Пиролизный котел верхнего горения преимущества и недостатки

Защитные механизмы пиролизного котла и особенности эксплуатации

Процесс пиролиза – это медленное разложение углеродного топлива, происходящее под воздействием высокой температуры при недостатке кислорода. На выходе получается горючий газ либо жидкое топливо – в зависимости от исходного сырья и условий протекания химической реакции.

Пиролизные котлы отопления производят и сжигают именно газ, отсюда второе название – газогенераторные или газифицирующие. Начальное сырье – сухие дрова, уголь, топливные брикеты.

Устройство газогенератора на древесине
Схема газогенераторной установки, вырабатывающей топливо для двигателя внутреннего сгорания

Как происходит пиролиз древесины:

  1. В закрытый резервуар (реактор) загружается определенный объем измельченной древесины или опилки.
  2. Металлический сосуд нагревается снаружи до 500…900 °C, сквозь фурмы (дутьевые отверстия) ограниченно подается воздух.
  3. Дерево тлеет и разлагается на составляющие – водород, метан, угарный газ, водяной пар, углекислый газ. По окончании реакции на дне остается немного золы.
  4. Полученная газовая смесь охлаждается, очищается, потом закачивается в баллоны для дальнейшего использования.

Перед загрузкой внутрь газогенератора древесина подсушивается. Иначе энергия нагрева станет расходоваться на испарение воды, реакция пиролиза сильно замедлится, на выходе получим кучу водяного пара.

Отметим, что любой процесс сжигания твердого топлива сопровождается выделением древесного газа, даже в костре (смотрим фото). Подробнее пиролиз описывается в другой нашей публикации.

Пиролизный котел верхнего горения преимущества и недостатки

Перечислим плюсы газифицирующих котлов, декларируемые продавцами, а потом отсеем откровенные байки:

  • пиролизные источники тепла являются полноценными газогенераторами, выделяющими горючий синтез-газ;
  • агрегаты очень экономичны и экологичны благодаря высокому КПД;
  • котлы полностью сжигает уголь и дрова, практически без остатка;
  • длительность горения – свыше 10 часов (самый скромный показатель – 8 часов).

Первое заявление чересчур смелое. Вспомним: интенсивный пиролиз начинается от сильного нагрева и недостатка кислорода, а что происходит в котле? Вентилятор нагнетает воздух в топку с избытком, никакого тления нет. Синтез-газ, конечно, выделяется, но прямое сжигание топлива тоже присутствует.

Топка и теплообменник пиролизного агрегата
Слева показан факел пламени в отсеке дожига при работе котла, справа – огнетрубный теплообменник (вид сверху)

Разберем остальные преимущества:

  1. Утверждение насчет экономичности и экологичности – не сказки. За счет приличного КПД котел лучше осваивает энергию топлива и выбрасывает в атмосферу гораздо меньше токсичных соединений – оксида азота и угарного газа. При 1 условии: рекомендации по режиму работы и влажности дров полностью соблюдаются.
  2. Причины более полного сжигания – сухие дрова и принудительное нагнетание воздуха. Если заложить в традиционный турбированный котел брикеты из опилок или сухую акацию, то зольный остаток тоже будет нулевым. Много легкого пепла попросту выдувается вентилятором в дымоход. Значит, указанный факт преимуществом не является.
  3. Длительность горения зависит от 2 факторов: КПД и вместительности топливного отсека. По эффективности твердотопливные котлы проигрывают пиролизным на 10%, это небольшая прибавка к продолжительности работы. Главный фактор – объем камеры сгорания, если он достигает 80 л и более, дрова прогорают за 6–8 часов.

Также много небылиц рассказывается об экономичном режиме тления, который в пиролизных агрегатах попросту отсутствует. В инструкции по эксплуатации «Атмос DC15E» так и написано – уменьшение интенсивности пламени ведет к снижению эффективности и повышению расхода топлива.

Новейший теплогенератор «Атмос» пиролизного типа на выставке «Акватерм–2019»

Еще в средние века люди поняли, что сжигать дрова – не самый лучший способ высвобождения накопленной в древесине энергии солнца. Гораздо более эффективным оказалось сжигание древесного угля, и по всей Европе задымили костры угольщиков. Угольщики, популярные герои европейских сказок, знакомые каждому читателю братьев Гримм, не знали, что технология, с помощью которой они выжигали древесный уголь, в будущем получит название пиролиз.

Процесс пиролиза древесины

Процесс пиролиза древесины

Пиролиз – процесс распада органических веществ под действием высоких температур. Для того чтобы термический распад не превратился в обычное сжигание, к материалу, который подвергается пиролизу, искусственно ограничивают доступ кислорода. В древности для этого применяли угольные ямы. Серьезным недостатком такого способа является то, что выделяемая при выжигании угля из дерева (так называемое первичное горение) энергия терялась впустую.

Пиролизный котел верхнего горения преимущества и недостатки

Агрегаты, которые позволяют получить газ в результате пиролиза древесины, называются газогенераторами. В замкнутый резервуар помещаются дрова, его еще называют топливной камерой или реактором.

Принцип действия пиролизного котла:

  1. В топку закладывается топливо, после чего поджигается. Поначалу сырье горит как в обычном котле, но при достижении температурного режима свыше 200 градусов закрывается задвижка подачи воздуха в камеру сгорания, и в ней начинается активная фаза пиролиза древесины. В результате разложения активно выделяется древесный газ, который с помощью отводной трубы отводится.
  2. На следующем этапе начинается активное выделение тепла – экзотермия. Накопленные газы конденсируются и подаются в камеру дожига, где вступают во взаимодействие с воздухом.

Благодаря автозадвижке происходит автоматическая регуляция температурного режима.

Пиролизный котел верхнего горения преимущества и недостатки

Котлы с нижней и верхней камерой дожига

Существует несколько разновидностей оборудования в зависимости от места расположения отсека дожига и вида вентиляции.

Эта модификация наиболее распространенная благодаря удобству эксплуатации. Топливо закладывается в верхнюю камеру. Выделяющиеся газы выходят в трубу, которая находится внизу.

Основной недостаток – необходимость часто чистить систему.

Такие устройства менее распространенные, но имеют неоспоримые преимущества. Зола не проникает в отсек отжига, поэтому часто чистить котел необходимости нет. Благодаря форсункам газы выводятся вверх, где сгорают и поступают в дымоход. Такая система является более практичной.

Особенность таких агрегатов в том, что их работоспособность не зависит от подачи электроэнергии. Для создания хорошей тяги котел должен оснащаться достаточно высоким дымоходом.

Пиролизные котлы с принудительной вентиляцией энергозависимы, поскольку конструкция оснащена насосами и вентиляторами, которые функционируют в автоматическом режиме.

Котел может работать на разных видах твердого топлива

Пиролизные котлы длительного горения способны функционировать на нескольких видах топлива:

  • дрова (размеры должны быть не более 450*250мм);
  • торф;
  • брикет;
  • уголь;
  • измельченные ветви;
  • опилки;
  • кокс.
Пиролизный котел верхнего горения преимущества и недостатки

Котел ставится на металлический лист

Котлы длительного горения являются пожароопасными объектами, поскольку во время работы внутри камеры достигаются высокие температурные показатели. В процессе использования важно соблюдать меры безопасности:

  • Устанавливают отопительную систему на кирпичное или бетонное основание, перед топкой укладывают металлический лист толщиной 2 мм для защиты окружающего пространства от случайно упавших угольков.
  • Котел устанавливают на расстоянии не менее 20 см от стен. Мебели рядом быть не должно.
  • Дымоход нужно утеплять для снижения теплопотерь, уменьшения образования конденсата и выпада дегтя в осадок.

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.

Устройство и принцип работы котла

Пиролизный котел верхнего горения преимущества и недостатки

Камера первичного сжигания или пиролизная камера напоминает своим устройством топку обычной печи. Твердое топливо (дрова, опилки, древесные или торфяные брикеты, пеллетные гранулы) помещается через загрузочное окно на массивную огнеупорную решетку – колосник, обеспечивающий приток к топливу воздуха, который называют первичным.

Принцип работы котла длительного горения

Принцип работы котла длительного горения

Топливо поджигают и ждут, пока весь объем топлива будет охвачен пламенем. Это называется выходом газогенераторного котла на режим. Именно с этого момента и начинаются отличия от обычных печей и котлов или, как их еще называют, печей и котлов прямого сжигания. После выхода котла на режим доступ первичного воздуха значительно ограничивают, в результате чего горение практически прекращается.

Пиролизный газ принудительно, реже самотеком попадает во вторичную камеру – камеру сгорания или камеру дожига, в которую осуществляется подача достаточного количества воздуха, который называют вторичным. От контакта с кислородом нагретый до высоких температур (более 300 градусов Цельсия) газ моментально вспыхивает и горит с выделением большого количества тепла. Происходит выполнение главной функции котла – нагрев теплоносителя.

Предлагаем ознакомиться  Как работает твердотопливный пиролизный котел длительного горения

Подробно принцип работы пиролизного котла показан на видео.

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 видах топлива.

Пиролизный котел верхнего горения преимущества и недостатки

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.

По способу сжигания топлива котлы длительного горения с двойным контуром можно подразделить на:

  • Пиролизные. Оборудованы двумя камерами для сгорания. В одной из них присходит процесс тления и выделения газа для пиролиза, в другой — смешивание полученного газа с кислородом и его сжигание. Оборудование данного типа характеризуется высокой экологичностью — вредных веществ в атмосферу выделяется минимальное количество. В процессе сгорания образуется мало сажи. Если котел оборудован автоматикой, возможна будет и регулировка мощности.
  • С верхней камерой горения. Такие котлы очень просты в обслуживании. Количество автоматики для их стабильной работы нужно минимальное, возможно функционирование в автономном режиме работы без электричества. Есть и недостатки — при работе образуется много золы, есть перечень требований к типам топлива. Например, для растопки не подойдет мелкая щепа или опилки.
  • Пеллетные. Для растопки такого оборудования используют специальные пеллеты или топливные брикеты в спрессованном виде. Подобные котлы экологичны, экономичны и эффективны, имеют длительный эксплуатационный срок. Один из главных недостатков — высокая цена котла и специальные условия, которые придется поддерживать для хранения топлива. Помещение должно быть сухим, высокая влажность воздуха будет способствовать порче пеллетов.

Недостатки 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 брикеты из опилок 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 теплоносителя в системе отопления 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.

Принцип работы обоих агрегатов одинаков, только сжигание организовано по-разному. В любом пиролизном котле имеется 2 камеры:

  • топливник, где происходит горение, разложение дров с выделением горючих газов;
  • вторичная камера, где топочные газы сгорают, выделяя дополнительное тепло.

То есть, принцип действия пиролизного котла основан на раздельном сжигании топлива. Древесина горит, отдает тепло и нагревает верхние слои, отчего выделяется угарный газ и водород. Смесь поступает во вторичную камеру и сгорает благодаря отдельной подаче воздуха.

Для более понятного описания дровяных и угольных теплогенераторов мы решили воспользоваться классификацией известной чешской фирмы Atmos, которая более 10 лет производит двухкамерные отопители. Итак, котлы делятся на 2 группы:

  1. Обычные пиролизные. Здесь раздельная подача воздуха организована за счет естественной тяги дымохода.
  2. Газифицирующие модели с принудительным наддувом с помощью вентилятора (или дымососа), оборудованные автоматикой.

Рассмотрим каждую разновидность отдельно, используя в качестве примеров котлы «Атмос».

Котлы на твердом топливе становятся снова востребованными

Для описания возьмем маломощную модель Atmos DC15E максимальной производительностью 15 кВт. Изнутри котел пиролизный выглядит так (ориентируемся по чертежу):

  • сферические корпусы обеих камер сварены из стали толщиной 6—8 мм, верхняя – это топливный бункер, нижняя – камера догорания;Схема пиролизного отопителя D30 в разрезе
  • изнутри стенки защищены огнеупорной оболочкой из керамики (футеровкой);
  • из верхней топки в нижний отсек ведет газоход, чей размер ограничивается соплом керамической форсунки;
  • подвижная колосниковая решетка встроена в проходное сечение форсунки;
  • сзади к камерам подведены отдельные воздушные каналы, поступление воздуха регулируется механическим термостатом (цепным регулятором тяги) и ручной заслонкой;
  • внутренний корпус окружен водяной рубашкой из металла 3 мм, обшитой слоем утеплителя и внешней облицовкой;
  • на случай перегрева внутрь рубашки вмонтирован змеевик – водяной контур аварийного охлаждения котла, штуцеры выведены на верхнюю панель;
  • на задней стенке располагаются патрубки подключения к системе отопления и дымоходу;
  • роль зольника играет вторичная камера дожига, где размещен защитный керамический элемент, показанный ниже на фото.
Топливник и камера дожига газогенераторного котла
Слева на фото топливный бункер с форсункой, справа – вторичная камера дожига

