Mosmetroproekt.ru

МосМетроПроект
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Котлы пиролизные длительного горения; стоит ли выбирать

Котлы пиролизные длительного горения — стоит ли выбирать

Еще в 50-х годах прошлого века в СССР проводились исследования по созданию пиролизного котельного оборудования. Проект был закрыт как экономически нецелесообразный. В наше время производители без проблем создают линейки котлов для домашнего использования на большие закладки дров, с пиролизным процессом, с форсунками и вентиляторами для тяги сквозь дрова и подачи газов на дожиг… Выгодно ли приобретать пиролизный (длительного горения) котел в наше время?

Как работает пиролизный котел

Пиролиз — образование горючих газов при тлении древесины с недостатком кислорода. Образовавшийся газ СО и другие летучие, с помощью вентилятора вдувается вместе с сажистыми частичками дерева во вторичную камеру через форсунку, где все это догорает, превращаясь большей частью в СО2, золу, воду…

При этом реализуется то, что больше всего хочет потребитель от твердотопливного котла.

  • Редкое обслуживание — большая закладка дров дает возможность подходить к котлу намного реже, чем к обычному, — 1 — 2 раза в сутки.
  • Схемотехника движения газов и более полное сгорание топлива без остатка углей позволяет повысить КПД по сравнению с обычным котлом, причем некоторые производители заявляют, что КПД их котла с пиролизом более 90%.

Напомним, что у обычного твердотопливного без форсунки — 75 — 78%. Таким образом, экономия дров якобы внушительная….

Кто производит котлы с пиролизом больших закладок древесины

Не может не настораживать тот факт, что именитые европейские и мировые производители отопительного оборудования в своей линейке имеют лишь совсем немного, и скорее экспериментальных образцов, котлов на большие закладки топлива с его тлением и дожигом газов, при целых горах другого оборудования представленных в продаже и на выставках. Такое положение они объясняют тем, что нет преимуществ и нет спроса. Как же так? — такие достоинства, — и нет преимуществ?

Массовое производство пиролизных котлов развернуто лишь фирмами на просторах СНГ, здесь же они и рекламируются и продаются. В тоже время в западных странах просто так генерировать СО в отопительном оборудовании к тому же запрещает законодательство, — при поломке можно травить атмосферу и др.

Стоимость пиролизных агрегатов, какая цена у длительного горения

Выясняется, что у именитых производителей цена на котлы пиролизные больше чем на классику в 3 раза, у местных — в 1,7 — 2,0 раза. Так «обычный европеец» тянет на 60т.р., к примеру. Соотнесенный с ним по качеству и мощности пиролизный — 160 — 180 т.р.

Нашего разлива прстой — 30 т.р., а пиролизный — 60 т.р.

Окупится ли такое оборудование? — давайте подсчитаем прибыль от большего КПД. Кстати, истинные характеристики дают те же европейцы, а не рекламные буклеты местных. Можно подсмотреть, что фирмы заявляют КПД на вентиляторно-форсунчатых с огромной закладкой — 87 — 89%, в то время как на обычных — 77 — 79%. Примем разницу между ними в 10%.

Прямая экономическая выгода от использования пиролизного котла

На дрова в типичном доме на 15 кВт израсходуется 20 т.руб в год (обычная цифра), к примеру. Мы считаем, что сумели реализовать 10% разницы, и потратили с пиролизным 18 т.р., сэкономив на топливе 2 т.р. в год. Но при этом вентилятор мощностью 80 Вт существенно портит цифры, сумел за 7 месяцев при работе 70% времени и существующих тарифах на электричество (порядка 4,9 руб) скушать 1500 руб. Поэтому прямая максимальная экономия составила всего 500 руб./год.

А это уже на грани погрешности, типа «забыли закрыть форточку, отключить комнату, не экономно топили…». Получается, что разницу даже в 30 тыс. руб. в цене между обычным и пиролизным нужно окупать 50 лет. Т.е. экономии нет вообще — затраты на оборудование не оправдываются.

Но мы то переплачиваем в основном за комфорт, чтобы заниматься большой закладкой и не обслуживать часто, не так ли? Но, к сожалению, надежды на простоту и беспроблемность здесь не оправдываются.

Список недостатков твердотопливного пиролизного котла длительного горения

  • Древесная зола — отличное удобрение, содержащее «пол таблицы Менделеева», особенно полезна для закисленных глинистых почв, которых у нас в избытке, так как подщелачивает. С обычного котла, древесную золу рачительные садоводы выгребают и используют на благо урожая, цветоводства, облагораживания участка… Но с пиролизным не получится – вся зола выдувается вентилятором в трубу и оседает на крышу, и далее по ветру на головы и автомобили, поэтому садоводы будут просто разочарованы.
  • При пиролизных процессах из дерева выделяется все, что может лететь, в том числе и вся смола, и оседает тут же на стенках, форсунках, всех деталях, догорая и превращаясь в корж. Производители прямо запрещают применять ель, сосну и березу (а чем топить?), но и другая древесина дает такой осадок, что котел быстро выходит со строя – требуется уморительная сложная постоянна чистка.
  • Нет возможности топить сырыми дровами – толкового тления не получится, так как вся энергия уйдет на испарение воды… такие ограничения по топливу придают много хлопот в обычной жизни.
  • Тление большой закладки дров нельзя остановить – разве что залить водой бочкообразное устройство. В межсезонье, когда требуется топить редко и мало, это обычно приводит к перерасходу дров. Выделяемая энергия этим устройством совпадает с потребностями дома только при значительных холодах. Этим фактом полностью нивелируется несколько повышенный КПД – случаются перегревы…

