Газогенераторные твердотопливные котлы длительного горения – Как устроен газогенераторный котел на твердом топливе

Пиролизные котлы отопления: агрегаты длительного горения

Годы идут, наука и техника двигаются вперед, а твердые виды топлива по-прежнему остаются востребованными. Сжигать дрова в традиционной печи или в буржуйке не слишком эффективно, но ситуацию изменили пиролизные котлы отопления – агрегаты отличаются высоким КПД и относительно простой эксплуатацией.

Согласитесь, это достаточно значимые аргументы при обустройстве автономного отопления. Если вы подыскиваете эффективный котел для дома, то стоит внимательнее присмотреться к пиролизным котлам.

Мы расскажем, как устроены и работают агрегаты длительного горения, в чем их технико-эксплуатационные особенности, а также приведем обзор наиболее рейтинговых моделей отечественных и зарубежных производителей.

Содержание статьи:

Что такое пиролиз

Дрова – это, пожалуй, самое первое топливо в человеческой истории. Практически каждому известно, как быстро они сгорают на открытом воздухе, и что тепла при этом выделяется не так уж и много. Но ситуация кардинально изменяется, если создать иные условия для процесса сгорания.

Так называемое пиролизное горение осуществляется в закрытых камерах. Туда загружают дрова или иное твердое топливо подобного типа: пеллеты, опилки, отходы древесного производства и т.п.

Топливо поджигают и затем сокращают количество воздуха, поступающего в камеру.

Галерея изображений

Фото из

К пиролизным котлам относят все твердотопливные теплогенераторы длительного горения, перерабатывающие твердый тип топлива

Значительную часть тепловой энергии, поставляемой котлами длительного горения, дает процесс сгорания пиролизных газов

В пирокотле сложные химические соединения расщепляются на более простые компоненты под воздействием высокой температуры без применения реагентов

В результате термической обработки топливо выделяет газ, который проще и легче горит. Потому пиролизные котлы относят к разряду газогенераторных

В пиролизном агрегате непрерывно происходит выделение огромного количества тепловой энергии, а отбираться может только необходимый ее объем

Желающим сделать пирокотел собственными руками следует учесть, что из-за непрерывно происходящих процессов высокотемпературного горения для изготовления топки нужна жаростойкая футеровка

По схеме горения пиролизные котлы делят на агрегаты естественного и принудительного типа. Естественные дешевле, но менее эффективны, чем принудительные, оборудованные наддувом

По специфике обслуживания систем пирокотлы делятся на одно-и двухконтурные. Первые предназначены только для отопления, вторые обслуживают отопление и ГВС

Пиролизные котлы заводского производства

Схема увеличения производительности агрегата

Принцип действия и эффективность пиролизного котла

Газогенераторная основа работы оборудования

Экономические преимущества пирокотла

Специфическая особенность самоделок

Естественный и принудительный тип горения

Одноконтурное пиролизное оборудование

Как известно, при горении происходят окислительные процессы, один из главных участников которых – кислород, содержащийся в воздухе. Если кислорода мало, реакция замедляется и дрова сгорают медленно, фактически в таких условиях они просто тлеют. При этом выделяется некоторое количество тепловой энергии, зола и горючий газ.

Процесс пиролиза на этом не заканчивается. Полученный при сжигании первичного топливо газ смешивается с воздушными массами и также сгорает. В итоге тепловой энергии выделяет значительно больше, чем при работе стандартных теплогенераторов.

Поэтому пиролизные котлы демонстрируют очень приличный КПД по сравнению со своими чисто , а также нередко предоставляют возможность заметно сэкономить на отоплении.

Преимущество отопительной техники этого типа состоит в том, что принцип ее работы и устройства относительно не сложен. Количество воздуха, поступающего в камеры сгорания, регулируется обычной механической заслонкой. Простая конструкция обеспечивает надежность устройства, поломки для пиролизных котлов – явление не частое.

Эта схема наглядно демонстрирует все этапы процесса пиролизного горения. Температура внутри устройства может достигать 1200°С (+)

Еще один “плюс” пиролизных котлов – длительный период горения. Полная загрузка устройства топливом позволяет не вмешиваться в процесс в течение нескольких часов, иногда и более суток, т.е. нет необходимости постоянно подбрасывать дрова в топку, как это происходит при открытом горении.

Конечно, это не означает, что пиролизный котел можно оставлять без присмотра. Как и в отношении прочей отопительной техники, здесь имеются строгие правила техники безопасности.

Стоит помнить, что пиролизный котел не всеяден – влажность топлива должна быть невысокой. Иначе часть драгоценной тепловой энергии уйдет не на подогрев теплоносителя, а на высушивание топлива.

Котлы пиролизного горения, особенно выполненные из чугуна, обладают значительным физическим весом, поэтому они всегда представлены только напольными моделями

При реализации пиролизного горения топливо сгорает почти полностью, чистить устройство придется гораздо реже, чем при эксплуатации традиционного твердотопливного котла. Мелкую золу, полученную после очистки, используют в качестве удобрения. Горение топлива в таких котлах осуществляется по направлению сверху вниз.

Поэтому возможности для естественной циркуляции воздуха в топке заметно ограничены. Использование принудительного нагнетания воздуха с помощью вентилятора значительно улучшает эффективность работы устройства, но при этом делает котел энергозависимым, поскольку для работы вентилятора необходима электроэнергия.

Устройство и работа пиролизного котла

Топка пиролизного котла разделена на два отделения. В первой сгорают дрова, а во второй производится вторичное сгорание смеси пиролизных газов и воздуха. Отделяет первую камеру от второй колосниковая решетка, на которую и укладывают топливо.

Воздух обычно нагнетается принудительно с помощью небольшого вентилятора. Хотя в небольших моделях иногда для создания тяги используют дымосос.

На этой схеме представлено устройство пиролизного котла нижнего горения. Дрова медленно сгорают при малом количестве кислорода и выделяют горючий газ (+)

Наличие принудительной вентиляции можно считать основным отличием пиролизного котла от классической твердотопливной модели. Корпус устройства состоит из двух частей, вставленных друг в друга. Пространство между стенками заполняют теплоносителем, роль которого традиционно выполняет вода.

Сначала в первое отделение топки пиролизного котла загружают топливо, затем включают вентилятор и поджигают топливо. Образующиеся в результате горючие газы перемещаются во второе отделение, смешиваются с воздухом и сгорают.

Температура горения может достигать 1200°С. Вода, находящаяся в наружном теплообменнике, нагревается и циркулирует по системе отопления дома. Остатки продуктов сгорания удаляются через дымоход.

В упрек устройствам, в работе которых используется пиролизный принцип горения, можно поставить относительно высокую цену. Обычный твердотопливный котел стоит значительно меньше. Но в котлах длительного горения дрова сгорают практически полностью, чего о классическом котле не скажешь.

К дровам для пиролизного котла предъявляют определенные требования по размерам и влажности. Подробную информацию можно найти в инструкции изготовителя

Выбирая пиролизный котел, следует помнить, что недорогие модели малой мощности обычно рассчитаны только под дрова. Дорогие модификации способны работать на разных .

Причем загружать топливо в устройство придется по максимуму, снижение нагрузки приводит к повышенному образованию золы и сажи, а также негативно сказывается на работе агрегата в целом.

Котлы верхнего горения

Один из вариантов пиролизного устройства – котел верхнего горения. Принцип действия этих двух агрегатов очень схож.

Точно так же в топку загружают большое количество твердого топлива низкой влажности, воздух нагнетают принудительно и обеспечивают тление топлива при пониженном количестве кислорода. Задвижку, которая регулирует поток кислорода, устанавливают в нужном положении.

Схема устройства котла верхнего горения. Топка такого котла имеет глухое дно, частички продуктов горения удаляются через дымоход (+)

Но котлы длительного горения не имеют ни зольника, ни колосника. Дно представляет собой глухую металлическую плиту. Такие котлы устроены так, чтобы древесина сгорала полностью, а оставшееся в топке малое количество золы выдувалось воздухом.

Такие устройства отличаются высоким КПД и также работают при температурах более 1000°С.

Основная особенность таких устройств – они действительно обеспечивают длительный срок работы при полной загрузке. Топливная камера в таких устройствах обычно выполнена в форме цилиндра.

В нее сверху загружают топливо, сверху же, по центру, нагнетается необходимый для горения воздух.