Схема работы твердотопливного котла DC15E следующая. Крупные поленья закладываются в топку и разжигаются, первичный воздух идет через заслонку в задней стенке. Дальнейшие процессы:

  1. Дрова сжигаются в режиме интенсивного либо среднего горения. Начинается реакция пиролиза, дым вместе с топочными газами движется в нижнюю камеру, минуя сопло форсунки.
  2. Доля выделенного тепла расходуется на поддержку пиролизного процесса, другая часть передается теплоносителю.
  3. Благодаря подаче вторичного воздуха горючие газы дожигаются в нижнем отсеке, выделяют тепло, которое передается стенкам водяной рубашки.
  4. Естественная тяга увлекает продукты горения в дымовую трубу.
  5. После прогорания топливной закладки срабатывает котловой термостат, отключающий циркуляционный насос отопления.

    Сбросной элемент подключенный к аварийному контуру
    Схема подключения аварийного контура охлаждения к водопроводу через клапан теплового сброса

  6. В случае перегрева в работу включается водяной контур, подключенный к водопроводу (не к сети ГВС, как можно подумать). Подачей холодной воды занимается клапан теплового сброса, реагирующий на сигнал температурного датчика.
Предлагаем ознакомиться  Котел отопления с gsm модулем

При полноценной работе температура в топливнике достигает 800 градусов, агрегат выходит на максимальный КПД 83% (заявлен производителем). Если «прижать» воздух заслонкой и перевести котел в режим длительного горения, эффективность упадет до 71%.

Газогенераторные твердотопливные котлы обладают целым рядом преимуществ перед котлами прямого горения.

Но главная выгода от полного сгорания заключается не в этом. Всем известно, каким зловонным и едким бывает дым от горения отходов производства. На самом деле продукт горения любой органики – углекислый газ и обычная вода. Безвредные вещества без цвета и запаха. Опасность представляет органика «недогоревшая» — различные токсические и дурно пахнущие вещества, образующиеся в процессе распада органических отходов, попадающие в атмосферу вместе с дымом. За счет полного сгорания топлива выделение отходов органики пиролизными котлами сведено к минимуму.

Процесс сгорания топлива

Процесс сгорания топлива

Во-первых, это делает газогенераторы гораздо более экологичными, чем котлы прямого горения, во-вторых, позволяет использовать для пиролиза не только специализированное топливо, но и отходы швейного, кожевенного, скорняжного и т.п. производства. Таким образом, достигается двойной эффект: отходы приносят пользу, участвуя в нагреве теплоносителя в котле, и одновременно решается вопрос безвредной утилизации отходов на месте, без вывоза их на полигон, что потребовало бы дополнительных затрат.

1

Из-за специфики твердого топлива, в частности неравномерности горения, работа твердотопливных приборов всегда хуже поддавалась регулированию и управлению, чем работа печей и котлов на жидком или газообразном топливе. Принцип пиролиза решает и эту проблему, так как основной процесс горения происходит в камере дожига, где горит пиролизный газ. Это дает возможность сделать работу пиролизных котлов полностью управляемым и поддающимся автоматизации.

Если вы решили купить газогенераторный котел, вам, конечно, необходимо узнать и о его недостатках.

  • Прежде всего, такие котлы имеют более высокую цену, чем обычные. Разница в цене окупится в процессе эксплуатации, однако будьте готовы к крупным первоначальным вложениям.
  • Газогенераторы предъявляют очень серьезные требования к влажности топлива: влага препятствует процессу пиролиза. Если влажность топлива превышает 20%, вам придется досушивать его перед использованием, иначе котел просто погаснет после снижения подачи первичного воздуха при выходе на режим.
    При низкой подачи воздуха, влажное топливо просто погаснет

    При низкой подачи воздуха, влажное топливо просто погаснет

  • Также существует опасность гашения первичной (пиролизной) камеры из-за низкой температуры теплоносителя, который возвращается в котел из системы отопления (так называемый обрат). Если условия эксплуатации таковы, что теплоноситель успевает сильно остыть до возврата в котел, приходится монтировать дополнительную обходную трубу (байпас) для подмеса горячей воды в обрат через трехходовой клапан. Это усложняет конструкцию и снижает эффективность системы в целом.
  • Большинство моделей пиролизных котлов (практически все промышленные модели) используют принудительную тягу с помощью специальных воздушных насосов, что требует подключения котла к электрической сети.

