Пиролизные котлы: принцип работы и преимущества

Твердотопливные котлы длительного горения помогают поддерживать тепло без частой догрузки дров.

Подробный обзор

Пиролиз – что это такое?

Под пиролизом в контексте обогревательного оборудования понимают выделение летучих газов в процессе горения топлива. Наибольшая интенсивность происходит при температурах выше 450 градусов и недостатке кислорода. Это учтено в конструкции пиролизных котлов, которые имеют две камеры сгорания и регулируемое поступление кислорода.

В одной камере горит непосредственно топливо, а во второй выделяемые газы. Это позволяет намного увеличить КПД оборудования по сравнению с классическими твердотопливными котлами. В аппараты пиролизного типа необходимо закладывать топливо всего 2-3 раза в день. Чтобы подобрать лучший пиролизный котел длительного горения рассмотрим возможные конфигурации.

На каком топливе работают

Самым распространенным является котел, предназначенный для работы на дровах. Есть также большое количество модификаций на угле. Часто такое оборудование почти всеядно:  может работать на иных видах твердого топлива (торфяных, древесных и угольных брикетах, отходах переработки древесины и т.д.).

Чтобы продлить работу котла на одной закладке дров, топку делают большого объема: чем больше за один раз удастся заложить дров, тем дольше они будут гореть. Потому, выбирая котел длительного горения на дровах, в первую очередь обращайте внимание на объем топки для загрузки дров. Классическим примером являются котлы на дровах украинского производства КЧМ (котел чугунный модернизированный), по цене они довольно демократичны, качество неплохое, потому и популярны.

Твердотопливные котлы длительного горения на дровах

В некоторых моделях основным видом топлива является уголь. В этом случае стоит обратить внимание на толщину стенок в топке: температуры при горении угля очень высокие (особенно атнрацитов и длиннопламенных марок). Долговечность этого типа оборудования  определяется длительностью срока службы топки. Потому кроме типа материала топки обращайте внимание на толщину ее стенок. В угольных котлах длительного горения  предпочтительнее топка из чугуна или толстой конструкционной, а лучше — нержавеющей стали.

Если вы хотите как можно меньше времени проводить возле котла, то вам подойдет пеллетный котел.  Время его автономной работы зависит исключительно от размеров бункера – резервуара, в который засыпают гранулы. Он может вмещать от 20 кг пеллет до нескольких тонн.

Работа оборудования построена так, что при наличии электричества, агрегат при помощи шнека самостоятельно подсыпает в топку необходимое количество топлива. Если у вас в бункер помещается месячный запас или более, то и наведываться вам в котельную придется только раз в месяц. Пеллетные котлы обладают хорошим КПД — до 90–95%, экономичны. Топливо сгорает почти полностью, так что и чисткой котла придется заниматься примерно раз в месяц. Недостаток таких котлов – довольно высокая стоимость и энегрозависимость (как и у большинства других котлов с автоматическим управлением). Еще один нюанс: такое оборудование требовательно к качеству топлива: пеллеты должны быть целыми и малозольными. При использовании топлива низкого качества горелка забивается, котел останавливается.

Твердотопливные котлы длительного горения пелелтный

Очень привлекательны по многим параметрам многотопливные котлы их еще называют комбинированными. В таких агрегатах может использоваться уголь, дрова и брикеты, их комбинации. В некоторых моделях можно использовать электрический элемент нагрева, который включается после того, как прогорит закладка топлива и котел начнет остывать. Очень удобно.

Приобретая комбинированный котел,  обязательно выясните, какой из видов топлива является основным: проектируют оборудование под один из видов топлива, под остальные вносятся корректировки. Так что именно на основном топливе отопление будет самым эффективным. Потому, если у вас есть возможность заготавливать дрова самостоятельно, а углем планируете топить только в холода, то и основным видом топлива должны быть в этом случае дрова.

Основные требования к системе отопления с дровяным котлом

Котлы, работающие с испаряемым газом, устанавливаются с учётом строгих требований:

  1. Они обязательно должны быть установлены в отдельных комнатах.
  2. Наименьший объём площади помещения – не менее 7 м.
  3. Котёл необходимо установить на ровной бетонной или кирпичной площадке толщиной минимум в 7 см, причём по всему периметру она должна быть на 10−20 см шире габаритов самой печи.
  4. В непосредственной близости необходимо обустроить место для хранения дров, так как перед загрузкой оно обязательно должно быть сухим.
  5. Не менее 0,5 м – расстояние до стены от котла.
  6. Расстояние от открытой дверцы до противоположной стены – не менее 1,3 м.
  7. Патрубки и внутренние стенки дымохода должны быть выполнены из прочной листовой стали, причём диаметр труб должен совпадать с диаметром дымохода. А труба, выводящая газ, должна иметь минимальное количество сгибов и перемычек.
Читайте также:  Pg :  Каминная топка в кирпичной облицовке. Революция в печном деле.

Схема отопительной системы с твердотопливным котлом

Выбираем лучшие печи для дома на дровах длительного горения. В специальной публикации нашего портала мы подробно расскажем о печах для дома на дровах длительного горения. Вы узнаете конструкцию печей длительного горения, принцип работы, правила эксплуатации и как повысить КПД дровяной печи.

Устройство и принцип работы пиролизного котла

Принцип работы пиролизного котла основывается на двух последовательных этапах, первый из которых схож с аналогичным процессом, применяемым в обычных печах.

То есть, топливо помещается в камеру сгорания, где поджигается при достаточном количестве кислорода. Дальше процессы разняться.

В пиролизном котле происходит следующее:

  • После того, как все топливо оказывается охвачено пламенем, доступ кислорода резко ограничивают.

  • Это приводит к тому, что гореть может только часть топлива, тогда как остальной объем просто разлагается под воздействием выделяемого тепла, что приводит к образованию смеси летучих органических веществ – пиролизного газа.

В пиролизных котлах существует вторая камера сгорания, куда и поступает этот газ – в большинстве моделей это делается принудительно, с целью повышения эффективности оборудования.

Здесь происходит встреча разогретых летучих веществ (температура газа выше 300 градусов Цельсия) с кислородом. Итог – газ вспыхивает и начинается процесс горения с интенсивным выделением тепловой энергии, которая уже используется по прямому назначению отопительного котла.

Монтаж дровяных котлов в системе отопления

Самостоятельное изготовление котла подразумевает наличие навыков и опыта в производстве сварочных, электромонтажных и слесарных работ. Пригодится знание физики, теплотехники, материаловедения, правил монтажа систем отопления.

Необходимо соблюдение приемов и методов техники безопасности. Для сборки котла необходимо оборудованное помещение и инструмент.

Материал для изготовления пиролизного котла:

  • листовая сталь толщиной 6, 5 и 4 мм (топка, рубашка теплообменника и корпус);
  • уголок со сторонами полок 50 мм (ребра жесткости каркаса);

Двухконтурный твердотопливный котел с накопительным баком для горячей воды

  • труба стальная (обвязка теплообменника с системой отопления);
  • подходящий по размеру чугунный колосник или прут круглый диаметром 20 мм;
  • кирпич шамотный;
  • вентилятор центробежный;
  • готовые дверцы с отражателем, креплением, ручкой и запором;
  • группа безопасности (температурный датчик, манометр).

Сварные детали маркируют мелом (место соединения, № детали, размеры). Специализированные организации предлагают услуги по резке материала по месту его приобретения.

Инструменты для изготовления котла:

  • сварочный аппарат постоянного тока;
  • электроды (диаметром 3?5 мм);
  • электрическая дрель;

Схема подключения отопительного котла

  • угловые шлифовальные машинки (под большой 230 мм и малый 125 мм круг);
  • штангенциркуль, рулетка, уровень.

Сборку котла начинают с внутреннего корпуса. Качество сварных швов должно обеспечить прочность и плотность конструкции, которая находится в непосредственном контакте с теплоносителем.

Подключение и установка

Аппарат можно установить и подключить самостоятельно. Метод монтажа подбирается в зависимости от нескольких особенностей твердотопливного котла:

  • Наружные стенки топки могут сильно нагреваться даже если вокруг нее имеется водяная рубашка;
  • Самодельные изделия имеют одинарные стенки.

Котел не должен быть установлен ближе, чем на полметра от примыкающей стены. В том случае, если она сделана из горючего материала, нужно обеспечить дополнительную защиту из кирпичной кладки или листов оцинковки в совокупности с асбестовой прокладкой.

Затем между перекрытием и дымоходом оставляют пространство шириной не менее 25 сантиметров, которое заполняют базальтовой ватой и зашивают оцинковкой.

Схема подключения к водяному контуру:

Расчет необходимой мощности

Таблица расчета необходимой мощности котла

Чтобы определиться с производительностью приобретаемого котла, потребуется основательно подготовиться и учесть следующие показатели:

  • площадь обогреваемых помещений на даче или в частном доме;
  • качество утепления стенок строения;
  • вид постоянно применяемого топлива;
  • количество тепловых контуров для обогрева дома.