О цене уже говорили, — она большая, но с учетом указанных недостатков, оказывается, что такой ценой действительно нечего компенсировать – одни какие-то проблемы…

Как сделать редкое обслуживание котла

На западе к тому же есть ограничения на эксплуатацию оборудования генерирующего СО внутри себя. По их нормам, сжигание топлива должно происходить сразу с максимальным количеством кислорода и образованием безвредных веществ. Любая поломка, сбой в работе (в теории) с пиролизным теплогенератором — и КПД будет предельно низким, а загрязнение атмосферы угрожающим, к тому же создается и угроза жизни от выделяющихся ядов. В тех странах запрещено применять котлы периодического действия без теплоаккумулятора. Котел работает с максимальным кислородом (и максимум КПД тоже для обычного котла) — энергия накапливается в бочке…

За ту же повышенную цену, есть два пути повышения комфорта.

  • Установка теплоаккумулятора и увеличение теплоемкости внутри здания при достаточно мощном теплогенераторе периодического действия.
  • Установка постоянно действующего, т.е. автоматизированного дровяного (угольного) котла.

Твердотопливные пиролизные котлы и их особенности

Здесь вы узнаете:

  • Особенности пиролизных котлов
  • Принцип действия
  • Достоинства и недостатки
  • Используемое топливо
  • Популярные модели

Отопление домов твердотопливными котлами – вполне привычное явление в небольших населенных пунктах, где до сих пор нет газа. В качестве топлива в большинстве случаев используются самые обычные дрова или топливные брикеты.

Недостатком таких котлов является то, что они вынуждают совершать множество подходов для подбрасывания все новых порций топлива. Пиролизные котлы длительного горения лишены не только этого недостатка, но и некоторых других – поговорим об этом в рамках нашего обзора.

Особенности пиролизных котлов

Традиционные котлы на дровах раздражают тем, что требуют постоянного наблюдения. То есть, каждые 2-3 часа в них нужно подкладывать все новые и новые порции топлива, иначе трубы в доме станут холодными. Особенно туго приходится ночью, когда вместо спокойного сна домочадцы получают головную боль в виде остывающего отопления. С одной стороны, спать в прохладе полезно для здоровья. С другой стороны, встречать утро, отчаянно стуча зубами, не очень приятно.

Классические котлы для отопления дома обладают еще одним важным недостатком – низкий КПД. Топливо в них сгорает очень быстро, большая часть тепла просто улетучивается в атмосферу. Вместе с ним в воздух улетают продукты сгорания, содержащие в себе горючие газы. Их можно использовать для получения дополнительных порций тепла – это и происходит в пиролизных котлах длительного сгорания.

Как вы уже поняли, твердотопливные пиролизные котлы отопления лишены обоих вышеперечисленных недостатков. Они наделяются вместительными топками, сжигая твердое топливо несколько по иному принципу. Вот их основные особенности:

Принцип работы твердотопливного пиролизного котла очень прост. Данный рисунок пускай и не освещает всех нюансов, но передает суть технологии в полной мере.

  • Большой объем топки – до нескольких десятков литров. Благодаря этому частота подходов для закладки горючего снижается в несколько раз;
  • Пиролизный принцип горения – позволяет получить из того же количества дров гораздо больше тепловой энергии;
  • Довольно большие размеры – фактически здесь две топки. В одной медленно сгорают дрова, а во второй дожигаются выделяющиеся из древесины продукты сгорания;
  • Низкая температура горения – уменьшает тепловую нагрузку на металл.

Пиролизные котлы длительного горения устроены несколько сложнее, чем их традиционные собратья, зато они обеспечивают существенную экономию топлива.

Принцип действия

Сейчас мы попытаемся понять, как устроен пиролизный котел длительного горения и как он работает. Принцип действия очень прост и одновременно сложен. О пиролизе рассказывается еще в школьном курсе физики – подвергаясь нагреванию в замкнутом пространстве, древесина выделяет горючие газы, которые можно поджечь и получить тепло. Фактически прямого сгорания древесины в таком опыте нет.

В пиролизных котлах длительного горения дрова все-таки горят, но с ограничением подачи воздуха. Можно сказать, что это медленное тление. Разгоревшись, дерево начинает выделять горючие газы, которые сгорают в камере дожигания. Итого мы получаем два источника тепла – это горящие дрова и сгорающий древесный газ. Эффект от такого поэтапного сгорания ощущается в виде экономии топлива до 40%.

Древесный газ в пиролизных котлах длительного сгорания образуется в результате медленного тления топлива. Одновременно с этим оборудование нагревает воздух, который вместе с древесным газом подается в камеру дожигания. Там смесь воспламеняется и сгорает с образованием большого количества тепла. При этом количество вредных выбросов, по сравнению с традиционными котлами, предельно мало.

Таким образом, пиролизный котел – это прямая экономия топлива, так как из одной и той же порции дров можно выделить большее количество тепла. Вместо 10 кубометров дров на один зимний период может уйти всего 6-7 кубометров. При этом пользователям не нужно будет каждые 2-3 часа подкладывать в ненасытную топку все новые порции дров.

Пиролизные котлы длительного горения выпускаются в нескольких модификациях:

Несмотря на низкую скорость горения топлива, выделяемые порилизные газы способны нагнетать пламя до подобного яркого бело-желтого цвета.

