изготовление котла выгодно
Пиролизные отопительные котлы на дровах становятся в последнее время все более популярными, поскольку при их использовании можно не зависеть от постоянно возрастающих тарифов на природный газ. Конечно, на рынке можно приобрести хорошие газогенераторные устройства с неплохими характеристиками, однако многих покупателей пока смущает их достаточно высокая стоимость.
На одной из последних строительных выставок простой отечественный котел стоил не меньше одной тысячи долларов. Потому многие потребители принимают решение сделать пиролизный котел своими руками.
Необходимый инструмент для работы
Для самостоятельного изготовления котла на дровах нужно лишь иметь желание и необходимый инструмент. Безусловно, надо будет приложить немалые усилия, чтобы добиться хорошего результата.
Прежде всего, следует накопить максимум информации по данному отопительному аппарату и его особенностям. Затем нужно произвести расчеты, чтобы определить оптимальный тип горения для конкретного здания – со щелевой горелкой или на колосниках. Потом необходимо приобрести нужные детали в специализированном магазине.
Для изготовления пиролизного котла своими руками понадобятся следующие материалы:
- лист стали (4мм);
- труба стальная толщиной 4 мм;
- электроды;
- несколько профильных труб;
- круглый прут (20мм);
- центробежный вентилятор;
- терморегулирующая автоматика;
- шамотный кирпич;
- асбестовый шнур;
- гайки и болты.
Схемы и чертежи котлов
Необходимое количество материала можно с точностью рассчитать на основе чертежей. Платные чертежи и литературу по данной тематике можно найти в интернете. Руководствуясь этим материалом, можно сделать неплохой прибор. В схеме пиролизного котла обозначается топка, теплообменник и место подачи воды. Нет надобности создавать схему котла на дровах с нуля, лучше воспользоваться принципиальной схемой, внеся в нее лишь некоторые изменения.
Для изготовления газогенераторного котла своими руками подойдет схема отопительного прибора на 40 кВт, разработанная конструктором Беляевым. Ее нужно будет оптимизировать под лазерную резку с использованием меньшего количества деталей. Конструкцию прибора можно менять так, чтобы его внутренний объем остался неизменным, а рубашка теплообменника значительно увеличилась.
Далее необходимо соединить согласно чертежу все детали будущего газогенераторного котла. В данном случае теплоносителем является воздух, и он прогреет помещение без теплопотерь.
Обеспечивать герметичность труб необязательно, поскольку для пиролизного котла нехарактерны утечки и размерзание отопительной системы. Поэтому такой прибор – идеальное решение для дачи, где топить его будут лишь изредка.
Собрав котел по схеме, можно приступить к его установке, затем к дальнейшим испытаниям. Если сборка была сделана правильно, котел должен быстро выйти на необходимый режим, а отопительная система – прогреться максимум за полчаса. Температура в помещении при этом повышается очень быстро.
Преимущества газогенераторного котла Blago
Изобретателем котла Blago является Благодаров Ю.П., заявивший о преимуществах своего детища. Пиролизный аппарат Blago превосходит другие котлы по длительности горения древесины в условиях максимальной теплотворной способности.
В данном аппарате колосниковые решетки полностью закрывают низ топливных бункеров. Вот почему при естественной тяге отмечается высокий уровень тепла сгорания дров и более продолжительный период горения благодаря компоновке топливных бункеров. Это позволяет увеличить объемы топливных бункеров, не снижая КПД.
Устройство данной модели пиролизного котла дает возможность топливу гореть в любой из 2-х камер сгорания и в третьей – газиться. Котел Blago энергонезависим, он всегда выдает требуемую мощность. Соединения фенольных групп – смолы, деготь, спирты, эфирные масла полностью сгорают.
Установленные в камере сгорания рельсы выступают в роли хороших накопителей тепла. В газогенераторном котле можно сжигать опилки, уголь и торфобрикеты. В холодный сезон в топочную камеру можно подкладывать топливо постоянно, чтобы поддерживать оптимальную температуру в помещении.
Вот так, хотя на улице XXI век, дрова как природный ресурс по-прежнему используются для отопления. Этим и объясняется то, что среди всех твердотопливных котлов пиролизные аппараты вызывают наибольший интерес у населения.
Видео альтернативной точки зрения на пиролизный котел:
