Газогенераторный котел на твердом топливе своими руками. Принцип работы газового генератора – газогенератора. Принцип работы и конструкция отопительных установок

При отсутствии газа, угля и дешёвой электроэнергии решить проблему теплоснабжения можно с помощью эффективных отопительных установок, работающих на древесине – поленьях, отходах, прессованных брикетах. Такими агрегатами являются газогенераторные котлы, конструкция которых отличается от устройства обычных, работающих на дровах, угле и прочем твёрдом топливе.

Принцип работы и конструкция отопительных установок

Котёл данного типа оснащён топкой, состоящей из двух частей:

Первая – это камера загрузки, в которой при недостаточном количестве воздуха древесное топливо разлагается на твёрдый остаток (древесный уголь) и летучий компонент, так называемый, пиролизный газ. Процесс пиролиза происходит с выделением тепла, которое подсушивает топливо и подогревает воздух, поступающий в зону горения.
В камеру сгорания подаётся вторичный воздух. Смешивание пиролизного газа и кислорода при высокой температуре вызывает возгорание газа. При горении пиролизный газ вступает в реакцию с активным углеродом, благодаря чему дымовые газы, попадающие в атмосферу, практически не содержат вредных составляющих.

Внимание! Котлы газогенераторные дровяные характеризуются небольшим образованием сажи, поэтому они нуждаются в чистке гораздо реже, чем традиционные твердотопливные установки.

Основные недостатки этого отопительного оборудования – энергозависимость и ограничения по влажности топлива. К достоинствам относится его возможность работать на одной закладке в течение длительного периода – более 12 часов.

В качестве топлива данные установки используют поленья диаметром 100-250 мм и длиной до 450 мм. Размеры топливных брикетов не должны превышать 300х30 мм. Весте с поленьями и брикетами можно использовать мелкий мусор, объём которого не должен превышать 30% от объёма камеры загрузки.

Совет! Чем суше топлива, тем большую мощность будет выдавать агрегат и тем больше будет срок его службы.

Возможность самостоятельного изготовления агрегата

Высокие цены на твердотопливное оборудование пиролизного типа объясняют желание многих потребителей изготовить газогенераторный котёл своими руками, чертежи и подробное описание на него, как правило, предоставляются в платном варианте.

Одна из схем разработана конструктором Беляевым и предполагает создание агрегата, способного обеспечивать тепловую мощность порядка 40 кВт. В качестве теплоносителя в данной системе выступает воздух.

Для изготовления агрегата пиролизного типа потребуются: лист толщиной 4 мм и трубы, толщина стенки которых также должна быть не менее 4 мм, профильные трубы, прут диаметром 20 мм, асбестовый шнур, крепёжные изделия. Для изготовления футеровки отопительной установки понадобится шамотный кирпич. Для обеспечения эффективной работы агрегата и его удобной эксплуатации необходимо приобрести терморегулирующую автоматику и центробежный вентилятор.

Газогенераторный котёл своими руками можно создать с использованием схемы изобретателя Благодарова Ю.П. Агрегат носит название Blago.

Эта отопительная установка обеспечивает длительное горение древесного топлива с образованием максимального количества тепла.

Внимание! В аппарате Blago низ топливных бункеров полностью закрыт колосниковыми решётками. Такая конструкция способствует высокому уровню тепла сгорания топлива и продолжительный период горения при естественной тяге. Также это устройство позволяет увеличивать объём топливного бункера без снижения КПД.

Важными преимуществами котла Blago являются его энергонезависимость и обеспечение полного сгорания соединений фенольных групп – смол, спиртов, эфирных масел.

Рельсы, установленные в камере сгорания, служат прекрасными накопителями тепла. В качестве топлива отопительных установок Благодарова используют поленья, уголь, опилки, торфобрикеты.

Пиролизные установки мелких производителей

Если вам не под силу изготовить пиролизный агрегат самостоятельно, а импортные модели слишком дороги, то можно приобрести установку мелкосерийного производства. В последнем случае необходимо выполнить ряд правил:

Потребовать лицензию на производство данного оборудования. Лицензия не является полной гарантией приобретения надёжной и эффективной продукции, но риск покупки недоброкачественного оборудования существенно снижается.
Оценить внешний вид агрегата, качество сварных швов. При возможности необходимо заглянуть под декоративную обшивку.

Внимание! Для внутренних стенок установки должен использоваться металл толщиной не менее 4 мм.

Если в производстве использовалась керамика, то необходимо уточнить цену замены форсунки, которая может составлять до трети стоимости пиролизного агрегата.
Определить, для какой системы отопления предназначено данное оборудование – открытой или закрытой.

Совет! Идеальным является вариант получения отзыва от потребителя, который не первый год использует данное оборудование.

Например, газогенераторные котлы бастион, по отзывам владельцев, достаточно нормально работают в кирпичных домостроениях даже в регионах с холодными зимами. Хотя длительность горения на одной закладке в зимний период равен примерно 5-6 часов.

Необходимо приобретать с некоторым запасом по мощности. Это объясняется тем, что потребители далеко не всегда могут достать идеально сухое топливо.

Совет! При приобретении или создании газогенераторной отопительной установки следует помнить, что агрегаты данной конструкции целесообразно монтировать в отдельном помещении. Это твердотопливный аппарат, и при его загрузке фрагменты топлива могут разлетаться по котельной. Дымовая труба для агрегата мощностью 40 кВт должна иметь диаметр не менее 200 мм. Утеплять её необходимо по всей высоте.

Обновлено:

2016-09-13

Газогенераторный котел является наиболее эффективным видом котла, работающего на твердом топливе — дровах. Различные версии и модификации оборудования позволяют значительно повысить коэффициент полезного действия подобного котла до 93-95 процентов. Главное особенность устройств — практически полное сгорание дров.

Принцип работы газогенераторного котла

Чтобы понять, что такое газогенераторный котел, необходимо разобраться в его принципе работы.

В основе процесса сжигания твердого топлива у газогенераторных котлов лежит пиролиз. Когда выполняется закладка новой порции дров или брикетов, начинается процесс сгорания топлива, разделенный на несколько этапов.
Первым этапом является нахождение твердого топлива в специальной осушительной камере. Она позволяет довести состояние дров до идеального для эффективного сгорания.
Далее древесина начинает гореть. Температура может составлять 20-850 градусов Цельсия. Во время этого этапа топочная камера практически не получает кислород. Это способствует окислению дров.
При окислении образуется газ, который двигается в камеру сгорания. Там горелки поджигают газ, он начинает гореть.

Такой принцип горения позволяет максимально эффективно использовать древесное топливо и достигать столь высоких показателей коэффициента полезного действия.

У газогенераторных установок есть еще одна особенность — водяной контур. Внутри контура вода протекает через пару камер нагрева, после чего двигается в отопительные батареи — радиаторы, расположенные в комнатах.

Используемое топливо

Почему многие решаются собрать газогенераторный котел своими руками или установить этот агрегат с помощью специалистов? Во многом из-за доступности используемого для работы оборудования топлива.

В газогенераторных котлах используется практически любое твердое топливо:

Дрова;
Древесные отходы;
Стружка;
Опилки;
Брикеты;
Пеллеты и пр.

Когда отсутствует возможность подключить газовый котел по причине проблем с доступом к магистральному газу, газогенераторные установки становятся идеальным решением. Топливо сгорает почти без отходов, в отличие от традиционных твердотопливных агрегатов.

Преимущества и недостатки

Прежде чем установить газогенераторный котел своими руками, вам нужно рассмотреть эту установку со всех сторон. Важно разобраться не только в преимуществах, но и обратить внимание на характерные недостатки.

Это поможет решить, подходит ли вам газогенераторный тип твердотопливного котла, или лучше остановить выбор на газовом, жидкотопливом или вовсе электрическом варианте.

К сильным сторонам газогенераторного котла можно отнести целый ряд характеристик.

Повышенная эффективность сжигания используемого твердого топлива. Насколько бы ни был эффективным обычный твердотопливный котел, его КПД выше отметки 90 процентов подняться не сможет. У газогенераторных он способен достигать 95 процентов.
Энергонезависимость. Эти агрегаты могут быть совершенно независимыми от наличия электросети. Поскольку электричество не используется, суммарные эксплуатационные затраты снижаются. При этом вы имеете возможность автоматизировать котлы.
Универсальность применяемого топлива. Для отопления собственного дома с помощью газогенераторного котла вы можете использовать любой вид твердого топлива, который у вас есть. Всевозможные древесные отходы отправятся не на свалку, а послужат в роли эффективного средства для отопления дома на несколько дней.
Внушительный объем топки газогенераторного котла. За счет того, что в топку за одну закладку можно заложить большое количество топлива, периодичность закладки увеличивается. Вам не придется постоянно следить, остались ли дрова внутри камеры.

Это далеко не весь перечень преимуществ, но их вполне достаточно, чтобы высоко оценить возможности газогенераторных котлов.

Но теперь посмотрим на обратную сторону — недостатки. К ним относят:

Ограниченная автономность. Большинство газогенераторных котлов энергонезависимые. Это дает свои плюсы, но и имеет свои минусы. Отсутствие автоматики требует постоянного присмотра за оборудованием;
Обслуживание. Хотя топливо сгорает намного эффективнее, полностью избавиться от отходов не удается. Потому вам периодически придется очищать поверхности от накапливающейся сажи и копоти;
Высокая стоимость. Пиролизные котлы заметно дороже, чем традиционные твердотопливные установки. Разница в цене может составлять 1,5-2 раза. Но более высокая стоимость оправдывает себя с течением времени, поскольку вы экономите за счет эффективности работы пиролизного агрегата. В среднем при активной эксплуатации котла он окупает себя через 2-3 сезона;
Требования к качеству топлива. Важную роль в производительности оборудования пиролизного типа играет сухость применяемого твердого горючего. Если опилки или дрова окажутся влажными, пиролиз может не начаться. Чтобы пользователям не пришлось ломать голову над тем, как высушить дрова, инженеры предусмотрели сушильную камеру в конструкции агрегата. Прежде чем начать процесс сжигания, в камере топливо высушивается, после чего пиролиз протекает отменно.