В котлах верхнего горения устройство для нагнетания воздуха – это подвижный элемент, который опускается вниз по мере прогорания дров

Таким образом осуществляется медленное тление верхнего слоя топлива. Топливо постепенно сгорает, его уровень в топке понижается. Одновременно изменяется и положение устройства для подачи воздуха в топку, этот элемент в таких моделях подвижен и он практически лежит на верхнем слое дров.

Второй этап горения осуществляется в верхней части топки, которая отделена от нижнего отделения толстым металлическим диском. Горячие пиролизные газы, образовавшиеся в результате сгорания топлива внизу, расширяются и перемещаются вверх.

Здесь они смешиваются с воздухом и сгорают, дополнительно передавая теплообменнику солидную порцию тепловой энергии.

Балка, удерживающая диск, который разделяет камеру сгорания на две части, как и сам этот диск, в процессе работы котла верхнего сгорания постоянно находится под воздействием высокой температуры. Со временем эти элементы сгорают, их придется периодически заменять.

На выходе из второй части топливной камеры обычно установлен регулятор тяги. Это автоматический прибор, который определяет температуру теплоносителя и в зависимости от полученных данных регулирует интенсивность движения горючего газа. Он защищает устройство от возможного перегрева.

Стоит отметить, что наружный теплообменник в таких котлах реагирует на изменение скорости циркуляции жидкости в теплообменнике, т.е. на колебания температуры. На поверхности устройства сразу же образуется слой конденсата, который вызывает коррозию, особенно если речь идет о стальных котлах.

Предпочтительнее брать устройство из чугуна, которое значительно лучше сопротивляется подобному воздействию.

Хотя топливо в пиролизных котлах длительного горения должно сгорать без остатка, на практике так бывает не всегда. Порой пепел спекается, образуя частички, которые трудно удалить с помощью потока воздуха.

Если в топке накопится большое количество таких остатков, может наблюдаться заметное снижение тепловой отдачи агрегата. Поэтому котел верхнего горения следует периодически все же прочищать.

Особенность устройств этого типа в том, что по мере сгорания топлива его можно догружать, не дожидаясь сгорания всей закладки топлива. Это удобно, когда нужно избавиться от горючего бытового мусора.

Существуют также разновидности котлов верхнего горения, которые работают не только на древесном топливе, но и на угле. Сложные узлы автоматического управления в пиролизных котлах этого типа отсутствуют, поэтому серьезные поломки наблюдаются крайне редко.

Конструкция котла верхнего горения позволяет загружать топку лишь частично, если это необходимо. Однако в этом случае выполнить розжиг верхнего слоя топлива может быть не просто. Само топлива должно быть подсушенным, дрова из открытой поленницы для такого котла не подходят.

Топливо крупных фракций также не следует использовать для этого вида техники, т.е. дрова придется обязательно колоть на небольшие части.

Особенности эксплуатации газогенераторных котлов

Эффективность работы пиролизного котла во многом зависит от типа и качества топлива. Технически в топку можно загрузить не только древесину, но и уголь, и даже торф, большинство современных моделей котлов рассчитаны на использование нескольких видов топлива.

Древесина сгорает примерно за 5-6 часов, в зависимости от сорта. Чем тверже дерево, тем дольше оно горит.

Современные модели котлов пиролизного горения могут работать на различных видах древесного топлива: дровах, брикетах, пеллетах, угле, торфе и т.п.

Около десяти часов уйдет на сгорание черного угля, а такое же количество бурого угля будет тлеть в течение восьми часов. На практике самую высокую теплоотдачу пиролизная техника демонстрирует при загрузке сухим деревом. Оптимальными считаются дрова влажностью не более 20%, а длиной около 45-65 см.

Если доступа к такому топливу не имеется, можно использовать уголь или другое органическое топливо: специальные и пеллеты из древесины, отходы, полученные при обработке дерева, торф, материалы с целлюлозой и т.п.

Перед началом эксплуатации котла следует внимательно изучить рекомендации производителя устройства в отношении топлива.

В котлах пиролизного горения поступление воздуха регулируется обычными механическими задвижками. Отсутствие сложной электроники обеспечивает высокую отказоустойчивость прибора

Слишком влажное топливо в таких устройствах недопустимо. При его сгорании в топке образуются дополнительные водяные пары, которые способствуют образованию таких побочных продуктов, как деготь и копоть.

Стенки котла загрязняются, теплоотдача снижается, со временем котел может даже прекратить работу, затухнуть.

Если использовать для котла пиролизного горения дрова со слишком высокой влажностью, внутри устройства возникнут условия для образования дегтя, который ухудшит теплоотдачу устройства и может привести к поломкам

Если в топку заложено сухое топливо и котел настроен правильно, пиролизный газ, полученный в результате работы устройства, будет давать пламя желто-белого цвета. Такое горение сопровождается ничтожным выделением побочных продуктов сгорания топлива.

Если цвет пламени окрашен иначе, имеет смысл проверить качество топлива, а также настройки прибора.

Пиролизные газы, смешанные с воздухом, горят ровным желто-белым пламенем. Если цвет пламени изменился, возможно, нужно проверить настройки котла или качество топлива

В отличие от обычных твердотопливных устройств, перед загрузкой дров в пиролизные котлы, работающие на твердом топливе, топку следует разогреть.

Для этого выполняют следующие шаги:

1. Загружают на дно топки мелкую сухую растопку (бумагу, щепу и т.п.)
2. Поджигают ее с помощью факела из подобных материалов.
3. Закрывают дверцу камеры сгорания.
4. Дверцу загрузочной камеры оставляют немного приоткрытой.
5. Добавляют порции растопку по мере ее сгорания.
6. Процесс повторяют до тех пор, пока на дне не образуется слой тлеющих углей.

К этому моменту топка уже прогревается примерно до 500-800°С, создавая условия для загрузки основного топлива. Не следует использовать для розжига растопки бензин, керосин или любые другие подобные жидкие вещества. Перед тем, как прогревать топку котла длительного горения, следует убедиться, что устройство готово к эксплуатации.

Характерная особенность котлов пиролизного горения – малое количество золы и пепла, что облегчает процесс очистки устройства и его обслуживания

Для этого проверяют наличие тяги, герметичность дверок, исправность запорных механизмов и регулировочной аппаратуры, наличие  и т.п.

Затем следует включить терморегулятор, чтобы убедиться, что на прибор поступает напряжение. После этого открывают шибер прямой тяги и вентилируют котел в течение 5-10 минут.

Обзор популярных моделей

Следует понимать, что любой пиролизный котел – это достаточно тяжелый агрегат, который не предназначен для подвешивания на стену. Такие устройства можно применять как для отопления небольшого дома, так и для просторных коттеджей. Как и другие отопительные агрегаты, различаются по мощности.

Выбирая котел пиролизного горения, следует ориентироваться на такие показатели, как тепловая мощность устройства, размеры камеры загрузки, наличие второго контура и т.п.

На этот показатель обычно и ориентируются покупатели.

Среди популярных моделей такой техники следует упомянуть:

• Atmos (Украина) – представлены устройствами, которые могут работать и на дровах, и на угле, мощность варьируется в пределах от 14 до 75 киловатт.
• Attack (Словакия) – способны справиться с обогревом площадей до 950 кв. м, некоторые модели способны продолжать работу даже при перебоях с электроэнергией.
• Bosch (Германия) – высококачественная продукция известного бренда, мощность варьируется в пределах 21-38 киловатт.
• Buderus (Германия) представлена линейками Elektromet и Logano, первая хорошо известна в Европе как классический вариант пиролизного котла, вторая – более современные версии, предназначенные для частных домов.
• Gefest (Украина) – высокомощные устройства с КПД до 95%.
• КТ-2Е (Россия) специально разработан для крупных жилых помещений, мощность агрегата составляет 95 киловатт.
• Opop (Чехия) – относительно недорогие котлы, надежные и долговечные, мощность 25-45 киловатт.
• Stropuva (производства Литвы или Украины) с мощностью от семи киловатт вполне подойдут для небольшого дома, но в модельном ряде представлены и более мощные устройства.
• Viessmann (Германия) – идеальный выбор для частных домовладений, мощность стартует с 12 киловатт, применение современных технологий позволяет экономить топливо.
• “Буран” (Украина) с мощностью до 40 киловатт еще один популярный вариант для владельцев больших коттеджей.
• “Логика” (Польша) высокомощные устройства на 20 киловатт с легкостью обогревают помещения площадью до 2 тыс. кв. м, это скорее котел для промышленных нужд: обогрева цехов, офисов, теплиц и т.п.

Выбирая пиролизный котел для частного дома, следует обратить внимание на модели с двумя контурами, чтобы не только отапливать жилище, но и обеспечить его автономным горячим водоснабжением.

Теплообменник для ГВС бывает накопительного или проточного типа. Для последнего варианта используют модели котлов повышенной тепловой мощности.

При желании сэкономить средства, можно попробовать сделать пиролизный котел своими руками. Технология его сборки описана в .

Выводы и полезное видео по теме

На этом видео наглядно изображен принцип работы пиролизного котла:

Подробный обзор работы котла верхнего горения можно посмотреть здесь:

Пиролизные котлы недешевы, но полностью оправдывают вложенные в их приобретение средства. При правильной установке и обслуживании такие устройства обеспечат дом стабильным и недорогим теплом.

Подыскиваете пиролизный котел для отопления дома? Или есть опыт эксплуатации таких агрегатов? Оставляйте, пожалуйста, комментарии к статье и делитесь впечатлениями об использовании пиролизных котлов. Форма обратной связи расположена в нижнем блоке.

sovet-ingenera.com

длительного горения, твердотопливные на угле, опилках, дровах, брикетах

Еще совсем недавно при выборе топлива практически для любых котлов всегда отдавалось предпочтение газу, а твердые виды оставались на втором месте. Но технологический прогресс не стоит на месте, и современные технологии позволяют качественно использовать любой вид топлива, в том числе и твердый. Для этого были разработаны специальные пиролизные котлы.

Процесс генерации тепла

Отопительный агрегат работает по принципу, в основе которого заложен пиролиз. Так, в процессе тления происходит распад топлива на две составляющие: уголь и газ. Медленное горение обеспечивается за счет ограничения подачи воздуха в печи. Продукты распада в виде газа улавливаются для участия в дальнейших тепловых процессах.

Пиролизный газ разбавляется воздухом и сжигается при более высоких температурах. В результате такого взаимодействия происходит веделение тепла.

Требования к горючему веществу

В зависимости от качества топлива, которое сжигается, определяется тип отопительного оборудования.

Существует два вида пиролизных печей:

• энергонезависимые;
• утилизаторы отходов.

Они различаются между собой качеством горючего, которое в них сжигают.

Энергонезависимые газогенераторы

Для них необходимо использовать топливо с минимальной влажностью. Это обеспечит длительный срок эксплуатации. Максимальное значение не должно превышать 25%.

Использование качественной древесины позволяет получать 4 кВт/час при тлении 1 кг горючего. Это отличный вариант для отопления дома.

Утилизаторы отходов

Пиролизные котлы длительного горения этого типа не слишком привередливы к топливу. Использоваться могут и торф, и отходы древесины, а также некачественные сорта угля. Требования к влажности не так высоки, как в предыдущем варианте — допускается влажность до 50%.

Но сырая древесина (отходы) снижают мощность дровяного котла в 2 раза. Это связано с тем, что влажное топливо плохо горит и выделяет много дыма.

Виды используемого топлива

Древесина и ее отходы могут использоваться в различной форме:

• бруски размерами 250×450;
• опилки различной величины;
• брикеты, сформированные из остатков переработки.

Дрова производятся в основном из древесины лиственных пород, но применяются и хвойные. Кроме древесины могут использоваться различные виды угля. Выбор топлива зависит от времени его сгорания. Этот показатель имеет разные значения:

• черный уголь – 10 часов;
• бурый концентрат – до 8 часов;
• мягкое дерево – 5 часов;
• древесина твердая – 6 часов.

Устройство газогенераторов

Характерной особенностью конструкции является наличие двух камер в топке. Верхняя камера предназначена для загрузки дров и первичного процесса тления. В нижней камере происходит сгорания смеси газов и выделение тепла. Между собой они разделены газифицирующей форсункой. Чаще всего ее изготавливают из огнеупорного бетона. Топка является основным элементом, но кроме нее в конструкции предусмотрены и следующие узлы:

• дымосос;
• трубы и патрубки дымохода;
• система подачи и вывода воды;
• всевозможные регуляторы;
• корпус.

Принцип работы

Конструкции котлов могут быть разными, но существенных отличий в принципе работы у них нет. Он обозначен несколькими операциями:

1. устанавливается режим горения;
2. производится загрузка верхней камеры дровами;
3. разжигается топливо;
4. достигается необходимая температура в топке;
5. ограничивается поступление кислорода, и регулятор переводится в режим тления, в процессе которого образуется пиролизный газ;
6. затем он поступает в форсунку, где происходит его смешивание с воздухом;
7. полученная газовая смесь перегоняется в нижнюю камеру, где происходит его сгорание и выброс тепла, которое расходуется на обогрев дома.

Весь рабочий цикл теплогенератора можно определить двумя основными этапами:

• образование газа в загрузочной камере при температуре 200–800 ºС;
• сжигание пиролизной газовой смеси в отсеке сгорания при нагреве до 1200 ºС.

Выделяющееся в процессе тепло нагревает воздух. Применение механизма пиролиза ставит газогенератор на ступеньку выше дровяного котла прямого сгорания.

Процесс запуска

Если котел правильно работает, то горящее пламя будет желтовато-белого цвета. Чтобы достичь этого, необходимо правильно запустить оборудование: перед закладкой угля или другого горючего следует нагреть загрузочную камеру до температуры 600–800ºС.

После загрузки топлива происходит его возгорание, и теперь можно переключать оборудование на пиролизный цикл. Также необходимо включить дополнительную тягу, которую обеспечивает дымосос. Придерживаясь простых правил, можно обеспечить медленное бескислородное сгорание угля с полезным выделением тепла.

Преимущества

Весь процесс сгорания и получения тепла автоматизирован в отличие от печей прямого сгорания. Также оборудование позволяет регулировать мощность в пределах 50–100%. Кроме этих параметров их эксплуатация связана с рядом плюсов:

• не требуется регулярная чистка от сажи и пепла, потому что топливо сгорает практически полностью;
• быстрый прогрев дома — повышение температуры на 20ºС происходит за полчаса;
• экономия горючего за счет увеличенного цикла сгорания одной закладки;
• коэффициент полезного действия в зависимости от модели составляет 80–85%;
• безопасность, простота и удобство в управлении.

При отсутствии доступа к газовой магистрали пиролизные твердотопливные котлы – это оптимальный вариант отопительного оборудования.

Недостатки использования газогенераторов

Большой перечень преимуществ может быть немного омрачен рядом минусов. Прежде чем остановить свой выбор на таком отопительном агрегате следует изучить и недостатки:

• высокие требования к используемой древесине, как к виду топлива;
• отсутствие автоматизированного режима загрузки;
• использование принудительной тяги требует расхода электроэнергии, а это дополнительные затраты;
• отсутствие возможности нагрева воды, что связано с тем, что во всех моделях предусмотрена только одноконтурная система;
• высокая стоимость.

Область применения

Используются пиролизные котлы длительного горения как в гражданских, так и промышленных помещениях. Если речь идет о больших площадях, выбор такого источника тепла будет оптимальным вариантом. Установка же генератора в маленьком доме нецелесообразна и не оправдывает себя.

Главной проблемой твердотопливных печей, всегда было выделение дыма, газа. Кроме запаха в воздух попадали и токсические испарения. Процесс пиролиза решил эту проблему полным сгоранием топлива, поэтому побочные эффекты сведены к минимуму.

Экологический фактор становится все более приоритетным при выборе источника обогрева. Очень часто печи используют на предприятиях деревообрабатывающей и легкой промышленности. С их же помощью утилизируются отходы, и генерируется достаточное количество тепла для обогрева дома.

Пиролизные котлы с каждым годом пользуются все большей популярностью при установке системы отопления. Хотя они и имеют несколько недостатков, такие параметры, как высокая эффективность и экологичность вполне их компенсируют. Газогенераторы имеют высокую стоимость, которая в 1,5 раза превышает классический вариант. Но они окупятся в кратчайшие сроки за счет снижения расхода топлива.

x-teplo.ru

Пиролизные котлы на твердом топливе. Особенности устройства и некоторые производители

Экономное и эффективное отопление – мечта любого домовладельца. Счастливы те, у кого есть возможность подключить газовые котлы, остальным приходится выбирать между твердотопливными котлами и электрическими. Твердотопливные хороши тем, что относительно недорого получается отопление. Их недостаток – необходимо постоянное присутствие для того, чтобы подкладывать топливо. Но последние разработки – котлы длительного горения пиролизного типа – стали более удобны в этом плане.

На одной закладке топлива могут греть систему от 8 до 24 часов (в зависимости от топлива и температуры окружающей среды). В дровяных пиролизных котлах промежуток между закладками дров возрастает вдвое, а котлы на пеллетах можно проверять вообще раз в месяц – такое топливо может подаваться автоматически по мере необходимости.

Есть у них недостатки. Не без этого. Два основных: оборудование дорогостоящее и очень часто энергозависимое (требуется гарантированное электропитание). Цена окупается  в процессе эксплуатации: на одной закладке дров греться дом вдвое дольше, а на закладке угля – вообще до суток. К тому же есть котлы, которые сжигают все: даже строительный мусор и старые покрышки. Все, что может гореть.

Принцип действия

Принцип действия пиролизных котлов

Как так получается, что от такого небольшого количества топлива получается столько энергии? Все дело в том, что большая часть тепла в обычных котлах (их называют котлами прямого горения) буквально «вылетает» в трубу.

Если вы топите дровами или углем, вы знаете, что к трубе дотронуться невозможно – температура там и 300^oC может быть и 400^oC. А в некоторых случаях (в банях, например) еще выше.

В пиролизных колах воздух из топки выходит с температурой 130-160^oC.  Это достигается за счет того, что используется не только энергия выделяемая дровами, но и дожигается тот газ, который они выделяют во время тления (для этого создается специальный режим).

Работа основана на том, что углеродсодержащее топливо (уголь, дрова, брикеты, пеллеты) когда горят при недостатке кислорода, разлагается на  большое количество газов и горючих веществ. Из-за того, что в процессе тления из древесины или другого углеродосодержащего топлива, выделяется большое количество горючих газов, такие аппараты называют еще газогенераторными котлами. Например, древесина в результате пиролиза преобразуется в:

• твердый остаток – древесный уголь, который сам является высококалорийным топливом;
• метиловый спирт;
• ацетон;
• различные смолы;
• уксусную кислоту.

Все эти вещества горят и выделяют при этом большое количество энергии. Пиролизные котлы потому имеют две камеры:

• В камеру сгорания закладывают топливо и разжигают его для достижения нужной температуры.
• В пиролизную камеру (камеру дожига) отводят выделившиеся при горении топлива газы. Они  уже имеют высокую температуру, смешиваются с нагнетаемым туда воздухом, воспламеняются.

В обе камеры отдельно подается воздух, его количеством регулируется интенсивность горения и мощность котла на данном этапе. Это единственная технология сжигания топлива, которая позволяет автоматизировать сжигание дров или угля.

Достоинства и недостатки

Выделение газов при горении в условиях недостатка кислорода происходит очень активно. Потому для эффективной работы такого оборудования важна автоматика, которая будет управлять процессом: ограничивать подачу кислорода после того, как дрова разгорелись и регулировать процесс в обеих камерах. Вот в этом и состоит основной недостаток кола: для работы ему нужно гарантированное питание (чтобы автоматика работала).

Пиролизные котлы на древесине могут также сжигать брикеты

Есть еще один положительный момент: пиролизные газы при горении взаимодействуют с углеродом. В результате этих реакций на выходе из котла, дым состоит в основном из углекислого газа и паров воды с небольшим количеством других примесей. Если используют дрова, выбросов СО в атмосферу в три раза меньше, чем при использовании традиционной технологии. При работе на угле ситуация еще более радужная — там сокращение выбросов раз в пять.

Дожиг газов и содержащихся в нем микрочастиц, хорош еще тем, что на стенках дымохода практически нечему откладываться: сажи образуется мало. И еще один бонус: остается мало золы. Мало золы и сажи – реже требуется чистка. Это тоже приятно.

Котлы прямого горения имеют КПД порядка 60-65%. Пиролизные – 80-90%. Это ощутимая разница.

Но преимущества еще не закончились. Регулировать мощность обычного котла можно достаточно условно. Все возможности – открыть/закрыть дверцы, поддувала и заслонки. Причем делать это нужно руками и полагаться на опыт и интуицию. Пиролизный процесс можно регулировать в широком диапазоне: можно оставить 30% мощности, а можно «разогнать» на все 100%.  И регулирует процесс автоматика, которая ориентируется на заданные параметры. Результат: экономия топлива 40%.

Камера загрузки топлива может быть расположена над камерой дожига, под ней или впереди

Конструктивно колы могут быть выполнены по-разному: в каких-то моделях камера дожига располагается под первичной, в каких-то – сверху. Есть модели, в которых она находится за первичной топкой. В некоторых агрегатах воздух подается не снизу дров через колосниковую решетку, а «вдувается» сверху, замедляя процесс горения. Все это разновидности одной и той же технологии. Но они также имеют свои плюсы и минусы. Рассмотрим некоторые из них подробнее.

Пиролизный котёл длительного горения Blago

Особенности Blago (Благо)

Эти котлы разработаны инженером Юрием Благодаровым. Главное их достоинство – есть энергонезависимые модели. В них искусственное нагнетание воздуха не используется, котел работает на естественной тяге.

Продуманное расположение топливных бункеров, камеры дожига и использование катализатора (банный камень) позволило разлагать не только простые углероды, но и сложные. За счет этого количество видов топлива значительно расширилось, а также увеличилась эффективность его перегонки.

Еще одна отличительная черта этих котлов – возможность использования сырых дров без потери мощности. Котлы Благо» промышленных мощностей могут работать на дровах с 55% влажностью, агрегаты малой мощности успешно справляются с 35% влажностью.

Конструкция  постоянно усовершенствуется. В последнее время запущено производство оборудования по сжиганию изношенных шин, есть специализированное оборудование, работающее на угле.

Обычные же пиролизные котлы длительного горения «Благо» используют дрова, опилки, щепу, обрезки и их смесь с угольной крошкой. При использовании дров их, в принципе, можно не колоть  — горят неплохо и целые небольшие чурбаки.

В результате котлы действительно всеядны: работает на старых покрышках, резине, коже, полиэтилене, не говоря уже о традиционных видах твердого топлива.

Большие пиролизные котлы «Благо» имеют несколько топливных камер (как минимум две). При необходимости (небольшие морозы  на улице) закладывать топливо можно только в одну. КПД (81-92%) котла от этого не изменяется, ниже становится только мощность. Например, котел мощностью 50к Вт можно использовать на 12 кВт. При этом на период разгона системы выдавать он будет 25 кВт, а остальное время  — 12-15 кВт. Есть небольшие модели (от 15 кВт) с одной камерой загрузки топлива.

Выпускаются пиролизные котлы длительного горения Blago мощностью от 12 кВт до 58 кВт. Более мощные установки выполняются под заказ с согласованием входных и выходных параметров. Для агрегатов от 1 Мвт может быть разработана автоматическая линия подачи топлива (это данные из сообщения автора проекта).

Что кроме «всеядности» гарантирует производитель? Во-первых, меньшее количество требуемого топлива  — его нужно на 20-30% по сравнению с другими котлами того же принципа действия. Во-вторых, длительное горение – закладка топлива происходит раз в 12-18 часов. В-третьих, высокая безопасность: совмещена загрузочная дверца и топочная задвижка, что предотвращает случайное воспламенение во время загрузки топлива, предусмотрена автоматическая корректировка заглушки для предотвращения выхода газов при нарушении правил установки. В-четвертых,  легкость использования: автоматизированный контроль, отсутствие дыма при загрузке топлива, автоматическая чистка топливных каналов.

Теперь о  недостатках, на которые указывают на форумах:

• Оборудование дорогое.

Да, недешево. Но всем желающим продают пакет документации для самостоятельного изготовления.