Недостатки газогенераторных котлов

Преимущества пиролизного котла

Пиролизные агрегаты, как и другие виды источников тепла, имеют преимущества и недостатки. Из достоинств следует выделить:

  • При сжигании топлива благодаря принципу действия агрегата удается достичь КПД 90-93%.
  • Виды установок, которые работают на естественной тяге, не зависят от наличия электроэнергии в сети.
  • Процесс экологичен, в атмосферу выбрасывается небольшое количество вредных веществ.
  • Экономичность. Расход твердого топлива на 100 м.кв при высоте потолков 3 м составляет около 10 кг сырья в сутки.

Недостатки пиролизных котлов:

  • Необходимо топливо с небольшим содержанием влаги (влажность дров не более 25%).
  • Стоит оборудование несколько выше, чем классический твердотопливный котел.

Использование котлов в быту

Идеальными условиями для пиролизного котла является столярное производство, отходы которого – просто идеальное топливо для газогенератора. Но что делать, если вы собираетесь установить пиролизный котел для отопления частного дома и не хотите при этом оборудовать дровяной сарай или возиться с сушкой дров из открытой поленницы? В таком случае ваш выбор – пеллетный котел.

Пеллеты - современный вид топлива

Пеллеты — современный вид топлива

Пеллетный газогенераторный котел – это водогрейный агрегат, использующий в качестве топлива горючие гранулы – пеллеты. Пеллетные гранулы изготавливают из перемолотых и прессованных отходов столярного производства (стружки, опилок, коры, сучьев), маслобойного производства (подсолнечной лузги), торфа, кизяка (сушеного навоза). В чем же преимущество гранулированного твердого топлива?

  • пеллетные гранулы гораздо удобнее хранить и складировать, чем дрова
  • гранулированное топливо готово к немедленному применению, не требует колки и сушки.
  • для пиролиза пеллетного топлива достаточно небольшой первичной камеры.
  • стандартный размер пеллетных гранул позволяет полностью автоматизировать процесс подачи топлива.

2

Комбинация газогенератора с бойлером косвенного нагрева позволит использовать бытовой пиролизный котел не только для отопления, но и для горячего водоснабжения.

Компактные бытовые пеллетные котлы занимают немного места в доме и не требуют выполнения сложных процедур запуска и эксплуатации, так как обладают высокой степенью автоматизации. Удобство бытовых пиролизных котлов подтверждается многочисленными положительными отзывами.

Качественный газогенератор при соблюдении условий эксплуатации послужит вам долгие годы и позволит сэкономить значительные средства.

Защитные механизмы пиролизного котла и особенности эксплуатации

Котел длительного горения с двойным контуром, работающий на твердом топливе — это модернизированная версия классического отопительного оборудования.

В него, помимо прочего, встроен еще и теплообменник, обеспечивающий жилище полноценным горячим водоснабжением.

Конструкция модели с двумя контурами включает в себя следующие элементы:

  1. Корпус — может быть произведен из листовой стали или чугуна. Толщина металла составляет от 4 до 6 мм.
  2. Камера топки. Обычно производится из того же материала, что и корпусная часть прибора.
  3. Решетка колосникового типа. Располагается внутри топочной камеры, материалом служит чугун. Обогащает топливо необходимым для поддержания горения кислородом.
  4. Зольник. Аккумулирует твердые отходы, образующиеся при горении.
  5. Дымоход — удаляет продукты горения за пределы помещения.
  6. «Водяная рубашка». Чаще всего встраивается в корпус котла и заполняется водой, которая получает тепло от стенок, после чего поступает в отопительную систему.
  7. Змеевик дополнительного теплообменника — отличает двухконтурные модели от одноконтурных. Встраивается в водяную рубашку отопительного оборудования для обеспечения горячего водоснабжения дома.