  • Энергонезависимые – они работают на естественной тяге и управляются механическим способом;
  • Энергозависимые – здесь пиролиз протекает с использованием принудительной тяги. За счет этого повышается эффективность горения;
  • С разным расположением камеры дожигания – она может располагаться над камерой сгорания или под ней. Также в продаже присутствуют модификации с последовательным расположением камер.

Модификаций много, но в целом устройство и принцип работы почти ничем не отличаются.

Длительное горение в пиролизных котлах обеспечивается сразу двумя факторами. Первый фактор – это низкая скорость горения/тления древесины. Второй фактор – большой объем камеры сгорания. Например, в продаже присутствуют пиролизные котлы с объемом топки 50 литров и даже больше. Неудивительно, что частота подходов для загрузки горючего снижается до 1-2 раз в сутки.

Читать еще:  Выбор комнатного терморегулятора для газового котла отопления: виды и установка + фото

Достоинства и недостатки

Котлы пиролизного типа обладают целым рядом преимуществ перед своими традиционными коллегами. Но у них есть и некоторые недостатки. Давайте обсудим все их плюсы и минусы:

  • Экономичность – она варьируется от 10 до 40%, в зависимости от модели, интенсивности горения и температуры воздуха за окном;
  • Длительное горение – можно закладывать топливо всего 1-2 раза в день. Например, утром и вечером. В любое время дня в доме будет тепло;
  • Экологическая чистота – дрова сгорают практически полностью, с минимальным выделением продуктов сгорания;
  • Почти полный отбор тепла в систему отопления – температура выхлопных газов здесь ниже, чем в традиционных котлах;
  • В пиролизных котлах длительного горения часто реализуются различные механизмы управления мощностью – они работают за счет регулировки интенсивности тления топлива и подачи газа в камеру дожигания.

Есть и недостатки:

Из-за внушительных габаритов для размещения котла придется найти много свободного места. Подвал и чердак — наиболее перспективные варианты.

  • Дороговизна – отзывы пользователей говорят, что пиролизные котлы длительного горения очень удобны, экономичны и практичны. Но первоначальные расходы на их покупку крайне велики (наиболее справедливо для мощных энергозависимых моделей);
  • Энергозависимость – такие агрегаты более эффективны, но требуют подключения к электросети (общее потребление электроэнергии мало, но в ее отсутствие работа будет затруднена или вовсе невозможна);
  • Большие габариты – пиролизные котлы длительного горения заметно больше, чем любые другие твердотопливные агрегаты.

Недостатки не самые серьезные, некоторыми из них можно пренебречь. Но с высокой стоимостью придется смириться.

Используемое топливо

Мы уже говорили, что пиролизные котлы длительного горения работают на дровах. Это довольно распространенный и недорогой тип топлива. В некоторых случаях дрова можно достать совершенно бесплатно. Но данные котлы могут работать и на многих других видах твердого горючего. Например, в некоторых магазинах мы можем купить пеллетный пиролизный котел. Он работает на топливных гранулах по тому же принципу, что и вышеописанные агрегаты.

Также вы можете приобрести пиролизный котел на угле. Он порадует вас длительным горением и высокой эффективностью. Угольные котлы работают по тому же принципу действия, вырабатывая горючий газ из каменного угля. Благодаря мощной теплотворности, частота подходов для закладки топлива получается более низкой, чем при использовании дровяных пиролизных котлов длительного горения.

Популярные модели

Дальше мы будем рассматривать самые популярные и востребованные модели твердотопливных пиролизных котлов длительного горения. Мы затронем как энергонезависимые, так и энергозависимые агрегаты.

Котел Попова

Пиролизный котел Попова является простым энергонезависимым агрегатом, изготовленным из стали. Конструкция получилась настолько удачной, что ее копируют многие умельцы, собирая отопительное оборудование своими руками. Представленный котел является всеядным, в нем можно сжигать практически любое твердое топливо. А внушительная топка гигантского объема позволяет рассчитывать почти на 24 часа непрерывного горения. При этом топливо сгорает практически полностью, образуя минимум вредных для природы компонентов.

Одно из преимуществ данного пиролизного котла – возможность закладки поленьев нестандартного размера (до 75 см в маломощных моделях до 240 см в самых производительных агрегатах), что обеспечивает длительное горение. Максимальная мощность оборудования составляет 1000 кВт, минимальная – всего 25 кВт. В зависимости от выбранного режима работы, КПД аппарата варьируется от 75 до 95%.

Котлы Гейзер

Оборудование от одноименного производителя представлено двумя линейками – бытовой и промышленной. Бытовые пиролизные котлы Гейзер длительного горения обладают мощностью от 10 до 50 кВт. Они могут работать на любом твердом топливе, характеризуясь высоким показателем КПД. Объем топки у самой минимальной модели составляет 40 литров. Оборудование является энергонезависимым и характеризуется предельной простотой в эксплуатации и неприхотливостью.

Котлы Buderus

Твердотопливный пиролизный котел длительного горения Buderus Logano G221-20 от известной торговой марки Будерус – это отличное приобретение для обогрева своего жилища. Его мощность составляет 20 кВт, благодаря чему он может отапливать помещения площадью до 200 кв. м. Управление здесь механическое, подключение к источнику электроэнергии не требуется. Теплообменник здесь выполнен из чугуна – это влияет на стоимость модели, зато делает ее выносливой и стойкой к коррозии. Правда, КПД отопительного агрегата составляет всего 78%.