Модель	Мощность	Площадь	Максимальный объем  системы	Габариты, мм	Топливо	Теплоноситель	Цена
BLAGO-TТ 15	15 кВт	150 м2	0,83 м3	1200*530*970	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	48 т.р.
BLAGO-TТ 20	20 кВт	200 м2	0,60 м3	1200*530*1140	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	60 т.р.
BLAGO-TТ 20	25 кВт	250 м2	0,75 м3	1540*725*950	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	75 т.р.
BLAGO-TТ 30	30 кВт	300 м2	0,84 м3	1540*725*110	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	90 т.р.
BLAGO-T2 Т-BH-40	40 кВт	400 м2	120 л	2300*1100*1100	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	120 т.р.
BLAGO-T2 Т-BH-50	50 кВт	500 м2	168 л	2300*1100*1300	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	150т.р.
BLAGO-T2Т-BС-40(встроенный теплообменник)	40 кВт	400 м2		1805*1100*1100	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	120т.р.
BLAGO-T2Т-BС-48(встроенный теплообменник)	48 кВт	480 м2		1805*1100*1300	Дрова, древесные отходы	Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем	144т.р.

 

• Как недостаток указывают быстрое остывание котла при поздней закладке топлива.
• Котел тяжело выходит на пиролиз.

Но два последних недостатка – результат малого опыта работы с этим котлом и неправильное положение при растопке зольника. Некоторым потребителям не нравится избыточное выведение стенок теплообменника, что затрудняет закладку топлива (модели ТТС иТТУ).

Чешские Atmos

Чешская кампания Atmos (Атмос) изготавливает более 200 моделей отопительных котлов, которые сжигают дрова, пеллеты, дизельное топливо, брикеты. Есть оборудование, которое работает на нескольких видах топлива, под заказ изготавливаются газовые котлы.

Пиролизный котёл длительного горения Atmos

Пиролизные котлы длительного горения Atmos выпускаются как для отопления небольших помещений мощностью от 15 кВт (90-180 м2), так и для производственных помещений до 1000 м2 и больше.

Состоят из двух расположенных друг над другом камер: вверху топливная камера, внизу – камера дожига газов. Камеры (одна или обе) могут иметь керамическую отделку, что повышает эффективность использования тепла – оно не рассеивается через стенки, а идет на обогрев теплоносителя. Топливный бункер имеет большие размеры, закладывать туда можно даже довольно большие поленья целиком. При этом снижается мощность, но увеличивается продолжительность горения (можно использовать в теплую погоду, когда не нужна высокая температура в системе).

Atmos производит пиролизные котлы на разном топливе:

• на древесине — маркируются Atmos DC;
• угольно-дровяные — Atmos C и Atmos AC;
• пиролизные котлы Atmos DC 24 RS, DC 30 RS;
• пеллетные котлы Atmos

Маркировка котлов содержит также префиксы GS, GSE и S. Первые два типа имеют цельнокерамическую отделку обеих топок, за счет чего КПД становится выше, а процент выбросов в атмосферу  углекислого газа значительно меньше. Несмотря на то, что стоимость таких аппаратов выше почти на 50%,в Европе продается практически оборудование только такого типа.  В нашей стране львиная доля продаж приходится на менее эффективные, зато более дешевые котлы с маркировкой S  без керамического покрытия топок.

Пиролизные котлы длительного горения Atmos: цены и технические характеристики (кликните по картинке для увеличения ее размера)

Немецкое качество «Бош»

Котлы от немецкой фирмы Bosch использовать можно в качестве основного или резервного отопительного оборудования. Их отличает широкая возможность регулирования мощности (изменяя режим работы дымососа меняете мощность теплового агрегата). КПД котлов 78-85%, объем воды в системе – 76-124 литра.

Технические характеристики пиролизного котла длительного горения Bosch Solid 5000 W-2

Работают котлы только на древесине влажностью до 25%, можно использовать брикеты из древесных материалов. Конструкция э похожа на чешские аналоги: сверху находится бункер загрузки топлива и его газификации, а снизу – камера дожига газов. Между ними расположена керамическая горелка. Стоимость таких котлов от 2000 евро.

Еще один видео-материал, который поясняет принцип действия пиролизных котлов на твердом топливе

teplowood.ru

Газогенераторные котлы на твердом топливе, на дровах – что это такое

Частные дома нуждаются в постоянном, самостоятельном отоплении. Существует огромное количество разных печей, работающих на твердом топливе, которые хороши по-своему. А сегодня речь пойдет об одном из видов — о газогенераторном (пиролизном) котле. Его КПД 90-93% намного выше КПД обычных котлов с прямым сгоранием, и как заявляют производители, дрова горят в таких котлах намного дольше, а золы практически не остается.

Попробуем разобраться из-за чего этот отопительный прибор работает намного дольше и качественней, а заодно и рассмотрим принцип его работы. Ниже на фото можно посмотреть устройство котла в разрезе

Газогенераторные котлы на твердом топливе

Газогенераторные агрегаты производят сжигание топлива в два приема:

• сначала топливо нагревается с малым количеством кислорода, выделяя горючий газ;
• затем этот газ сжигается как в обычном котле.

Процесс выделения газа и последующее его сжигание называется пиролиз, именно поэтому котлы иногда называют пиролизными. Температура при котором происходит пиролиз составляет от 800 до 900 градусов по Цельсию.

Процесс управления газогенератором успешно поддается автоматизации. Электронные блоки управления способны показывать температуру, регулировать подачу воздуха, регулировать мощность горения, а также в некоторых системах установлена какая-нибудь особенная автоматика, например автоматическая поддержка выбранной температуры. Все это позволяет поддерживать постоянную комфортную температуру в помещении и сэкономить много дров.

Особенности газогенераторов

По времени и количеству теплоотдачи пиролизные котлы на дровах работают лучше обычных твердотопливных на 30-40%. Только вот есть у таких машин существенный недостаток. Установки работают так, как заявляет производитель тогда, когда влажность дров меньше 20%. То есть работает он только на заранее высушенных дровах, а сыроватые не будут отдавать большое количество тепла.

Про экономичность в таком случае вы вообще можете забыть. Поэтому берите сухие дрова, они, как правило, намного легче сырых. Дрова сохнут примерно год-два. И пользуйтесь одной хитростью. Котел будет дольше работать и отдавать больше тепла, работая на дровах, которые наколоты крупно, а не на щепки.

Выбирая котел для дома, задайте себе вопрос: каким топливом я буду топить? Вам потребуется высококачественное топливо, которое не подведет в нужный момент. Сухие дрова продаются сейчас везде. А еще есть прессованные пеллеты, которые славятся своим качеством. Они сделаны из древесины и представляют собой маленькие цилиндрики, примерно 2-5 см в длину. Практически не оставляют золы и полностью сгорают. К тому же очень сухие. Пеллеты подходящее топливо для газогенераторных котлов. Также возможно использование угля, древесных, опилочных, торфяных брикетов. Посмотрите на фото внизу.

Принцип работы

А теперь рассмотрим подробно, как работает газогенераторный котел.

• Сначала топливо кладут в камеру сгорания и разжигают. Топливо разгорается, после чего количество подаваемого кислорода уменьшают, чтобы топливо не горело, а тлело.

• Из топлива выделяется пиролизный газ, который поднимается в верхнюю часть. Там газ собирается и к нему подводится кислород, нагретый до определенной температуры. Возникает термохимическая реакция окисления с пиролизным газом. Газ под давлением подается в трубку с калиброванными отверстиями и при взаимодействии с кислородом загорается.

• При этом сгорает до 90% мелких частиц, содержащиеся в газе, а значит вредные оксиды (углекислый газ) несильно загрязняют окружающую среду. На выходе температура газа не превышает 140-160 градусов по Цельсию. Это значит, что большая часть тепла уходит на обогрев помещений, а не выходит через трубу на улицу.

• В среднем одной топки в газогенераторном котле на твердом топливе хватает на 12-13 часов, а обычные печи с прямым горением поддерживают процесс горения не больше 4-6 часов. В самом низу есть поддон, в котором собираются все остатки от сожженного топлива. При необходимости выкинуть остатки можно будет очень легко. Ниже можете посмотреть очень хорошее видео, которое показывает весь цикл работы.