Традиции против пиролиза

Есть ли смысл приобретать газогенераторные котлы, если существуют достаточно привлекательные традиционные твердотопливные агрегаты? Чтобы ответить на этот вопрос, оба устройства необходимо сравнить по некоторым критериям.

Автоматизация. Возможность подключения автоматики к газогенераторному устройству позволяет агрегату самостоятельно контролировать процессы горения, регулировать их согласно заранее заданным пользователям параметрам. Традиционные модели работают так же, как классические печки на дровах.
Коэффициент полезного действия. Еще один пункт, где безоговорочным победителем становится пиролизный отопительный агрегат. Если у традиционного дровяного котла КПД с трудом может дотянуть до 85-90 процентов, то пиролизный легко преодолевает отметку 90 и движется к 95 процентам.
Обслуживание. Опять же побеждает пиролиз, поскольку при практически полном сгорании топлива количество отходов минимальное. Классические печи нужно чистить несколько раз в сутки, контролировать состояние камеры сгорания, проводить очистку дымохода. Плюс закладка проводится раз в несколько часов. У пиролизного устройства все намного проще. Одной закладки может хватить на сутки автономной работы.
Требования по эксплуатации. Единственный пункт, по которому пиролизная модель уступает традиционной. Классические дровяные котлы имеют простейшую конструкцию, потому поломки здесь случаются редко. Пиролизные агрегаты сложнее, потому в процессе эксплуатации приходится соблюдать ряд правил. Но на практике это не так сложно, если грамотно выполнить изначальную установку.

Газогенераторные котельные установки активно ворвались на рынок отопительного оборудования. Сегодня они применяются повсеместно, становятся незаменимым устройством для отопления и горячего водоснабжения в домах.

Котлы на твердом топливе тема очень актуальная на сегодняшний день, особенно в районах, далеких от электро- и газопроводов. Разнообразие котлов отличается только от применяемого топлива и технологией горения. Газогенераторные котлы на твердом топливе являются теми котлами, где применяется довольно инновационный принцип сгорания твердого топлива - пиролиз. Чем же отличается такой прибор от подобных, работающих на принципе сгорания древесины, угля и других видов твердого топлива?

Рис. 1

Принцип работы

Котел твердотопливный газогенераторный отличается от остальных принципом горения. Скорее всего это даже горением нельзя назвать – это пиролиз или тление.

По конструкции, котел имеет две камеры сгорания:

В первой происходит пиролизный процесс, то есть тление угля с малым количеством поступающего кислорода. В результате происходит медленное разложение твердого топлива на смолы, пар, масел и углерода - пиролиз. При этом выделяется горючий газ.
Во второй газ начинает интенсивно сгорать, с поступлением кислорода из воздуха и давать дополнительный нагрев, увеличивая коэффициент полезного действия.

Получается, что в котле твердотопливном газогенераторном используются сразу параллельно два вида топлива. Собственно твердое топливо, которое тлея, выделяет тепло и горючий газ, выделяющийся при пиролизном процессе. Такой вид котлов твердотопливных газогенераторных объединяет в себе газовые и твердотопливные котлы.

Топливо

Для правильной работы котла твердотопливного газогенераторного требуется топливо, отвечающее некоторым характеристикам. Нужно, чтобы оно содержало в себе большое количество легких веществ, не было слишком влажным (не более 20-30 %), а также водяной пар недолжен мешать тлению.

Перечисленные ниже виды топлива подойдут для котлов с пиролизом:

Древесина либо попросту дрова размером подходящие для загрузки в аппарат.
Стружка, отходы деревообрабатывающей промышленности.
Специально спрессованные биотопливные брикеты – пеллеты.
Спрессованная древесная пыль – топливные брикеты.
Продукция угольного производства – кокс и уголь каменный.
Бурый уголь – тоже неплох для применения.

Как видим, разнообразие твердого топлива для котлов твердотопливных газогенераторных большое. Это делает их применение широкодоступным во многих областях проживания.

Достоинства

Помимо того разнообразия применения разного типа топлива широка и география применения газогенераторных котлов на твердом топливе.

Среди остальных достоинств:

Автономность, независимость от каких-либо трубопроводов с газом либо линий электропередач.
Есть автоматика, которая поддерживает процесс пиролиза, открывая и закрывая заслонки, в зависимости от температуры (имеется термостатический датчик).
Можно регулировать степень нагревания котла твердотопливного газогенераторного при помощи регулирования тяги.
Не образуется сажа на стенках аппарата.
Меньшее количество выброса в атмосферу вредных веществ при пиролизе.
Небольшая стоимость угля или дров по сравнению с электричеством и газом.
Защита от перегрева – наличие защитного охладительного контура.
Экономичность при КПД 85%.

Принимая во внимание перечисленные существенные преимущества можно говорить, что покупка котлов твердотопливных газогенераторных –это хорошее приобретение. Но нет техники совершенно без каких-то недостатков, не лишен их и газогенераторный котел на твердом топливе.

Недостатки

Главным недостатком можно считать высокая стоимость котла твёрдотопливного газогенераторного, но нужно помнить, что эксплуатация и обслуживание дешево, а покупать котел вы будете на долгие годы.
Повышенные требования к качеству и, особенно, к влажности топлива.
Для удаления сгоревших веществ после пиролиза требуется дымоудаление. Это значит, что применение котлов твердотопливных газогенераторных можно только в домах, где есть возможность для выведения трубы в атмосферу, при этом не доставляя неудобств соседям. Поэтому в многоэтажках он вряд ли применим.
Некоторое ограничение в температурном режиме. Чтобы не образовывался конденсат температура воды, приходящая из системы отопления, должна быть около 60 градусов.
Нельзя автоматизировать подачу твердого топлива в топку.
Высокие требования к герметичности котлов твердотопливных газогенераторных. Из-за утечки горючего газа может произойти взрыв либо пожар.

Впрочем, некоторые недостатки котлов, работающие по принципу пиролиза, присущи и некоторым котлам, использующие в качестве топлива уголь, газ или дрова. Соотношение достоинств – недостатков говорит в пользу котлов твердотопливных газогенераторных.

Конструкция

Газогенераторный пиролизный котел имеет две камеры сгорания. Первая служит в качестве газогенератора, где тлеющие дрова либо уголь, выделяет горючий газ СО. Во второй происходит сжигание газа. При этом используется энергия от обеих камер. Так как сжигание газа контролировать легче, то применяются автоматические заслонки, регулирующие поступление газа после пиролиза и кислорода из воздуха. Это позволяет в широких пределах регулировать температуру горения и отдачи энергии теплоносителю.

Рис. 2

При модернизации современных котлов твердотопливных газогенераторных учтены все ошибки ранних подобных устройств. Появились модели, работающие совсем независимо. К примеру, удаление вредных веществ, оставшихся после пиролиза, может происходить без электричества. Создан предохранительный водяной контур от перегревания котла. Благодаря модернизациям экономичность пиролизного котла высокая. Достаточно один раз в сутки загрузить первую камеру твердым топливом.

Монтаж

Особые требования к монтажу котла твердотопливного газогенераторного:

Он должен устанавливаться специалистами, имеющие лицензию на установку этого оборудования. Это обусловлено спецификой пиролизных котлов, где должны учитываться определенные правила безопасности.
Пиролизный котел нужно устанавливать в отдельном помещении, (например, на цокольном этаже). Комната, где будет установлен котел твердотопливный газогенераторный, необходимо облицевать огнеупорными кирпичами.
Не допускается хранение твердого топлива, горючих материалов в помещении или рядом с пиролизным котлом.
Оборудование монтируется на фундаменте из бетона и должно прочно стоять на нем.

Доверяя монтирование котла специалистам, вы будете уверены в правильной и эффективной работе оборудования на долгие годы. Не стоит рисковать и пренебрегать безопасностью своего дома.

Рис. 3

История

При разработке котлов твердотопливных газогенераторных прежде всего уделяли внимание объёмам камер сгорания и количеству потребляемого твердого топлива. Но из-за этого добивались незначительного увеличения коэффициента полезного действия при увеличивающихся габаритных размерах и веса котлов. Никто не принимал во внимание, что при пиролизе выделяется газ, который не эффективно использовался в камерах прежних моделей котлов на древесине или угле.

В результате длительных экспериментов, стало понятно, что нужно использовать свойства органических веществ, при недостатке кислорода выделяющий горючий газ – пиролиз. Использование твердого топлива не для основного выделения тепла, а для получения CO позволило сделать котел, совмещающий в себе сжигание твердого топлива и газа. Котел твердотопливный газогенераторный повысил эффект от нагрева, совместил экономию и дешевизну топлива, применяя процесса пиролиза.

Итог

Приобретая котел твердотопливный газогенераторный, вы получаете высокоэкономичный обогреватель, способный в широких пределах регулировать температуру теплоносителя (воды для отопления). Экономность существенна. Достаточно лишь загрузить дрова или уголь один раз в сутки. Это освобождает от обязанности круглосуточно следить за уровнем топлива.

Применение автоматики избавит вас от ручного управления заслонками. Если газообеспечение обойдется вам слишком дорого или его нет совсем, то это оптимальный выход для обеспечения отоплением частного дома при применении дешёвого угля либо дров.

Все больше и больше людей делают выбор в пользу проживания в частном доме. Но один из первых и самых главных вопросов, возникающих при обживании нового жилища, – вопрос отопления котлами длительного горения, хотя он может возникнуть и у давно поселившихся жильцов, поскольку возможно непредвиденное или запланированное прекращение централизованной газификации домов (или наоборот).

Не последнюю роль, мотивирующую людей изменить отопительные устройства, могут сыграть подорожание одного вида топлива либо существенное снижение цены на другое, внезапно возникшая поломка старого отопительного котла или истечение его срока действия.

Эти, как и многие другие причины, приведут к необходимости выбора и покупки отопительного котла длительного горения. Но с чего начать? Что следует учесть в первую очередь?

Какие «показания» и «противопоказания» по установке и эксплуатации есть у каждого вида отопительных устройств длительного горения? Об этом и пойдет речь в данной статье.

Разновидности котлов

Чтобы правильно выбрать котел, необходимо предварительно ознакомиться с его разновидностями. Итак, в зависимости от типа потребляемого топлива их различают жидко- и твердотопливные, электрические, газовые и комбинированные.

Уже исходя из этого можно более или менее корректно определиться с типом котла. Например, если в вашем доме отсутствует централизованное снабжение газом, то альтернативным вариантом является использование газа баллонного. Но это не очень удобно, так как баллоны придется регулярно менять, а газ может закончиться даже во время работы котла. Или, например, вас не устраивают твердотопливные котлы, поскольку требуют загрузки топлива, а также чистки от золы и сажи.

Комбинированные

Модели данного типа чаще всего работают на жидком топливе, газе, реже на альтернативных видах топлива. Их мощность не превышает 90–95 кВт; КПД – 80–95%.

Количество потребляемого топлива зависит от самого вида топлива, мощности модели и площади помещения, которую необходимо отопить (от 50 до 500 кв. м возможных).

Работа котлов данного типа сопровождается небольшим шумом (до 39 дБ) и наличием копоти, а также требует установки вентиляции в помещении и системы вывода дыма.

Разнообразие видов топлива, на котором способны функционировать данные котлы, само по себе делает их универсальными. Заменив горелку, можно превратить газовый котел, например, в жидкотопливный и т. д. Это очень удобно, если в вашем доме имеются перебои с поставкой какого-либо из видов топлива или планируется попеременное их использование в целях экономии, когда целесообразнее остановить выбор на моделях со съемной горелкой (так как смена дизельной не предусмотрена, но обходится дешевле).

Газовые

Для их функционирования требуется газификация дома, но их работа возможна и за счет баллонного газа.

Мощность колеблется от 4 кВт до 12 000 кВт, КПД – от 91 до 96% (для конденсационных котлов, дополнительно использующих пар, которые хорошо установить, если нет возможности обеспечить отвод конденсата в канализацию). На каждый киловатт тепла затрачивается газа около 0,11 кубометра.

Работа газовых котлов сопровождается наличием шума и копоти. Требования к котельной: наличие вентиляции и дымовыводящей системы.

Сэкономить (до 10%) газ позволит приобретение модели котла с электронным поджогом.

Срок службы котла зависит также от материала, из которого он выполнен. Более долговечными считаются котлы с чугунным теплообменником (до 50 лет), но их недостатком является чувствительность к ударам и резким перепадам температур. Стальные модели подвержены коррозии и главным образом из-за этого в два раза уступают вышеупомянутым в сроке службы.

Жидкотопливные

Эти агрегаты способны отопить дом площадью в несколько сотен кв. метров.

Мощность этих котлов сильно варьируется в пределах от десятков киловатт до нескольких сотен (и тысяч). КПД – 83–93%.

Работа жидкотопливных котлов бесшумна, сопровождается образованием копоти, требует наличия вентиляции и дымовода в помещении, в котором они установлены.

Проблематичность их использования связана с хранением топлива. Для этого требуются большие цистерны, которые можно хранить как внутри котельной, так и извне, зарыв в земле.

Кроме этого, требуется насос для подвода топлива к котлу, для работы которого необходимы дополнительные затраты электричества, что делает такое отопление еще более дорогим (учитывая стоимость самого топлива). Решением проблемы может стать покупка модели со съемной горелкой, так как это дает возможность производить отопление за счет газа (но их стоимость на 1/5 выше цены котла со встроенной горелкой).

Твердотопливные

Эти котлы являются одними из самых мощных (на коксе – до 0,9 МВт). Они продуцируют большое количество тепла, используя для этого сравнительно бюджетное топливо.

При работе такие котлы коптят. Функционируют практически бесшумно. Способны отопить дом площадью 25 м кв. и даже 3,5 тыс. м кв.
В качестве топлива потребляют уголь (каменный либо кокс), опилки, дрова.
Требуют наличия помещения для хранения этого топлива (вполне подойдут нефункционирующие хозпостройки).

Твердотопливные котлы разделяют на конвекционные, использующие один вид топлива и продуцирующие тепло только из продуктов сгорания, и пиролизные – использующие два вида теплоты (за счет топлива и газа, образующегося от его сгорания).

Классификация твердотопливных котлов

Корпус твердотопливных котлов может быть выполнен из стали или чугуна, но встречаются и самодельные модели из других материалов.

По виду загружаемого топлива выделяют устройства, использующие гранулированное топливо, уголь, дрова, а также смешанного типа. Загрузка горючего может происходить вручную и автоматически.

В зависимости от времени и способа сгорания различают устройства длительного горения, использующие естественную и дополнительную тяги, пиролизные.

Выделяют такие виды твердотопливных котлов:

пиролизные, или ;
традиционные твердотопливные котлы. По своему устройству имеют сходство с обычной печкой. В качестве топлива подходят дрова и .Они очень практичны и долговечны, поскольку не имеют электронных плат или прочих устройств управления (за исключением терморегулятора), которые первыми выходят из строя;
пеллетный котел. По строению отличается от традиционного твердотопливного только наличием автоматической подачи топлива и специального бункера. Работает на древесных топливных гранулах, которые изготавливают из ;
газогенераторные котлы длительного (верхнего) горения. Позволяют загрузить большие объемы топлива за один раз, чем обеспечивается продолжительная работа котла (до трех суток). Горение и подача воздуха происходят в верхней части топливного слоя. Принцип работы котла длительного горения заключается в выделении пиролизного газа, который получается при воздействии на топливо высоких температур от 200 до 800 градусов С.

Плюсы и минусы твердотопливных котлов

Теперь рассмотрим преимущества и недостатки, которыми обладают твердотопливные котлы.

Положительные пункты

По цене имеют превосходство над газовыми и электрическими.
Большой срок эксплуатации.
Безопасное использование.
Нет необходимости в дополнительной электроэнергии или газе.
Топливо доступно по цене, его можно приобрести в нужном количестве.
Некоторые модели могут работать около трех суток при однократном загрузке.
Экологически чистый метод отопления.

Отрицательные пункты

Недостаточно высокий уровень КПД.
Требуют силы и время на чистку устройства, а также на подготовку и загрузку топлива.
Необходимость многократных загрузок, при которых возможно поступление дыма в помещение.
Отсутствие терморегуляции.
Нуждается в длительном прогреве после продолжительной паузы в работе.
Нет возможности быстро увеличить или уменьшить температуру.

Как выбирать газогенераторные котлы длительного горения

Для начала необходимо определиться, каким топливом вы располагаете в большей мере – дровами или углем. Если более приемлемым вариантом является уголь, следует остановить выбор на котлах с верхним сгоранием, а если отопление планируется с помощью дров, выгоднее приобрести котел с нижним сгоранием,так как его КПД выше, чем у предыдущего.

Котлы с нижним сгоранием являются наиболее экологически чистыми и экономичными. Это обусловлено наличием в них двух или трех камер сгорания, которые обеспечивают дополнительное сжигание частиц топлива.
Также котлы с нижними системами сжигания позволяют регулировать продуктивность, дозируя подачу воздуха. Для этого используется регулятор или вентилятор с системой управления.

Более долговечным является чугунный котел, так как конденсат при горении угля вызывает коррозию стали. Помимо этого, стальные теплообменники быстрее прогорают. Чугунные котлы состоят из секций, что при возможной разгерметизации позволяет просто заменить поврежденную часть (тогда как стальные котлы требуют полной замены); также этот факт обеспечивает удобство транспортировки в разобранном виде (однако следует помнить, что чугунные детали хрупки и чувствительны к ударам).

Если нужен котел, обеспечивающий отопление и и снабжение дома горячей водой, подойдет двухконтурный твердотопливный котел. Принцип его действия заключается в следующем: первый контур (для обогрева помещения) включается при срабатывании теплового датчика; второй (для снабжения горячей водой) активизируется при падении давления.

Если в доме имеется рабочий бойлер, то его можно подключить к отопительному котлу. С одной стороны, это даст большую экономию на источнике тепла, с другой же обеспечит стабильную подачу воды.

Чтобы определиться, какой мощности котел вам нужен, исходите из расчета 1 кВт на каждые 10 кв. м (при высоте стен до 3 м). При этом следует помнить, что сама мощность котла варьируется в зависимости от калорийности топлива и его влажности.
Обычно производитель указывает и основной вид топлива, и альтернативные. Но использование одного основного топлива продлит срок службы отопительного устройства.

Самостоятельный монтаж

Чтобы самостоятельно установить твердотопливный котел, необходимо учесть несколько правил.

Такой котел лучше расположить в отдельном помещении. Это может быть комната внутри дома или в подвале. Для этого подойдет бывшая детская спальня либо любая другая небольшая комната (необходимая площадь – 8-10 квадратных метров), если при строительстве не отведено специальное помещение для отопительных устройств. В самом крайнем случае можно просто перегородить большую комнату пополам (перегородку желательно сделать кирпичной, а не применять гипсокартон), сделав один или два выхода – внутрь помещения, на улицу или оба сразу.
Пол помещения, где планируется монтаж, должен быть выполнен из пожаростойких материалов. А сам котел следует установить непосредственно на бетонную стяжку (около 10 см толщиной).
Необходимо обеспечить помещение принудительной вентиляцией, электропитанием и водоснабжением, если они отсутствуют.
Если котел устанавливается не в специально спроектированной котельной, следует заранее приобрести и установить дымоотвод.

Приступая к монтажу, надо подготовить инструменты и оборудование, которые для этого понадобятся: электроды, сварку, уровень, ключи, отвертки, метр, пилу по металлу, винты, – а также материалы: сантехническую ленту, лист металла и герметик.