Его ближайшим аналогом является более прогрессивный пиролизный котел длительного горения Buderus Logano S171-22 W. Он отличается высоким КПД, показатель которого составляет 87%. За это отвечает применение принудительной тяги – внутри мы найдем небольшой вентилятор. Еще одно отличие – стальной теплообменник. Надежности это не добавляет, зато делает оборудование более доступным по цене. Средний расход топлива составляет около 6 кг/час.

Котлы Бастион

Пиролизные твердотопливные котлы длительного горения Бастинг серии М-КСТ относятся к энергонезависимому оборудованию, работающему на дровах и прочих видах твердого топлива. Линейка выпускается уже 3 года и характеризуется низким количеством негативных отзывов. Младшая модель обладает мощностью 12 кВт, самая старшая – 50 кВт. Котлы наделены мощными чугунными теплообменниками, минимальный объем топки составляет 40 литров. Из плюсов – надежная конструкция и доступная стоимость.

Пиролизные котлы длительного горения. В чем секрет высокого КПД?

Времена традиционных печей для обогрева дома потихоньку уходят в небытие, старинные русские печи заменяют функциональные котлы длительного горения с высоким значением КПД. Прежде чем приобрести какую-либо теплогенерирующую технику, необходимо познакомиться с ее особенностями и преимуществами. В данном материале разберем пиролизную технику и в чем заключается ее принцип работы.

Что такое пиролиз?

Под пиролизом подразумевается процесс получения и последующего сжигания горючего газа. Пиролиз — характерный процесс для твердотопливных котлов. Топливо помещают в закрытую камеру и постепенно уменьшают количество воздуха в ней. Дрова или уголь начинают тлеть. Углекислый газ, выделяемый во время сгорания топлива, поступает в другой отсек и смешивается с нагретым до определенной температуры воздухом. Происходит повторное горение. Основное преимущество пиролиза: он увеличивает количество времени горения и, соответственно, количество тепла. На открытом воздухе любое горючее сгорает быстро и выделяет минимальное количество тепла. В 50- годах прошлого века инженеры изобрели схему новейшего оборудования, подходящего для пиролиза. Из-за дороговизны и необоснованности, к разработке не приступили.

Устройство

Огромная камера предназначена для закладывания твердого топлива: угля, дров и других горючих веществ. Дрова или другое топливо разгораются, затем автоматически перекрывается воздух. Чтобы пламя было интенсивным, нужен воздух. Для интенсивного горения недостаточно кислорода, дрова начинают тлеть. Выделяется древесный газ и много углерода — зольные частицы. Воздух и зольные частицы перемешиваются в другой камере и происходит процесс догорания. Обе камеры разделяются специальной решеткой, на которую складывают топливо. Особенность огня у подобного устройства — у него красноватый оттенок из-за реакции с углеродом.

Принцип работы

Основной принцип работы пиролизного котла складывается из генерирования устройством горючего пиролизного газа из твердого горючего вещества. Процесс происходит при температуре выше 200 градусов Цельсия. Соблюдается недостаток кислорода. В дальнейшим смешивается воздух с оставшимся горючим газом и происходит его дожигание. Процессы проходят в специально отведенной камере.

Воздух поступает, пока пламя не разгорится достаточно интенсивно. После этого котел переходит в газогенераторный режим. Дрова тлеют благодаря автоматическому регулятору, который с помощью топки максимально уменьшает поступление газа в камеру с дровами. Также происходит дополнительная подача воздуха во время газогенерации, воздух достигает нужную температуру и способствует вторичному дожигу выделившегося газа в пиролизном котле.

Верхняя камера оснащена специальными отверстиями, из которых под давлением выходит разогретый воздух. Принцип работы таков, что 90 процентов мелких частиц участвуют в процессе дожига. Выброс вредных веществ в атмосферу становится минимальным. Температура отходящих дымовых газов пиролизного котла составляет максимум 160 градусов. Теплоноситель проходит снизу вверх вдоль котла, получает энергию практически от всего, с чем соприкасается, обеспечивая эффективный обогрев помещения. КПД котла равен 85%. Пиролизные решения можно назвать котлами длительного горения.

Большая часть котлов работает на любом твердом топливе: деревом, углем и другими. Часть котлов электронезависимы, поэтому подходят жителям регионов и городов, где случаются перебои с электричеством. Котел оборудован зольным ящиком, его легче почистить. Чистка занимает минимальное количество времени, по сравнению с другими теплогенерирующими котлами.

Схема работы

Многим собирающимся приобрести аппарат интересно, какова схема работы устройства. Пиролизный котел состоит из двух камер: дожигания и газификации. Непосредственно в последнюю кладут топливо, камера оснащена специальной дверцой. Ниже камеры газификации находится специальное отверстие для подачи воздуха в камеру дожигания. Она находится ниже камеры газификации. Конструкция оснащена дымоходом для избавления от смолы и теплообменником.

Толщина внешнего слоя, нанесенного на котел, зависит от его мощности. Рекомендуется выбирать котлы с 10% запасом мощности. Чтобы правильно рассчитать мощность, нужно знать полную площадь помещения. На 10 квадратных метров приходится 1кВт. Следует учесть: если в помещении нестандартный потолок, к каждому метру стоит добавить до 3% мощности.