Подводим итоги

Чаще всего причина поломки — некачественное топливо. Лучше взять качественные дрова и подороже, а то ведь бывает так, что скупой платит дважды. На сыром топливе техника работает неправильно, что и может привести к быстрой поломке. А мастеров в меленьких городах мало, буквально единицы. Насчет установки тоже скажу пару слов. Самим лучше не соваться в установку. Доверьте ее квалифицированному специалисту, который точно ничего не перепутает и не сломает. По цене пиролизная техника, работающая к примеру на дровах, стоит примерно в 1,5 – 2 раза дороже обычной печи. Но через некоторое время расходы окупаются, так как топливо экономится очень хорошо.

Таким образом, газогенераторные котлы на твердом топливе очень удобны и скорее всего это направление будет развиваться, а старые проекты будут уходить в прошлое. Главный плюс это возможность регулировать тепло в доме, а не на глаз добавлять дрова в печку. Так в доме никогда не будет душно или холодно, что особенно хорошо для чувствительных людей и маленьких детей. Новые системы заменят старые, так как их использование более экономично, экологически чисто, КПД становится выше и мощность больше.

kamingid.ru

Пиролизные котлы длительного горения для отопления — преимущества и недостатки

В местах, где возможны перебои с газоснабжением или электричеством, где доступно топливо (дерево, уголь и пр.), твердотопливные котлы длительного горения приживаются в качестве основных или резервных источников тепла в отопительных системах. А особенно хорошо зарекомендовали себя пиролизные котлы длительного горения. Они и эффективны, и экономичны!

Пиролизный котел

Тематика твердотопливных котлов одно время утратила свою актуальность, а сейчас довольно уверенно пробивает себе дорогу в отопительной сфере. Успешно помогает этому рост цен на энергоносители (газ, нефть, электричество), а также большая популяризация индивидуального строительства домов и коттеджей.

Разберемся в их особенностях…

Кто это такие?

К группе пиролизных котлов для отопления обычно относятся твердотопливные их «собратья», потребляющие преимущественно дрова.

Дрова –лучшее «меню» для пиролизного котла

Важно! Дрова на территории нашей страны имеют статус легкодоступного топлива. И, заметьте, возобновляемого. Главное помнить о том, что леса не только вырубывать необходимо, но и сажать надо…

Сторонники «хайтека» могут не нервничать! Это не прыжок в прошлое, а умное интегрирование научных технологий в быт человека. Изучение пиролизного котла на дровах (даже самого простого) приоткрывает начало внушительного списка его преимуществ.

Польза пиролиза в отоплении

Длительные поиски энергосберегающих технологий затронули немного органическую химию. Учеными было замечено, что в высокотемпературной среде при ограниченном доступе кислорода процесс горения многих органически твердых веществ сопровождается стабильным выделение горючего газа, который сам по себе пригоден к дальнейшему сжиганию. А при его горении выделяется большое количество теплоты.

Иными словами, при горении одного топлива образуется новое (газообразное) топливо. Древесина в этом процессе лидирует!

Такой процесс генерирования горючего газа из твердотельных органических веществ при их тлении и назвали пиролизом, что и определило название пиролизного котла отопления. Их еще называют газогенераторными или котлами длительного горения на твердом топливе.

Медленное тление приводит к образованию пиролизного газа

За счет двухступенчатого сгорания топлива (твердого и вновь образованного газообразного) пиролизные котлы выделяют большее количество теплоты при сгорании одного и того же объема топлива, чем обычные твердотопливные агрегаты. То есть их КПД значительно выше.

Главным практическим преимуществом таких котлов является  их способность длительно (до 25-30 часов) работать на одной закладке топлива. Это достигается путем преднамеренного ограничения подачи воздуха в камеру горения.

И как он устроен?

Отличие пиролизного котла от обычного твердотопливного – в наличии в нем двух камер сгорания. Также в нем присутствует отдельный отсек для отходов процесса горения.

Верхняя камера (газифицирующая) предназначена для загрузки топлива. В ней происходит первичный распад дров.

«Внутренности» пиролизного агрегата

Вследствие ограничения доступа воздуха в камеру в ней происходит экзотермическая реакция. Высокая температура от 200 до 800 оС приводит к образованию двух горючих компонентов: пиролизного газа и древесного угля.

Выделяемое на этом этапе тепло, расходуется также на просушку древесины и подогрев поступающего в зону горения воздуха.

Далее газ попадает в среднюю камеру, где в «паре» с воздухом, затягиваемым в камеру вентилятором-дымососом при высокой температуре в 1150-1200^ОС воспламеняется с выделением значительного количества тепловой энергии и фактически полным сгоранием , всего содержимого камеры.

Камеры пиролизного котла

Образовавшаяся зола, а также сажа опадают в нижнюю камеру, приспособленную для периодической очистки, частота которой зависит от качества топлива и интенсивности использования котла на дровах.

Высокотемпературные процессы, происходящие в пиролизном котле длительного горения, определяют требования к прочности всего агрегата. В ход идут сталь или чугун. Чугун более «медлителен» (инерционен), как при нагреве, так и при охлаждении, но и более долговечен. Сталь улучшает динамику при нагреве, А вот быстрое остывание пиролизного котла не всегда удобно. Стойкость к коррозии у чугуна выше, а стальные поверхности преимущественно покрывают керамическими материалами, что предохраняет металл от «разрушительности» высоких температур. Различные конструкционные материалы, наличие автоматики, мощность агрегата определяют его стоимость.

Комплект преимуществ и недостатков

Современные технологии, которые используют  пиролизные котлы, позволили им присвоить себе ряд преимуществ:

• КПД до 85% объясняется особенностями работы котла, обеспечивающего полное сгорание топлива;
• полное сгорание топлива обеспечивает минимизацию количества отходов;
• медленный процесс горения позволяет добавлять новую порцию топлива два, а в некоторых конструкциях при экономном использовании даже 1 раз в сутки;
• конструкция котла обеспечивает возможность автоматического динамического управления мощностью системы отопления в пределах 30-100 %, путем регулирования скорости поступления воздуха в нижнюю камеру сгорания;
• экологическая чистота данной конструкции котла обеспечивается фактически полным сгоранием как твердой, так и образовавшейся газообразной топливной массы, что обеспечивает низкий выброс (примерно в 3 раза меньше) в атмосферу углекислого газа;

Пиролизные котлы на дровах имеют и недостатки. О них также следует упомянуть:

• самый малозначительный – это необходимость постоянного электроснабжения агрегата. Но в виду того, что современные системы отопления преимущественно с принудительной циркуляцией теплоносителя, то электричество и так потребуется для обеспечения работы циркуляционного насоса.
• «одноконтурность» пиролизных агрегатов, которая также легко компенсируется установкой накопительного бойлера для системы ГВС, что, естественно, приводит к дополнительным затратам;
• достаточно высокая цена, которая также компенсируется экономным расходом топлива;
• необходимость хоть и редкой, но все же «ручной» загрузки топлива. С этим недостатком успешно справляются новые котлы пиролизного типа на древесных пеллетах, которые можно автоматически дозагружать из топливного бункера или склада.

Пиролизный котел на пеллетах

• «требовательность» к качеству древесного топлива, особенно к его влажности, для обеспечения высокоэффективной работы.

И в заключении о глобальном…

Как видим, энергосберегающие технологии прочно внедрились в пиролизный котел длительного горения, реализовав в них свои актуальные глобальные цели:

• минимизация расхода топлива;
• повышение теплоотдачи топлива при горении;
• снижение концентрации врезных веществ в продуктах горения.

Установив в своем доме котел подобного типа, вы не только оптимизируете свое время, затрачиваемое на его обслуживание, но и внесете свое лепту  в дело сохранения природы.

plusteplo.ru

Пиролизные котлы длительного горения: устройство и принцип работы

Содержание

1. Схема и устройство котла пиролизного горения
2. Принцип работы пиролизного устройства отопления
3. Достоинства и недостатки пиролизных котлов
4. Установка и монтаж котлов пиролизного типа

Введение

Каждый владелец частного дома, выбирая твердотопливный отопительный котел несомненно хочет сделать лучший выбор. Один из основных критериев на который обращают внимание все покупатели без исключения это экономичность. Среди всего многообразия устройств представленных на российском рынке, есть одна разновидность использующая особый способ его сжигания – пиролизные котлы длительного горения. Давайте попробуем разобраться как работает такой котел и как он устроен, а также рассмотрим его основные плюсы и минусы.