После подготовки всех перечисленных данных, включая подробнейшие чертежи контуров, расчет требуемой мощности котла для отопления частного дома заметно упростится. В этом случае поможет известное соотношение, согласно которому на 1 кв. метр помещения потребуется 1 кВт полезной мощности. Указанное правило справедливо лишь в том случае, если высота потолков в строении не превышает 3-х метров.

Для удобства определения этого показателя разработаны специальные таблицы, в которых помещению заданной площади ставится в соответствие достаточная для его обогрева мощность.

ТОП-лучших твердотопливных котлов длительного горения с водяным контуром

Устройство с водяным контуром — модернизированная версия классического отопительного оборудования.

Буржуй-К СТАНДАРТ-10 10кВт одноконтурный

Пиролизный котел Буржуй-К СТАНДАРТ-10 10кВт имеет регулятор тяги автоматического типа, который представляет из себя устройство, контролирующее тягу в зависимости от перепадов нагрузки в изделии.

Регулятор задает программу на определенные показатели температуры и в зависимости от настоящих данных открывает или закрывает дверь регулирования подачи воздуха, за счет чего поддерживается оптимальный температурный баланс.

Также регулятор облегчает розжиг котла, при этом не нужно ждать или вручную закрывать дверь подачи кислорода.

В основе функционирования отопительного оборудования лежит принцип пиролиза — древесина разлагается при нагревании без доступа кислорода.

Отличие работы этой модели от классических состоит в том, что топливо горит не открытым пламенем, а ровно тлеет. В итоге выделяется пиролизный газ, который вступает в реакцию с кислородом и смешивается с ним в камере, предназначенной для пиролиза.

Читайте также:  Ламинат для теплого водяного пола: выбираем и монтируем

Характеристики:

  • Размер дымохода — 130 мм.
  • Мощность — 10 кВт.
  • Вид топлива — уголь, дрова.

Плюсы Экономичный. Удобный. Функциональный. Минусы Недоработанная конструкция котла. Цена.

Буржуй-К СТАНДАРТ-20 20 кВт одноконтурный

Прибор Буржуй-К СТАНДАРТ-20 20 кВт подходит для отопления небольших помещений, площадью до 200 кв. м. Его продуманная до мелочей конструкция способна обеспечить быстрый нагрев и грамотное функционирование всей водяной массы отопления. Изделие не нужно настраивать: сразу после установки можно начинать работу.

В комплекте с устройством есть инструкция, которая поможет разобраться во всех нюансах работы.

Изделие функционирует по принципу пиролиза, в основе которого лежит выделение газа из топлива и его дальнейшее сжигание. Аппарат имеет обычную конструкцию, но при этом отличается большой сложностью работы.

Твердотопливный котел полностью сжигает топливный материал с минимальным образованием сажи и золы.

Характеристики:

  • Мощность — 20 кВт.
  • Длительность горения — до 12 часов.
  • Размер дымохода — 150 мм.
  • КПД — 92%.

Плюсы Экономит время. Компактный. Удобный. Минусы Цена. Неплотно закрывается дверца.

Буржуй-К СТАНДАРТ-30 30 кВт одноконтурный

Отопительная модель Буржуй-К СТАНДАРТ-30 30 кВт служит для обслуживания помещений, площадь которых составляет до 300 кв. м.

Достоинством этого оборудования является более продолжительная работа на одной закладке, по сравнению с изделиями аналогичного действия.

Аппарат легко установить, при этом не нужны особые навыки и усилия. В процессе работы устройство не требует постоянного контроля.

Котел обеспечивает непрерывный процесс горения, что позволяет хорошо сэкономить на топливе. Все детали, установленные в нем, производятся из котловой, жаростойкой и коррозионностойкой стали.

Обшив устройства обладает полной теплоизоляцией. Его КПД благодаря действию пиролиза увеличен до 92 процентов, при этом температура горения увеличена до 120 градусов.

Внутренняя геометрия модели способствует более действенному движению газовых потоков. Конструкция съемных труб обеспечивает простоту очищения.

Характеристики:

  • КПД — 85 процентов.
  • Диаметр трубы — 180 мм.
  • Мощность — 30 кВт.

Плюсы Компактный. Функциональный. Отлично работает. Минусы Цена. Некачественная сборка.