В отличие от других твердотопливных аппаратов, топка должна быть разогрета перед использованием. Действия, которые нужно соблюдать при работе с пиролизным котлом:

  • На дно топки нужно загрузить какую-либо мелкую растопку типа щепок или бумаги;
  • Массу поджечь с помощью своеобразного факела, созданного из тех же материалов;
  • Дверцу камеры сгорания следует плотно закрыть;
  • Порции растопки постепенно добавляют;
  • Когда на дне будет достаточное количество тлеющих углей, следует остановить процесс добавления щепок;

В этот момент внутри камеры температура достигает 800 градусов тепла. В камеру нужно поместить основное горючее вещество.

Плюсы и минусы

К главным преимуществам пиролизного котла относят факт, что благодаря его использованию можно существенно снизить расходы на дрова. У потребителя есть возможность по максимуму обеспечить длительное горение благодаря принципу работы котла. Дом греется, а переживать о подкладке дров не надо. Среднее время горения одной партии горючего — целых 12 часов, к аппарату придется подходить не больше двух раз в сутки. Идеальный котел по длительности горения. Экологичный выбор, топливо сжигается полностью и выброс вредных веществ в атмосферу минимален.

Подобное устройства имеет свои минусы, к самым распространенным относят:

  • В период холодного межсезонья повышается расход дров;
  • Зола улетучивается в дымоход, загрязняя попутно его и все вокруг;
  • При поломке или некорректной работе, вполне возможно начнется перерасход дров, зола не улетучится;
  • Сырые дрова категорически не подходят. Тратится очень много энергии на их высыхание. Они не тлеют.
  • Достаточно высокая цена;

На данный момент рынок изобилует различными типами пиролизных котлов. Отличаются они расположением камеры дожига:

  • Находится сверху. Достаточно редкий вид твердотопливных аппаратов, Преимущество: воздух попадает в камеру дожига сразу и после догорания попадает в камеру охлаждения для дальнейшего вывода в дымоход. Не экономичный вид, конструкция такого рода очень сложна на этапе сбора. Человек может доложить топливо, не дожидаясь сгорания предыдущей партии. У остальных видов котлов такой возможности нет.
  • Камера дожига находится снизу. Такие устройства пользуются большей популярностью, пользователю удобно закладывать топливо. Конструкция ниже по стоимости, чем котел с верхней камерой дожига. Отдел для золы приходится часто чистить, чтобы дым эффективно продвигался вниз, нужна усиленная тяга.
Читать еще:  Почему радиаторы отопления устанавливают под окнами?

Пиролизные котлы отличаются по типу тяги: бывает естественная и принудительная.

  • Тяга естественная. Используют мощный, высокий дымоход, при этом стоимость аппарата возрастает. Благодаря высокому дымоходу отпадает необходимость электрозависимости.
  • Принудительный наддув и тяга. Появляется необходимость в электрике, и отпадает зависимость от погодных условий. К слову, время работы с максимальным КПД вырастает на 5 часов, по сравнению с котлами при естественной тяге.

Котлы различаются по способу использования:

  • Котел для воздушного отопления. Такой котел ставят с целью обогрева различных коммерческих или хозяйственных помещениях. Для распределения тепловой энергии используются тепловые массы воздушные. Распределяется энергия с помощью алюминиевых труб и нагнетателей.
  • Котел водяного отопления. Вода нагревается в наружном теплообменнике, затем попадает в трубы радиатора. Вода постоянно циркулирует — поддерживается постоянная температура в доме.

Большая часть пиролизных котлов длительного горения работает на дереве. Существуют котлы, использующие для работы уголь и другие вещества. Преимущества котла на углевом топливе складываются из простой конструкции: различные сложнейшие узлы автоматического управления отсутствуют, что гарантирует минимальное количество поломок в процессе эксплуатации.

Заключение

Для обогрева маленького дома или просторного коттеджа пиролизные котлы подойдут идеально. Несмотря на то, что стоимость такого твердотопливного устройства достаточно высока, вложенные средства полностью окупятся. Срок службы такого аппарата долгий, а поломки крайне редки.

Принцип работы пиролизного твердотопливного котла длительного горения

В данной статье рассмотрим, что такое пиролизные котлы, их недостатки и преимущества.

Пиролизные твердотопливные котлы — схема, принцип работы, достоинства и недостатки

Пиролиз – это химический процесс разложения древесины на древесный уголь и газ, при котором выделяется большое количество энергии в виде тепла. Такой процесс возможен при высокой температуре (200…800°С) и ограниченным содержанием кислорода.

Пиролизные котлы – это котлы, которые предназначены для отопления помещений, основной принцип их работы основан на выделении пиролизного газа и его сжигании, фото 1.

Фото 1. Пиролизные котлы

Топливом для пиролизных котлов могут быть (фото 2.):

  • дрова (оптимальный размер не более 450×250 мм (длина × толщина);
  • брикеты;
  • опилки, измельченные ветки;
  • пеллеты;
  • кокс;
  • уголь;
  • торф.

Фото 2. Пиролизные котлы используют различное твердое топливо

Наиболее эффективным видом топлива является древесина, которая выделяет максимальное количество пиролизного газа. Для эффективной работы пиролизных котлов следует применять дрова толщиной не менее 70…100 мм. Также в комплексе с дровами можно использовать опилки и пеллеты (до 25%). Только на опилках или измельченных ветках и древесине пиролизные котлы не работают, или работают с очень низким КПД.

Принцип работы пиролизных котлов

Оборудование, которое позволяет получить газ вследствие пиролиза древесины, называется газогенератором. В замкнутой емкости, которая называется реактором или топливная камера помещаются дрова, фото 3.