Схема и устройство котла пиролизного горения

Объяснить суть пиролиза можно на примере котла длительного горения на дровах. Под воздействием высоких температур в топке (около 450 градусов Цельсия), происходит разложение древесины на твердую и газообразную составляющую. Впоследствии, каждая из этих составляющих сжигается отдельно. Отопительные приборы такого типа называют еще газогенераторными, а сам метод – методом сухой перегонки. Благодаря этой технологии достигается лучший КПД и меньший расход дров, чем при использовании классического способа, но значительно возрастает цена устройства.

Основными видами топлива для котлов длительного горения использующих метод пиролиза являются: древесина, уголь, торф, опилки, пеллеты. Главные требования к топливу следующие:

• ограниченные габариты

  Габариты закладки должны быть не больше размеров топки. В случае использования древесных поленьев, их длинна обычно ограничивается 40см, а диаметр 20см.

• низкая влажность

  Для получения высокого КПД, а также для продления срока службы котла, необходимо, чтобы влажность используемого в нем топлива не превышала 20%.

Фото 1: Система автоматической подачи пеллет в пиролизный котел

По типу используемого топлива, все виды пиролизных котлов можно разделить на:

• дровяные

  Конструктивно, спроектированы для работы на дровах. Именно на этом топливе они дают наилучший КПД. Самая известная модель такого типа — пиролизный котел на дровах «Buderus Logano»

• угольные

  Основной вид топлива бурый уголь или кокс.

• пеллетные

  Такие котлы работают на пеллетах – прессованных топливных гранулах из одходов деревообработки.

• комбинированные (или универсальные)

  Могут работать на любом из выше перечисленных видах топлива. КПД универсальных котлов длительного горения обычно хуже чем у спроектированных под определенный вид топлива.

Фото 2: Устройство пиролизного котла на дровах

В зависимости от того сколько контуров содержит конструкция выделяют:

• одноконтурные

  Водогрейный котел содержит один контур, который используется для отопления дома.

• двухконтурные

  В конструкции предусмотрен дополнительный контур, для обеспечение горячего водоснабжения.

Ниже показана схема пиролизного котла, глядя на которую мы разберем его устройство. Бытовой котел отопления длительного горения, обычно состоит из следующих основных элементов:

Фото 3: Схема конструкции пиролизного котла

• Устройство управления

  Блок автоматического управления котлом предназначен для установки различных режимов работы котла. Данное устройство позволяет контролировать различные параметры работы отопительного прибора.

• Корпус

  Наружный каркас выполнен из стали и покрыт специальной жаропрочной и износостойкой краской. Изпользование особых красок в отопительных котлах продиктовано условиями их эксплуатации и температурным режимом.

• Теплоизоляция

  Для уменьшения теплопотерь пиролизного котла его теплоизолируют. В качестве материалов для теплоизоляции используются муллитокремнеземистные плиты, асбест, диатомит, а также известь.

• Устройство от закипания котла

  Данное приспособление позволяет держать температуру котла в необходимых рамках. Закипание котла очень опасно и может превести к выходу котла из строя, а в некоторых случаях и к взрыву.

• Теплообменник

  Теплообменник представляет собой чугунную или стальную емкость, которая наполнена теплоносителем. В верхней и нижней его части оборудованы вентили для подключения подающей и обратной линии системы отопления. В процессе горения теплоноситель внутри теплообменника нагревается и циркулирует по отопительной системе.

• Камера загрузки

  Камера загрузки (газифицирующая или топочная) представляет собой отсек, в который загружается твердое топливо. После загрузки и розжига топлива, уменьшается подача первичного воздуха. Процесс горения замедляется и топливо начинает медленно тлеть, выделяя при этом пиролизный газ. Температура при которой происходит эта процедура равна приблизительно 450С. Образовавшаяся газообразная смесь нагнетается в следующий отсек, называемый камерой сгорания.

• Камера сгорания

  В камере сгорания происходит сжигание смеси из древесного газа и вторичного воздуха. Подача этой смеси осуществляется принудительно из отсека газификации. Процесс горения проходит при температуре 1100С.

• Подключение подающей линии

  Подающий патрубок используется для подачи горяей воды из котла в систему отопления.

• Колосник

  Колосник представляет собой чугунную или стальную решетку, расположенную между камерами загрузки и сжигания. На ней происходит газификация твердого топлива, также через отверстия в ней пиролизный газ нагнетается в расположенную ниже камеру сжигания.

• Патрубок дымохода

  Дымоход представляет собой канал для отвода газообразных продуктов сгорания. Длина и сечение дымовой трубы должны зависят мощности котла.

• Вентилятор дымовой трубы

  Так как в большинстве пиролизных котлов отечественного производства применяется верхнее дутье, необходимо использовать принудительную тягу с помощью вентилятора или дымососа.

• Клапан подачи первичного воздуха

  Первичный воздух предназначен для предварительного разогрева топлива и начала процесса пиролиза.

• Клапан вторичного воздуха

  Вторичный воздух необходим для дожига пиролизных газов в камере сгорания.

• Подключение обратной линии

  Через обратный патрубок, теплоноситель, из системы отопления возвращается обратно в отопительный прибор.

Вернуться к оглавлению

Принцип работы пиролизного устройства отопления

Итак, как же работает пиролизный котел? Давайте разберем поэтапно схему его работы на примере пиролизного котла на угле:

Этап 1:

В топку загружается твердое топливо, в нашем случае уголь. Котел разжигается и дверца в топочную камеру плотно закрывается. Так как поступление первичного воздуха ограничено, начинается процесс тления и выделения пиролизного газа. Длительностью горения можно управлять, регулируя подачу первичного воздуха.

Фото 4: Как работает угольный котел пиролизного горения

Этап 2:

Смесь пиролизного газа и первичного воздуха принудительно нагнетается внутрь камеры сжигания сквозь отверстия в колосниковой решетке. Туда же подается и вторичный воздух для обеспечения интенсивности горения. Происходит процесс сжигания смеси пиролизного газа и вторичного воздуха при большой температуре. Образовавшаяся тепловая энергия нагревает теплоноситель внутри теплообменника.

Фото 5: Как работает система дожига пиролизных газов

Этап 3:

Через газоход, посредством принудительной тяги с помощью дымососа, осуществляется вывод газообразных продуктов сгорания в атмосферу. Особо следует отметить, что выхлопные газы, образовавшиеся в результате пиролизного горения, содержат минимальное количество вредных примесей. Большую часть дымовых газов составляют водяные пары и углекислый газ.

Как видно, принцип действия пиролизного котла несколько сложнее традиционного. Именно поэтому стоимость их обычно в 2 раза выше. Прежде чем принять решение какой котел купить пиролизный или классический, давайте разберем плюсы и минусы котлов пиролизного горения.

Вернуться к оглавлению

Достоинства и недостатки пиролизных котлов

Использование технологии пиролиза имеет как преимущества, так и недостатки. Основными плюсами котлов длительного горения пиролизного типа являются:

• Длительность горения

  Интервал между загрузками увеличен в 3-4 раза по сравнению с классическими. Например отопительный пиролизный котел «Прометей Эко» способен непрерывно работать на одной закладке топлива до 12 часов.

• Повышенная экономичность

  При использовании пиролизного горения твердое топливо прогорает значительно лучше. Для получения одного и того же количества тепла при использовании пиролиза, потребуется меньше топлива, чем при традиционном сжигании.

• Высокий КПД

  КПД при использовании пиролиза значительно выше. Диапазон значений КПД для пиролизных котлов 85-92%.

• Экологичность

  В составе газов на выходе котла пиролизного типа почти полностью отсутствуют вредные примеси. Основную часть выхлопных газов составляют водяные пары и углекислый газ.

• Возможность регулировки

  Процесс газогенерации легко поддается регулировке. Поэтому чаще всего пиролизные котлы автоматические. Регулировка интенсивности горения позволяет подстраиваться под потребности отопительной системы.

Фото 6: Автоматический бытовой газогенераторный котел

Помимо рассмотренных нами плюсов, они обладают и рядом недостатков. Давайте остановимся на них поподробнее:

• Энергозависимость

  Особенность конструкции пиролизного котла в том, что подача первичного и вторичного воздуха, а также тяга осуществляется принудительно с использованием вентиляторов, требующих наличия электричества. Однако, существуют и энергонезависимые модели на естественной тяге, но они достаточно редки.