Буржуй-К МОДЕРН-32 32 кВт одноконтурный

Пиролизная модель Буржуй-К МОДЕРН-32 32 кВт подходит для отопления частного дома площадью до 300 кв. м. Достоинство данного устройства состоит в том, что оно не зависит от электричества, так как автономное.

Производитель добавил в конструкцию изделия контур горячего водоснабжения, поэтому вы можете комфортно использовать теплую воду в хозяйстве.

Котел легкий в управлении и использовании, его показатель полезного действия достигает 92 процентов, время горения 12 часов, усовершенствованная топка обложена шамотным кирпичом, что позволяет дольше удерживать тепло в изделии.

Модель также способна обеспечить контроль за режимом горения, что позволяет хорошо сэкономить дрова и ваше время. Вид установки изделия напольный, тип топки открытый. В комплект поставки устройства входят котел, колосниковые решетки, термоманометр, регулятор тяги, технический паспорт.

Характеристики:

  • Мощность — 32 кВт.
  • Отверстие дымохода — 180 мм.
  • Камера сгорания — открытая.

Плюсы Продолжительное время работы. Регулирует скорость горения. Компактный. Минусы Высокая цена. Приходится часто чистить от золы и сажи.

Наиболее популярные модели

Сегодня, российский рынок отопительной техники предлагает широкий ассортимент котельного оборудования, среди которых наибольшим спросом пользуется модели торговой марка «Buderus». Котлы твердотопливные длительного горения будерус представлены на отечественном рынке линейкой ТТ котлов отопления Logano (Германия) с теплообменниками из стали и чугуна.

Для обогрева небольшой постройки наиболее адекватным вариантом специалисты считают модель Buderus Logano S131 с мощностью 15 кВт. Основные достоинства модели:

  • Небольшие габариты.
  • Адекватная стоимость.
  • Высокая степень надежности.
  • Топочная камера 38 л.

Недостатком модели можно считать конструкцию зольника, которую для очистки требуется демонтировать. Среди пиролизных вариантов специалисты отмечают модель Logano S171 W. КПД данного котлоагрегата (по заявлению производителя) достигает 89% при строгом соблюдении требований к эксплуатации прибора.

Среди востребованных на сегодняшний день котельных установок высокую планку держат и украинские твердотопливные котлы длительного горения пиролизного типа: котлоагрегаты бюджетного сегмента, от торговой марки PRO-M, могут работать на различных видах органики. Мощность установок варьируется в зависимости от модели: от 12 до 65 кВт.

Совет: если в вашей местности перебои с электроэнергией являются нормой, то специалисты рекомендуют обратить внимание на энергонезависимую модель пиролизного котла длительного горения PRO-M-18 кВт, обеспечивающего непрерывное горение топлива на одной закладке до 12 часов.

Для более полного понимания процесса работы твердотопливного котла длительного горения, видео по теме:

О стоимости готовых моделей для отопления твердым топливом

Если изготовить котел длительного горения не получается или просто нет желания, то можно приобрести готовую конструкцию. Необходимо признать, что модели для обогрева больших помещений обойдутся недешево. В таблице можно ознакомиться расценками на котлы Stropuva.

Можно оценить стильный дизайн котла Stropuva

Таблица 1. Расценки на котлы Stropuva

Модель Мощность в киловаттах Стоимость в рублях
S-8U 8 70 000
Stropuva S-8U
S-15U 15 116 000
Stropuva S-15U
S-20U 20 123 000
Stropuva S-20U
S-40U 40 142 000
Stropuva S-40U

Stropuva S-40U

Статья по теме:

Котлы длительного горения на дровах для дома. Из данной публикации вы узнаете все о дровяных котлах, их разновидностях и нюансах использования.

Хотя цена на конструкции достаточно высоки, при длительной эксплуатации они себя оправдывают. Представленные модели имеют достаточно стильный дизайн, поэтому проблем с внедрением в общий дизайн помещения не возникает.

О стоимости готовых моделей для отопления твердым топливом

Основные преимущества продукции Stropuva

Твердотопливные пиролизные котлы длительного горения

Сегодня пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром вытеснили обычные твердотопливные нагреватели.

Коротко, что такое пиролиз

Чтобы понять принцип работы пиролизного котла, нужно разобраться с тем, что такое пиролиз.

Это такой процесс, в результате которого из древесины выделяется горючий газ. Таким образом, из энергоносителя (дров) можно извлечь максимум пользы в виде дополнительных килоджоулей тепловой энергии.