Дрова поджигают с помощью спичек или других средств (этап 1). Вначале дрова начинают гореть как в обычном котле, а далее при достижении температуры 200…800°С задвижка подачи воздуха в камеру сгорания прикрывается и тогда начинает происходить процесс пиролиза древесины. В процессе разложения происходит выделения древесного газа (пиролизного газа), который отводится с помощью отводной трубы (этап 2). Химический процесс пиролиза происходит с выделением теплоты (экзотермия).

В трубке данные газы конденсируются и подаются в камеру сгорания (дожига), где смешивается с вторичным воздухом и затем сжигаются (этап 3). Температура в котле регулируется автоматически с помощью автозадвижки, которая обеспечивает подачу нужного количества воздуха и пиролизного газа в камеру дожига. В камере дожига температура горения пиролизного газа может достигать 110…1200°С.

Фото 3. Принцип работы пиролизных котлов

При сгорании газа выделяется тепло, которое проходит через теплообменник, нагревая тем самым воду в системе, а продукты сгорания выходят через дымоход (этап 4).

Производители пиролизных котлов заявляют, что КПД таких котлов достигает 85…89%. Тут надо отметить, что такая эффективность использования котла достигается только за счет оптимального качества дров – в этом случае дрова должны быть максимально сухими. Приведем данные для наглядности, как влияет влажность дров на получения количества теплоты (энергии):

  • сжигание 1 кг дров с влажностью 20% – мощность 4 кВт;
  • сжигание 1 кг дров с влажностью 50% – мощность 2 кВт.

Высокая влажность дров приводит к интенсивному выделению водяного пара, который перемешиваясь с пиролизным газом уменьшает концентрацию горючего, и тем самым снижает мощность горения.

Еще одной отличительной особенностью таких котлов является взаимодействие пиролизного газа и продуктов сгорания, т.е. с углеродом содержащимся в их составе. Такое взаимодействие значительно обезвреживает выброс вредных веществ.

Температура воды обратной трубы, которая поступает в котел должна быть не меньше 50…60°С. Снижение температуры воды, которая поступает в котел приводит к образованию конденсата на оборудовании котла и интенсивному процессу коррозии, что снижает долговечность эксплуатации котла, изготовленного из стали. Внутренняя толщина стальных стенок котла должна быть не менее 4…5 мм.

Конструкция твёрдотопливных пиролизных котлов

В наше время производят очень большое количество пиролизных котлов различной конструкции, но принцип действия их одинаковый, и основные узлы и детали содержатся в каждом из видов такого котла, фото 4.

Фото 4. Примеры конструкции пиролизных котлов длительного горения

Твердотопливный пиролизный котел состоит из двух основных камер:

  • топки загрузки (газогенераторная камера);
  • топки сгорания (камера сгорания газа).

В топке загрузки происходит процесс пиролиза дров. В топке сгорания происходит горение газа, который выделился из древесины вследствие пиролиза.

В зависимости от места расположения камеры сгорания различают котлы с:

  • нижней топкой;
  • верхней топкой.

Наиболее распространенные котлы с верхней топкой сгорания.

Рассмотрим кратко основные достоинства и недостатки котлов с нижней и верхней топкой (камерой сгорания):

Достоинства и недостатки котлов с нижней и верхней топкой

Пиролизные котлы в зависимости от типа тяги разделяются на:

  • с естественной тягой;
  • с принудительной тягой.

Естественная тяга обеспечивается за счет длинного (высокого) дымохода. Котел с принудительной тягой оборудован вентилятором или дымососом, которые работают от электрической сети переменного тока напряжением 220 В. Котел с принудительной вентиляцией более эффективный, но зависит от наличия электричества.

Теперь рассмотрим кратко недостатки и преимущества котлов с принудительной и естественной тягой:

Недостатки и преимущества котлов с принудительной и естественной тягой

Пиролизные котлы длительного горения дорогой комплектации оборудованы программатором, с помощью которого выставляется требуемый режим отопления. Автоматизация процесса горения заключается в регулировании работы циркуляционного насоса и вытяжного вентилятора.

Корпус котла изготовлен из стали или чугуна. Чугунные котлы (например «DAMAT PYRO») более надежные и долговечные, потому что не так быстро прогорают и подвергаются коррозии.

Достоинства и недостатки пиролизных котлов
Достоинства:
  • получение дополнительного тепла из-за сгорания газа, который выделяется при пиролизе древесины. При сгорании дров выделяется значительно меньше тепловой энергии, чем при сгорании пиролизного газа. Для горения газа затрачивается меньшее количество воздуха, чем при сжигании дров в обычном котле;
  • при сжигании не образуется сажа или образуется в очень малом количестве. Пиролизные котлы вследствие сгорания древесины и других видов топлива выделяют в 3 раза меньше вредных веществ и компонентов, чем традиционные твердотопливные котлы;
  • дрова сжигаются полностью, что означает получения очень маленького количества пепла в виде пыли по сравнению с обычным сгоранием дров;
  • высокое значение КПД (до 85…89%);
  • длительная работа котла (время между загрузками составляет 8…12 часов и более) и зависит от температуры окружающей среды, размера жилой площади, мощности и конструкции котла;
  • возможность регулировки мощности котла, в приделах 30…100%. Процессом сгорания пиролизного газа легче управлять, чем процессом сжигании дров или другого вида топлива в обычном котле;
  • в некоторых модификациях таких котлов можно сжигать резину и полимерные изделия с минимальным выбросом в атмосферу вредных веществ и соединений.
Недостатки:
  • зависимость от электричества. Вентилятор потребляет энергию в размере 80…100 Вт. Для обеспечения бесперебойной и надежной работы пиролизного котла с принудительной тягой применяют систему оборудованной генератором невысокой мощности;
  • большие габариты котлов;
  • высокое требование к влажности дров;
  • пиролизные котлы производятся только одноконтурными. Для обогрева воды следует дополнительно устанавливать отдельно стоящее оборудование;
  • высокая стоимость котла (примерно, в 1,5…2 раза выше стоимости традиционных котлов).

