Твердотопливные котлы широко распространены там, где нет магистрального газопровода. В то же время неуклонное подорожание природного газа заставляет задуматься об альтернативных источниках отопления даже жителей тех населенных пунктов, где он есть. Наиболее дешевым и доступным видом топлива является древесина, и в связи с этим установка твердотопливных котлов набирает популярность. Однако классические варианты котлов этого типа имеют два серьезных недостатка: низкий КПД и необходимость частой дозагрузки топлива. Если котел работает на дровах, то их закладку нужно производить каждые 3-4 часа. Это требует больших трудозатрат, а подключенный к водяному теплоносителю агрегат в морозный день нельзя надолго оставлять без присмотра ввиду риска замерзания системы в случае остановки его работы. Пиролизные, или, как их еще называют, газогенераторные твердотопливные котлы в значительной мере решают эти проблемы.
Принцип работы газогенераторных котлов
Устройство пиролизного котла принципиально отличается от традиционного варианта тем, что он состоит из двух камер сгорания.
В первой камере при высокой температуре и низком содержании кислорода происходит тление древесины. При этом происходит пиролиз — процесс разложения древесины с выделением горючего газа, который поступает во вторую камеру и сжигается, выделяя тепло.
Преимущества пиролизного котла перед традиционным:
- газогенераторные котлы имеют более высокий КПД (в среднем 90% и выше);
- пиролиз обеспечивает практически полное сгорание топлива;
- остается небольшое количество золы. Трудозатраты по ее удалению минимальны;
- длительность горения одной закладки в зависимости от размера топки составляет до 15 часов;
- количество оседающей в дымоходе сажи минимально. Чистить дымоход придется реже;
- экологичность. Количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ значительно меньше, чем в классических котлах, так как выделяющиеся канцерогенные древесные газы сжигаются, преобразуясь в углекислый газ и водяные пары
К недостаткам пиролизных котлов можно отнести:
- большие габариты;
- высокие требования к дровам. Они должны быть сухие, иначе процесс генерации газа будет невозможен. Чем выше влажность дров, тем ниже КПД котла;
- зависимость от электроснабжения. При работе котла воздух нагнетается вмонтированным вентилятором, который подключается к электросети.
Самодельные газогенераторные котлы
Газогенераторные котлы серийного производства имеют весьма высокую стоимость. Цена даже небольших и простых по исполнению моделей доходит до 1000 долларов, а более крупных и продвинутых — от двух тысяч и выше. Именно дороговизна пиролизных котлов для многих людей становится непреодолимым препятствием для их установки у себя дома или на даче.
Изготовление оборудования своими руками в несколько раз снижает его стоимость. Однако следует понимать, что пиролизный котел — достаточно сложное устройство, для корректной работы которого требуется точное соблюдение конструкторских размеров. Поэтому людям, не посвященным в тонкости пиролизного процесса, лучше не заниматься самостоятельно расчетами, а воспользоваться готовыми чертежами. За основу можно взять схему, разработанную инженером-конструктором В. Беляевым.
Для работы понадобятся следующие инструменты и расходные материалы:
- сварочный аппарат постоянного тока;
- электроды d=3, 4 (5-8 упаковок);
- болгарки под круги d=250 и 125 мм;
- отрезные круги d=250 — 10 шт., 125 мм — 5 шт;
- домашний инструмент.
Материалы для изготовления котла:
- металлический лист из рядовой стали толщиной 4 мм — 7,5 кв.м. Для изготовления корпуса можно использовать лист толщиной 3 мм.
- труба d=57 мм, толщина стенки 3,5 мм — 8 м;
- труба d=159 мм, толщина стенки 4,5 мм — 0,5 м;
- труба d=32 мм, толщина стенки 3,2 мм — 1 м;
- труба прямоугольная 60х30 мм, толщина стенки 2 мм — 1,5 м;
- труба прямоугольная 80х40 мм, толщина стенки 2 мм — 1 м;
- полоса стальная 30х1500 мм толщиной 4 мм;
- полоса стальная 20х7500 мм толщиной 4 мм;
- полоса стальная 80х1000 мм толщиной 5 мм;
- центробежный вентилятор;
- температурный датчик;
- крепеж (болты, гайки);
- огнеупорный кирпич — 15 шт.
- асбестовый шнур.
Сборка котла производится в соответствии с чертежом (рис. 1). Указанный расход материалов соответствует котлу номинальной мощностью 40 кВт. Размеры узлов для котлов различной мощности приведены в таблице (рис. 2).
Установка и эксплуатация
Уровнем выброса в атмосферу угарного газа (CO) обеспокоены в первую очередь экологи. Но в случае с пиролизными котлами это еще и показатель эффективности их работы. Чем ниже выброс CO, тем выше КПД оборудования. При испытательном запуске рекомендуется измерить наличие угарного газа в дымоходе. Вряд ли у каждого человека найдется в бытовых приборах газоанализатор. Если достать его негде, то можно попробовать определить газ на запах. Сам по себе угарный газ не пахнет, но уловить запах органических примесей в нем можно. Проверку следует произвести в режиме всех рабочих мощностей.
Техника безопасности выдвигает определенные требования к эксплуатации отопительного оборудования такого типа. Под него должно быть отведено отдельное нежилое помещение. Котельная должна иметь вентиляционное отверстие размером не менее 100 кв.см, так как в процессе горения забирается воздух из помещения, поэтому необходимо его дополнительное поступление. Установка котла производится на бетонное или кирпичное основание. Перед топочными камерами укладывается металлический лист толщиной 1,5-2 мм. Минимальное расстояние котла от стены должно составлять 20 см.
https://1popechi.ru/youtu.be/Ar6octjUTLk
Дымоход нуждается в утеплении. Можно использовать сэндвич-трубу или обернуть обычную трубу фольгированной минеральной ватой Игнорирование утепления трубы приведет к образованию конденсата и налипанию на стенках дымохода сажи. Это снизит тягу, и трубу придется чистить.
https://1popechi.ru/youtu.be/twvzsim1DaQ
Основным топливом для пиролизных котлов являются дрова. Возможно использование крупных, неколотых поленьев длиной до 450 мм и диаметром до 250 мм. Одновременно с дровами можно сжигать мелкие древесные отходы и опилки, но их количество не должно превышать 30% от общего количества топлива. Рекомендуемая влажность дров — не более 20%. Сырые дрова не только снизят эффективность работы котла, но и приведут к образованию на его стенках налетов сажи. По причине образования сажи не рекомендуется использовать в качестве дров смолистые породы деревьев.