2

Основной недостаток подобной конструкции — в низкой степени производительности. Поэтому большей популярностью пользуются модели, выполненные из чугуна, поскольку они дольше остывают.

Чтобы получить от газогенераторного отопителя хорошую теплоотдачу при минимальном расходе топлива, производители рекомендуют придерживаться следующих правил:

  • использовать только сухие дрова, допустимая влажность 12…20%;
  • при установке и обвязке котла обязательно применять трехходовой смесительный клапан либо комплексное устройство Laddomat-21 для поддержки температуры в обратной линии на уровне 65 °C;
  • рабочая температура теплоносителя на подаче – 80…90 °C;
  • теплогенератор должен работать на мощности, близкой к максимальной, нельзя долго эксплуатировать агрегат в режиме малой производительности (менее 50%);
  • очень желательно топить крупными поленьями, но не круглыми колодами;
  • вместе с пиролизными котлами настоятельно рекомендуется применять буферную емкость, которая будет аккумулировать излишки тепловой энергии;
  • требование к минимальному объему теплоаккумулятора – 25 литров на каждый киловатт мощности отопителя.
Схема обвязки теплоаккумулятора и ТТ-котла в частном доме
Подача теплоносителя в котел должна обязательно регулироваться трехходовым клапаном. После буферного бака ставится еще один смесительный узел для понижения температуры воды

Применение буферной емкости обусловлено эффективным режимом работы котла – интенсивное горение, температура на выходе 80…90 градусов. Именно при таких условиях достигается высокий КПД 86–87%. «Душить» теплогенератор по воздуху нельзя, эффективность сжигания снизится до 40–50%, как у самодельной печки-буржуйки.

Котел своими руками

Пиролизный котел верхнего горения преимущества и недостатки

Инструменты для сварочных работ

Чтобы соорудить котел своими руками, нужно подготовить рабочий инвентарь:

  • электрическая дрель;
  • термодатчик;
  • сварочный аппарат;
  • вентилятор;
  • несколько упаковок электродов;
  • несколько полос стали разных размеров;
  • болгарка;
  • шлифовальный круг на 125 мм;
  • набор профтруб 2 мм;
  • отрезной круг на 230 мм;
  • металлические листы 4 мм.

Самодельный котел длительного горения

На примере будет рассмотрен алгоритм изготовления котла своими руками из газового баллона. Оптимальный объем резервуара 50 л.

Пошаговая схема действий:

  1. Верхнюю часть баллона срезать, удалить закругленную часть. После шлифовки она будет играть роль крышки. Боковую часть нужно оснастить загрузочным отверстием для топлива. Сгоревшие дрова будут через решетку из арматуры проваливаться вниз.
  2. Приварить дымоход. Для лучшей тяги лучше всего использовать трубы разного диаметра в начале и конце. Для привлекательного внешнего вида наружную часть дымохода можно покрыть огнеупорной краской.
  3. Из трубы и железного диска изготовить поршень, к которому после будут приварены лопасти. В процессе горения лопасти вращаются и создают вихри воздуха, а диск предупреждает образование открытого пламени.

Самодельные пиролизные котлы также изготавливают из листов металла (самый сложный вариант) и делают выкладку из кирпича.

Предлагаем ознакомиться  Котел навьен нет горячей воды в кране

Рейтинг ТОП-9 лучших моделей

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.

3

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.

1

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.

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, котлы длительного горения 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 этой статье.

Теплотехническое оборудование всегда пользуется высоким спросом, из-за чего производством подобных агрегатов занимается большинство технически развитых мировых стран.

Из зарубежных производителей наиболее известны следующие марки:

  • Stropuva — производит котлы длительного горения, функционирующие на твердом топливе, дымоходы и системы нагрева воды, а также запорно-регулирующую арматуру (Литва).
  • Buderus — германский специалист в области техники для отопления.
  • WATTEK — чешская компания, занимающаяся решением широкого круга вопросов — проектированием, производством, монтажом и обслуживанием теплотехники.
  • ACV — бельгийский производитель оборудования для отопления и ГВС бытового и промышленного назначения.
  • Wirbel — компания из Австрии, производящая различные типы котлов отопления, как твердотопливных, так и электрических.
  • НМК, полное наименование — Новосибирская металлообрабатывающая компания, занимается производством различной продукции, включая твердотопливные котлы серии «Магнум».
  • ZOTA. Производство находится в Красноярске и обеспечивает выпуск оборудования для сантехники, теплотехнических агрегатов, в том числе и различных типов котлов.
  • ООО ТК «ТеплоГарант» — компания из Костромы, производящая котлы бытового и промышленного назначения и различные комплектующие части для них.