• Требуется низкая влажность толпива

  Метод газогенерации очень прихотлив к содержанию влаги в твердом топливе. Чем более сухое топливо используется, тем лучше. Рекомендуемая влажность не более 20%

• Требуется полная загрузка

  При малом количестве топлива, пиролизные котлы начинают гореть нестабильно. Поэтому рекомендуется не делать загрузки менее 30-50%, от рекомендуемой производителем нормы.

• Сложность автоматической подачи топлива

  Для дровяных пиролизных котлов сложно организовать автоматическую подачу топлива из-за больших размеров поленьев. Сделать автоматический угольный котел длительного горения возможно лишь в случае однородности размеров фракций угля.

• Высокая цена

  Высокая стоимость газогенераторных котлов длительного горения один из самых существенных их недостатков. Купить такой котел можно в 1.5-2 раза дороже, чем устройства аналогичной мощности, но использующие традиционный способ сжигания.

Подробнее об отопительных приборах пиролизного типа, их преимуществах и недостатках смотрите в видео:

Вернуться к оглавлению

Установка и монтаж котлов пиролизного типа

Процесс установки, монтажа и обвязки пиролизного котла имеет свои особенности. Соблюдение всех нюансов, позволит обеспечить долгий срок службы отопительного прибора, а также обезопасить его владельцев. Технология пиролизного горения вносит ряд особенностей в монтаж котлов:

Фото 7: Дровяной пиролизный котел с теплоаккумулятором

• Выполняя монтаж котла, следует учесть, что надув воздуха и тяга в них осуществляется с помощью вентиляторов и дымососов. Поэтому установку следует проводить в непосредственной близости от источника электропитания.
• Также следует принять во внимание требования к влажности топлива. Во избежании сбоев в работе, производить установку котла длительного горения следует в сухом помещении.
• Поскольку температура газов на выходе ниже, чем у обычного, допускается применения дымоходов с более тонкими стенками (до 0.5мм).
• Рекомендуется подключение теплоаккумулятора. Поскольку наилучший КПД и режим работы котла длительного горения достигается полной загрузке, излишнее тепло рекомендуется накапливать в теплоаккумуляторе и использовать его для отопления по мере необходимости.

Вернуться к оглавлению Заключение

В заключении хочется сказать, что пиролизные котлы, хоть и имеют высокую стоимость, но обладают рядом существенных преимуществ. Если ваш бюджет позволяет вам приобрести отопительный прибор данного типа, то вы уж точно не разочаруетесь. Эти устройства стоят своих денег, благо сейчас, на российском рынке, появились сравнительно недорогие пиролизные котлы отечественного производства.

kotlydlyadoma.ru

Твердотопливные котлы длительного горения: выбор производителя

Благодаря достаточно агрессивной рекламе в СМИ практически каждый россиянин сталкивался с таким понятием, как котел длительного горения. Но, далеко не в каждом рекламном ролике объясняется принцип действия данного оборудования. В данной публикации мы попытаемся «на пальцах» показать, как работают котлы твердотопливные длительного горения для отопления, рассмотрим их конструкцию и принципы наиболее эффективной эксплуатации.

Как это работает?

Грамотное соотношение эффективности и экономичности потребления топлива – вот главный критерий при выборе отопительного котлоагрегата. Сегодня, современный рынок климатической техники готов предложить российскому потребителю широчайший ассортимент котельного оборудования, среди которого твердотопливные установки длительного горения пользуются огромной популярностью.

Итак, за счет чего достигается эффект длительной работы отопительного котла без «перезарядки». Все дело в том, что в данном оборудовании используется принцип верхнего горения. Другими словами, топливо в камере сгорания поджигается сверху, а не снизу, как в классических печах. Для поддержания горения только верхнего слоя именно к нему и подается подогретый воздух, а так как кислород не проникает в нижние слои топлива, их горение невозможно. Такой подход позволяет контролировать скорость горения и расход топлива.  Для примера: в обычном твердотопливном (ТТ) котле одной закладки дров хватает на 2-4 часа, а в котлоагрегатах длительного действия на прогорание такого же объема топлива затрачивается 12-20 часов, и все это при одинаково высокой тепловой отдаче.

к оглавлению ↑

Конструктивные особенности

Конструкция котлов длительного действия отличается от классических отопительных котлоагрегатов. Отличительной чертой первых является конструкция воздухораспределителя, который выполнен в форме трубы с грузом. По трубе в зону горения подается воздух. Груз прижимает топливо, снижая количество проникающего к нему кислорода. Существует два типа твердотопливных котлов длительного горения, которые классифицируются по месту тления топлива. Различают: ТТ котлоагрегаты с верхней зоной и котельное оборудование с нижней зоной.

1. Во первых, принцип действия следующий: по мере прогорания дров (угля, пеллет, опилок и пр.) воздухораспределитель с грузом опускается. Зона тления всегда находится сверху. Колосники и зольник отсутствуют.
2. Второе конструктивное решение предполагает зону тления топлива в районе колосниковой решетки. Груз давит на дрова (опилки и пр.) не давая кислороду проникать в слои топлива. Другими словами: в котлах с верхней зоной тление происходит под грузом. В установках с нижней зоной тление топлива происходит в районе колосников.

Для отвода отработанных газов между грузом воздухораспределителя предусмотрен технологический зазор. Дымовые газы отводятся за пределы устройства через дымоход, отверстие которого находится в верхней части котлоагрегата.

Если модель твердотопливной отопительной установки предполагает нагрев теплоносителя, то данное устройства оснащается теплообменником. При нижней зоне – это, как правило, трубчатый теплообменник, расположенный в верхней части котлоагрегата. Нагрев стенок теплообменника происходит раскаленными отработанными газами.

Устройства с верхней зоной тления, чаще всего, оснащаются  водяной рубашкой. Такая конструкция наиболее эффективна, так как зона тления перемещается вдоль устройства, благодаря чему происходит равномерный прогрев стенок котла, и как следствие – водяной рубашки.

к оглавлению ↑

Преимущества ТТ установок длительного горения

Важно! Существует расхожее мнение, что данный тип отопительного оборудования имеет более высокий показатель эффективности, чем у традиционных котлоагрегатов. На самом деле КПД данных установок варьируется от типа используемого топлива и составляет 70-75%. Это касается как импортных устройств, так и большинства котлов твердотопливных длительного горения российского производства. Популярность их обусловлена исключительно увеличенной продолжительностью горения топлива.

Итак, в чем же реальные преимущества котлов данного типа по сравнению с классическими отопительными котлоагрегатами?

• Возможность использования наиболее дешевого топлива, в качестве которого можно использовать практически любые горючие природные материалы, доведенные до определенного процента влажности и плотности. (За прессование и подвод воздуха к слоям топлива и отвечает груз с воздухораспределителем).
• Габаритные размеры. Специфика загрузки топлива и его тления позволяет производить устройства вертикальной ориентации с небольшими размерами.

Основным преимуществом котельных установок длительного действия является возможность непрерывной работы от одной загрузки (в зависимости от типа топлива) до 2-х суток.

к оглавлению ↑

Газогенераторные установки

Как уже отмечалось выше, котлоагрегаты верхнего и нижнего горения обладают достаточно посредственным КПД. Повысить эффективность работы ТТ установок удалось используя процесс пиролиза.

Пиролиз – это процесс термического разложения топлива (тление) в обедненной кислородом среде. При этом в процессе тления производится побочный продукт – пиролизный газ, который и является топливом для пиролизных котлоагрегатов, или, как их еще называют — газогенераторов.

Основные различия между классическими отопительными ТТ установками длительного действия от пиролизных моделей, заключаются в конструкции топочной камеры последних. В пиролизных котлах она разделена на две секции:

• В первой происходит процесс тления топлива.
• Во второй происходит догорание генераторного газа.

В итоге: в пиролизных ТТ отопительных системах происходит более полное сгорание топлива, что положительно сказывается на эффективности работы устройств. КПД пиролизных установок варьируется в районе 85-89%. Есть у данного оборудования и недостатки:

• Стоимость, которая в разы выше, чем у классических ТТ моделей.
• Для работы данному оборудованию требуется принудительный наддув. А это энергозависимость.

Важно! Для правильной и эффективной работы пиролизной отопительной установки требуется топливо с низким содержанием влаги.

к оглавлению ↑

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:

ventilationpro.ru