На рынке пиролизные котлы представлены такими фирмами-производителями: отечественные «Мотор Сич», «Буржуй-К», «Стс» и иностранные VIESSMANN, DAKON, ATMOS, OPOP, OLYMP и др.

Пиролизные котлы: преимущества, отзывы владельцев, выбор

В течение долгого времени твердое топливо значительно уступало жидкому и газообразному. Это объяснялось тем, что сжигание дров или угля недостаточно эффективно. Несмотря на данный факт, твердотопливные котлы по-прежнему остаются актуальным. Проблема их эффективности была решена с появлением пиролизных моделей, рассчитанных на длительное горение.

Пиролиз: что это?

Еще в давние времена люди поняли, что сжигание дров не является лучшим способом освобождения энергии. Наиболее эффективным оказалось использование древесного угля. В то время еще не было известно, что процесс выжигания угля назывался пиролизом. По сути, это распад органических веществ, возможный под воздействием высокой температуры. Чтобы такой распад не стал простым сжиганием, необходимо ограничить доступ кислорода. Для этого ранее использовались угольные ямы, однако важным недостатком данного способа считалась утрата энергии, которая выделяется в процессе выжигания угля. Чтобы избежать этого, были созданы специальные пиролизные котлы.

Принцип работы и устройство оборудования

Пиролизные котлы представляют собой подобие домашней лаборатории, которая выделяет из древесины газ, необходимый для отопления. В целом пиролиз широко используется в промышленности. Речь идет о распаде органических соединений на простые вещества. Это возможно при ограниченном кислороде и высокой температуре.

Пиролизный котел является двухкамерным оборудованием, в верхней части которого происходит пиролиз древесины при температуре 200–800˚C . В результате осуществляется распад на газ и древесный уголь. Смесь выделенного газа и воздуха поступает в нижнюю камеру, где сгорает при температуре около 1000–1200˚C . При этом выделяется много тепла. По сути, в современных пиролизных котлах происходит сжигание газа, а не дров, поэтому КПД составляет около 95%.

Использование оборудования по отзывам владельцев несложное, ведь горение газа легче поддается контролю, а значит, процесс управления можно автоматизировать.

Как уже упоминалось ранее, топка котла разделена на 2 камеры, между которыми расположена решетка. В верхней части происходит тление и пиролизация топлива. Газ с потоком воздуха попадает во вторую камеру, где есть форсунка из шамота. Подобные топки характеризуются высоким аэродинамическим сопротивлением, потому что здесь применяется принудительная тяга.

Пиролизные котлы делятся на несколько видов по месту размещения камеры сгорания:

  • верхний загрузочный отсек – в данном случае газ после сгорания топлива перемещается по трубе и поступает в нижнюю часть топки, а зола осыпается в камеру дожига, благодаря чему происходит ее частое очищение;
  • нижняя камера – такой вариант считается более предпочтительным, ведь продукты переработки сразу же попадают в дымоход, а значит, агрегат будет реже нуждаться в очищении, но для обустройства дымохода потребуются дополнительные затраты.

Стоит отметить, что для функционирования оборудования может использоваться 2 типа вентиляции:

  • естественная – нуждается в высоком дымоходе, что обеспечивает мощную тягу;
  • принудительная – в данном случае необходимо подключение к электросети и наличие системы насосов.

Длительность работы котла зависит от температуры, типа топлива, а также качества теплоизоляции жилища. В любом случае подобные пиролизные котлы считаются более эффективными в отличие от традиционных твердотопливных моделей.

Читать еще:  Лучший газовый обогреватель для дачи с баллоном: разновидности, отзывы

Особенности эксплуатации

Перед запуском котла необходимо ознакомиться с особенностями его функционирования. В отличие от традиционных твердотопливных аналогов загрузочный бункер такой модели нуждается в предварительном прогревании. Когда температура в этом достигнет 500–800˚C , можно загружать твердое топливо. После этого останется запустить пиролизный режим и активизировать дымосос.

Упомянутая последовательность действий сделает возможным медленное сжигание топлива. В результате происходит эффективное выделение пиролизного газа, а значит, в жилище будет поддерживаться оптимальный температурный режим.

Подходящее топливо

Владельцы такого оборудования в своих отзывах упоминают, что для отопления подойдет различное твердое топливо. Это может быть уголь, торф и древесина. Естественно, выбранный вариант сказывается на длительности горения:

  • 5 часов – мягкая древесина;
  • 6 часов – твердая древесина;
  • 8 часов – бурый уголь;
  • 10 часов – черный уголь.

Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение сухим дровам влажностью до 20% и длиной в 45–60 см. Благодаря им вырабатывается много тепла, а срок эксплуатации котла продлевается. Если таких качественных дров нет, можно воспользоваться другим органическим топливом:

  • пеллеты;
  • древесные отходы;
  • некоторые разновидности торфа;
  • каменный уголь;
  • отходы пищевой отрасли, в составе которых есть целлюлоза.