  • температура в топке от 400 до 800 градусов;
  • отсутствие пламени.

Чтобы дрова в топке твердотопливного пиролизного котла не горели, а тлели, нужно уменьшить количество подаваемого кислорода до критического минимума. Иными словами, создать условия дефицита кислорода. В результате топливо будет тлеть дольше и выделится пиролизный газ.

Чтобы газ воспламенился, его нужно обогатить кислородом, так как огонь без воздуха не горит. Сделать это в основной топке невозможно, так как там должен быть дефицит кислорода. Чтобы решить эту задачу, в конструкцию котла были внесены радикальные изменения, по сравнению с обычными твердотопливными нагревателями.

Особенности конструкции пиролизного котла

Итак, особенность пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром заключается в том, что у них две камеры сгорания. В первой (основной) горят или тлеют дрова, а во второй сжигается пиролизный газ. В основную топку подается первичный воздух, количество которого можно регулировать. Вы можете использовать котел в режиме пиролиза, а можете в обычном режиме (когда есть пламя).

В камеру дожига пиролизных газов подается вторичный воздух. Он поступает туда через специальные сопла. Количество вторичного воздуха пользователь регулировать не может. Когда горячий газ перемешивается с кислородом, то его собственной температуры хватает для того, чтобы воспламениться.

Виды твердотопливных котлов пиролизного действия

Сделаем вывод о том, что представляет собой пиролизный котел. Это твердотопливный нагреватель с двумя камерами горения, предназначенный для автономных систем отопления. В нем созданы все условия для отделения от дров пиролизного газа и дальнейшего его сжигания.

Какие бывают отличия среди пиролизных котлов:

  • расположение камер первичного и вторичного горения;
  • естественная или принудительная тяга.

Кроме этого, может отличаться диаметр патрубка для дымохода, объем топки, габариты, метод загрузки топлива (вертикальный или горизонтальный). Но это все не слишком важно, главных конструктивных отличия всего два (см. выше).

Есть котлы, у которых камера дожига пиролизных газов находится над топкой. В этом случае дым быстрее уходит на улицу, чем в агрегатах, где камера дожига находится под топкой.

Меньшее время пребывания дыма в котле имеет как положительные, так и отрицательные стороны. К плюсам можно отнести то, что канал для дымоудаления не так сильно загрязняется.

Разница между котлами с естественной и принудительной тягой заключается в том, что в последних есть электрический вентилятор и блок управления. Соответственно, агрегаты с принудительной тягой все энергозависимые.

Преимущества и недостатки пиролизных котлов

  • большой вес – возможно, потребуется усиления конструкции пола, если он деревянный и уложенный на лаги;
  • стоит дороже обычных котлов – в любом случае придется покупать заводскую модель, так как сделать пиролизный котел своими руками, даже имея чертежи, задача практически невыполнимая;
  • требователен к качеству топлива – этот пункт особенно важен.

Если вас заинтересовал вопрос насчет самодельных пиролизных котлов, то лучше посмотрите в сторону печей с таким же принципом работы. В одной из предыдущих статей мы рассказывали, как сделать пиролизную печь из бочки. Для жилого дома она не подойдет, а вот теплицу, гараж или дачу отопить ею можно.

Правила безопасности

Для достижения хорошей эффективности, долговечности и экономичности самодельных котлов длительного горения, в ходе их эксплуатации необходимо соблюдать основные рекомендации по пожарной безопасности:

  • Следить, чтобы температура внутри контура не превышала граничных показателей.
  • Питающий трубопровод запрещается оснащать запорным вентилем.
  • В непосредственной близости от котла не должны храниться легковоспламеняющиеся материалы.
  • Вентиляция в помещении должна быть полностью исправной.
  • Прибор можно устанавливать только в отдельной комнате (котельной). Этот момент продумывается во время реализации подготовительных мероприятий.
Правила безопасности

Оборудование котельной является самым лучшим вариантом, так как ТТ котлы работают несколько иначе, чем обычные печи на дровах. Кроме того, внешне прибор не представляет эстетического интереса, и скорее всего будет нарушать общий интерьер. Так как использование твердого топлива сопровождается появлением грязи, лучше всего установить котел в нежилой комнате.

Небольшие приборы мощностью не более 35 кВт допускаются размещать в основном помещении: для удобства место монтажа можно оградить кирпичным простенком. Комната, где будет расположен котел, должна иметь хорошую вентиляцию. Очень важно организовать стабильный приток кислорода с улицы.