4

Котел отопления, работающий на твердом топливе. способен обогреть помещение жилого или производственного назначения, площадью до 80 м2.

Он эффективен и полностью готов к интенсивным условиям эксплуатации, включая круглогодичное использование. Отдельное достоинство — независимость от электроэнергии. Котел может работать с разными типами твердого топлива — уголь, дрова, пеллеты.

Отличается компактными размерами. Загрузка топлива упрощается вертикальным расположением дверцы топки. Зольник сконструирован так, что уборку можно производить всего пару раз в месяц.

Особая технология горения, используемая в данной модели, позволяет обеспечить продолжительное горение топлива с высокой эффективностью.

Одна закладка сырья обеспечит вас теплом как минимум на сутки. Длительность горения пеллет составляет до 48 часов, в зависимости от внешних условия и качества топлива.

Характеристики:

  • мощность — 8 кВт;
  • отапливаемая площадь — до 80м2;
  • назначение — отопление;
  • объем котла — 40л;
  • тип камеры сгорания — открытый;
  • вес — 145кг;
  • габариты — 55,5*136,5×55,5 см.

В данной модели удачно изменена конфигурация теплообменника и использованы водонаполненные колосники. Корпус устройства надежно теплоизолирован.

Имеет 2 топочные камеры, благодаря чему возможна как горизонтальная, так и вертикальная загрузка топлива. Дверцы камер надежно запираются.

Котел сочетает относительно бюджетную стоимость с высоким КПД устройства.

Имеется отдельная дверца, позволяющая удалять золу даже во время работы прибора. Одна загрузка топлива обеспечит вас теплом на 10-12 часов.

2

Дополнительно можно установить внешний пульт управления для блокировки ТЭНа, автоматизировать процесс горения.

Характеристики:

  • мощность — 22 кВт;
  • КПД — 70%;
  • энергонезависимый;
  • отапливаемая площадь — до 200м2;
  • назначение — отопление;
  • вес — 128кг;
  • габариты — 90,5*47*87 см.

Еще один представитель линейки котлов с водонаполненным колосником, гарантирующим увеличение теплоотдачи устройства.

Его труба имеет треугольную форму, что исключает засоры и повышает срок службы. Котел может потреблять в качестве топлива пеллеты, дрова или каменный уголь.

Как выбрать и на что обратить внимание?

Важнейшими показателями при выборе твердотопливных котлов длительного горения с встроенным водяным контуром являются:

  1. Доступность необходимого топлива.
  2. Уровень мощности прибора — зависит от площади обогреваемых помещений и требуемого температурного режима теплоносителя.
  3. Тип тяги, создаваемой внутри топочной камеры. Может быть принудительно или естественной. Данный параметр влияет на возможность размещения в конкретном помещении и уровень производительности котла.
  4. Коэффициент полезного действия. Будет зависеть от типа используемого горючего, особенностей конструкции и используемого дополнительно оборудования (наличие или отсутствие вытяжки, автоматизации подачи топлива и т.п.).
  5. Материал теплообменника — обычно это чугун или сталь — влияет на показатели надежности устройства и характеристики теплотехники.
  6. Тип расположения водяной рубашки — важен для того, чтобы верно определить место установки котла с точки зрения правил пожарной безопасности.
  7. Вес агрегата — является важным фактором для опредения основания, где будет располагаться котел. Оно должно быть достаточно прочным и не подлежать деформации.
  8. Метод загрузки горючего и габариты камеры сгорания важны для определения цикла использования агрегата и возможности настройки его автоматизированного обслуживания.
  9. Конструктивные особенности зольника и его доступность будут влиять на удобство выполнения работ по обслуживанию и профилактике котла.
  10. Уровень стоимости — зависит от сочетания перечисленных выше факторов и репутации марки изготовителя оборудования.

Выводы и полезное видео по теме

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

Супер отопление
Adblock detector