Распаковать и подготовить к сборке детали, идущие в комплекте с котлом.
Расположить металлический лист на полу на расстоянии не менее 0,5 м от боковой стенки (стенок) и 1 метра от передней и надежно зафиксировать.
Установить ровно котел на металлический лист, проверяя правильность уровнем.

После подготовительных работ производится непосредственно сборка самого котла:

Обернуть одним витком сантехнической ленты регулятор горения, закрепить с помощью винта, установить температуру 30 градусов.
Установить терморегулятор и тен или их заглушки.
Собрать воздушный и предохранительный клапаны, манометр в группу безопасности.
Установить кран и подключить его к трубам.
Подсоединить группу безопасности перед запирающим устройством.
Соединить котел с дымоходом, используя герметик.
Задвинуть заслонку для тяги и заглушку для прочистки.
Подключить воду и проверить герметичность системы.
Зажечь котел, закрыв заслонку.
Остается только проверить качество установки и работы котла и провести пилотное отопление.

Для того, чтобы определить примерную стоимость материалов и оборудования, необходимых для монтажа, ниже приведена их ориентировочная цена.

Герметик термостойкий 100–200 руб.
Лист металла (3 х 1 250 х 250) около 3 000 руб.
Сантехническая лента около 500 руб.
Котлы длительного горения 60 000–120 000 руб.
Переход стальной 57–32 30 руб.
Отвод стальной Ду-5016 от 100 руб.
Кран шаровый Ду-15 от 100 до 1 000 руб.
Кран шаровый со сгоном Ду-50 около 2 000 руб.
Дымовая труба для твердотопливного котла 20 000–50 000 руб.

Выбор обогревательных котлов должен быть основан на доступности конкретного вида топлива в регионе или его наличии в доме. Отопление твердотопливными котлами с использованием дров по стоимости уступает лишь устройствам, работающим на газу, более дорогими являются электричество и дизельное топливо, а замыкают пятерку углезависимые агрегаты. Не в последнюю очередь это связано с тем, что твердотопливные котлы имеют недостаточно высокие показатели КПД (по сравнению с электрическими например). Тем не менее двухуровневые системы сжигания позволяют сэкономить расход топлива до 9 % .

На карте страны еще достаточно мест, где для производства тепловой энергии доступны лишь дрова и уголь. Единственной альтернативой может выступать электрическое отопление, но не всегда есть достаточная техническая база, позволяющая выдержать увеличенную нагрузку, а также дороговизна такого вида отопления по карману немногим.

Развитие энергосберегающих технологий дало возможность усовершенствовать работу котлов на твердом топливе. Потребителям были представлены газогенераторные котлы (пиролизные). Сырьем для получения тепла в таких котлах служат дрова, прессованные топливные брикеты, а также различные древесные отходы.

Покупка такого котла серийного производства обойдется недешево, но есть возможность изготовить газогенераторный котел своими руками. Это обойдется гораздо дешевле и, в конечном счете, получится агрегат с конфигурацией и основными характеристиками идеально подходящими отопительной системе дома.

Что собой представляет

Пиролиз – это процесс глубокого разложения веществ под действием высоких температур без доступа кислорода с образованием большого количества различных органических соединений в газовой, жидкой и твердой фазе. Состав продуктов пиролиза зависит от исходного сырья.

Газогенераторные котлы имеют двухкамерную структуру. В первой происходит пиролиз твердого топлива в среде, обедненной кислородом в пределах от 200 до 800°С с образованием древесного кокса и пиролизного газа. Газ поступает во вторую камеру, где смешивается с кислородом и сгорает, выделяя большое количество энергии. Отходящий дымовой газ проходит через теплообменник, отдавая свое тепло циркулирующему в системе теплоносителю.

В таком котле используется не тепло, возникающее от горения дров, а тепло от сгорания пиролизного газа. Термическое разложение древесины без доступа воздуха происходит гораздо медленнее, чем при горении, что увеличивает КПД газогенератора за счет уменьшения расхода сырья и увеличении теплосъема.

Во время сгорания пиролизный газ вступает в реакцию со свободным углеродом, что приводит к более глубокой конверсии продуктов горения. Поэтому сбрасываемый в атмосферу дым состоит в основном из водяного пара и двуокиси углерода (углекислый газ). Благодаря такой особенности газогенераторные котлы на твердом топливе способны утилизировать ДСП, ДВП, резинотехнические отходы и полимерные материалы без ущерба для окружающей среды. Твердого остатка (кокс) образуется гораздо меньше, чем при обычном горении, что сокращает период между чистками агрегата.

Конструкция и основные элементы

Пиролизные котлы являются довольно габаритными аппаратами. Загрузочная камера предусматривает использование деревянных заготовок длинной от 38 до 45 см и диаметром от 10 до 25 см, а прессованные брикеты от 3 до 30 см. Отходы деревообработки (опилки, стружка) засыпаются к дровам, но их количество не должно превышать 30 % от объема камеры. Простая компоновка устройства включает в себя:

загрузочную камеру (она же подготовки сырья) – удаление остаточной влаги;
камеру газификации – проходит процесс пиролиза;
колосник – перегородка, разделяющая камеры;
камеру сгорания – оснащенную форсунками для подачи вторичного воздуха;
систему дымоходов – удаление продуктов горения и нагрев теплоносителя;
встроенный теплообменник с патрубками прямой и обратной подачи теплоносителя;
вентилятор принудительной подачи вторичного воздуха;
датчики для регулировки эксплуатационных показателей.

Внутри аппарата создается повышенное аэродинамическое сопротивление, что требует применения дымососов либо дутьевых вентиляторов для создания принудительной тяги.

Пиролизные отопительные газогенераторные котлы имеют в обеих камерах футеровочный слой из огнеупорного шамотного кирпича. Он предотвращает разогрев конструкции и уменьшает теплопотери, а также способствует созданию необходимого температурного режима для пиролиза.

Материальная основа проекта

Самостоятельное изготовление пиролизного котла отопления потребует материальных затрат, но они в разы меньше, чем стоимость промышленного образца. Перед началом работы нужно ознакомиться с информацией о схемах и видах котлов, произвести расчеты и подобрать подходящий вариант.

Если с этим возникают сложности либо нет уверенности в правильности решения, можно воспользоваться услугами фирм, специализирующихся на расчетах теплогенерирующего оборудования. Все равно это выйдет дешевле заводского котла.

Инструменты и материалы

После утверждения технического проекта начинается фаза сбора инструментов и материала. Для работы понадобится:

электросварочный аппарат постоянного тока;
дрель;
шлифовальная машина;
расходный материал (сверла, электроды, отрезной круг диаметром 230 мм и шлифовальный – диаметром 125 мм);
средства индивидуальной защиты для безопасного проведения работ.

Материальная база проекта мало зависит от выбранной схемы. Нужно иметь следующий материал:

листы металла толщиной 4 мм (для внутренних поверхностей) и 3 мм (для изготовления корпуса);
трубопрокат диаметром 57 и 159 мм, с толщиной стенки 3,5 и 4,5 мм соответственно;
шамотный кирпич;
профтрубы разных типоразмеров с толщиной стенки 2 мм;
вентилятор;
датчик температуры и давления.

В процессе работы могут понадобиться некоторые материалы, но они не окажут влияния на стоимость и сроки выполнения.

Механомонтажные работы

Для того чтобы изготовить газогенерирующий котел отопления лучше воспользоваться существующей схемой, и при наличии инженерных навыков добавить либо изменить ее под свои нужды. Главное, чтобы объем камер не изменился. Чаще всего при кустарном производстве пиролизного котла пользуются схемой отопительного устройства Беляева рассчитанного на мощность 40 кВт.

Согласно чертежу вырежьте элементы, а потом с помощью сварки соедините их в готовую конструкцию. Специалисты рекомендуют оборудовать газогенерирующий котел отопления ограничителем для контроля подачи воздуха в камеру сгорания газа. Он представляет собой трубу диаметром порядка 70 мм и длиной немного превышающей высоту корпуса. Конец, монтируемый в нижнюю камеру, оснащается заслонкой с торца трубы на расстоянии 40 мм от ее стенки.

Контур, по которому движется теплоноситель внутри аппарата, нужно сделать с изгибом для увеличения поверхности контакта и улучшения теплосъема. Подойдет любой подходящий вариант, увеличивающий площадь соприкосновения теплообменника не затрагивающий изменения размера камер.

Пиролизные аппараты отопления часто рассчитываются исходя из того, что теплоносителем будет воздух, а не вода. Это не требует строгой герметичности трубопроводов подачи горячего воздуха и устраняет вероятность размерзания системы. После сборки аппарата нужно провести испытание и установить на место.

Установка и противопожарная безопасность

Свидетельством правильности сборки являются показания выхода на режим теплогенерирующего устройства. Этот процесс должен занимать считанные минуты, а прогрев всей системы отопления - не более получаса. Также отмечается довольно резкое повышение температуры в отапливаемом помещении.

При первом запуске нужно установить КПД нового агрегата. Этот показатель свидетельствует об отсутствии отклонений и недочетов в монтажных работах. Определяется он по состоянию выходящих дымовых газов, которые не должны иметь удушливый запах окиси углерода (угарный газ). Это условие должно выполняться на всех режимах работы.

Устанавливаются газогенераторные котлы в отдельное нежилое помещение, отвечающее всем требованиям пожарной безопасности. Они предполагают:

наличие вентиляции (отверстие площадью не менее 10 см2);
установку защитного кожуха перед камерой сжигания (металлический лист толщиной 2 мм);
заливку бетонного фундамента под котел либо создание прочной кирпичной кладки;
наличие пространства между стеной и котлом не менее 20 см, а также предметами мебели и другими конструкциями.

Также в помещении должен быть доступ к электропитанию для подсоединения вентилятора. Если нет возможности подать электроэнергию, можно смонтировать длинный дымоход. Но тогда возникает проблема с его фиксацией и достаточностью получаемой тяги. Пиролизные котлы стали удачным симбиозом деревенской печки и прогрессивных энергосберегающих технологий.