Необходимо помнить о том, что пиролизные котлы будут иметь белое пламя и не начнут выделять побочных продуктов при условии использования топлива, влажность которого не превышает 20%. Если этот параметр более высокий, неизбежно выделение водяного пара, что приведет к образованию копоти и ухудшению теплотворной способности.

Преимущества

Современные пиролизные котлы пользуются огромным спросом. Здесь топливо полностью сгорает, а значит, не придется регулярно очищать оборудование от сажи. Отдельно стоит упомянуть отсутствие едкого дыма. Поскольку топливо сгорает практически полностью, выделение отходов минимально. Соответственно, подобные газогенераторы считаются более экономичными. Также это позволяет применять для пиролиза отходы швейного производства. Использование качественного топлива обеспечивает работу котла в течение 12 часов на одной закладке.

Традиционные твердотопливные котлы из-за особенностей топлива всегда плохо поддавались управлению, однако использование пиролиза помогает решить проблему. Поскольку основное горение осуществляется в камере дожига, функционирование подобного оборудования возможно в автоматическом режиме.

Недостатки

Если вы хотите приобрести пиролизный котел, обязательно обратите внимание на его недостатки.

  • Прежде всего, стоит отметить высокую цену. Естественно, расходы окупятся в процессе использования оборудования, однако до этого необходимо будет сделать крупное вложение.
  • Для использования агрегата потребуется топливо определенной влажности. Если этот показатель составляет 30% и более, материал нужно самостоятельно досушить. В противном случае котел погаснет.
  • Гашение пиролизной камеры может произойти из-за недостаточно высокой температуры теплоносителя. Чтобы избежать этого, в некоторых случаях целесообразно установить обходную трубу. Такое решение усложнит конструкцию и сделает систему менее эффективной.
  • Во многих моделях для создания принудительной тяги используются воздушные насосы. Соответственно, котел придется подключить к электрической сети.

Рекомендации по выбору оборудования

Если вы уверены, что сможете постоянно покупать сухие дрова или самостоятельно просушивать их в домашних условиях, то можете смело покупать пиролизный котел. В противном случае следует отдать предпочтение современному оборудованию, топка которого рассчитана на пиролизное и традиционное сжигание топлива. Такое устройство может работать на дровах, влажность которых достигает 35–45%.

Если проблем с топливом нет, обратите внимание на загрузочную камеру. Сюда должны помещаться дрова размером в 55–65 см. В обеих камерах должно иметься покрытие из керамзитобетона. Благодаря ему внутри устройства поддерживается оптимальный температурный режим, что обеспечивает качественное сжигание выбранного топлива и защиту стенок изделия от прогорания.

Отзывы владельцев

Я приобрел пиролизный котел на 30 кВт прошлой осенью. Благодаря этому устройству экономия за тот отопительный сезон составила 60%. Думаю, в этом году полностью окуплю расходы на оборудование.

Централизованное отопление сильно подорожало, поэтому мы с мужем решили купить пиролизный котел. Он отлично справляется с обогревом жилья, при этом загружать топливо приходится всего 1–2 раза в день. Единственная проблема – досушивание древесины. Почему-то нам никак не удается приобрести дрова влажностью не более 30%.

Я купил для маленького офиса небольшой пиролизный котел на 12 кВт. Пока использовал только древесину клена. Обслуживание котла не вызывает трудностей, а сажи практически нет. Доволен покупкой и в будущем планирую приобрести такое оборудование для нескольких цехов.

Современные пиролизные котлы можно использовать для отопления жилья и производственных помещений. Такое оборудование очень простое в использовании, ведь оно автоматизированное. Конечно, его стоимость довольно высокая, но она окупится буквально за 2–3 отопительных сезона.

Преимущества пиролизного котла

Используя пиролизный котел в системе отопления, можно увеличить время автономной работы оборудования до 8‑24 часов в зависимости от модели. При наличии функции автоматической подачи топлива установкам, работающим на пеллетах, потребуется обслуживание не чаще раза в месяц. От твердотопливных котлов стандартной конструкции пиролизные агрегаты отличаются удобством эксплуатации, экономичностью, возможностью регулирования мощности.

Типы конструкций и как они работают

Спрос на твердое топливо стабильно высок. Такой выбор полностью оправдан при отсутствии возможности газификации дома или производственного объекта. Отопительное оборудование, работающее на древесине, угле, пеллетных или торфяных блоках, с повышенной эффективностью функционирует при использовании технологии пиролизного сжигания. Сам процесс представляет собой распад органических веществ при их нагреве до высоких температур.

Для охлаждения корпуса и основных узлов конструкции используется водяная рубашка. Для регулировки интенсивности горения применяется дутьевой вентилятор.

С принудительной подачей воздуха

Особенность устройства отопительного газогенераторного котла с принудительной подачей воздуха — наличие между камерами сгорания форсунки с прямым сечением. Материалом для ее изготовления служит огнеупорный сплав, который по своим характеристикам похож на шамотный кирпич. Воздух нагнетается в топку вентилятором, повышая полноту сгорания продуктов до состояния мелкого пепла.

Естественная технология

В основе принципа работы котлов с естественной подачей воздуха лежит ограничение интенсивности горения.

Повышение эффективности функционирования оборудования при обогреве помещений обеспечивается за счет тления древесины. При этом выделяется повышенное количество пиролизных газов. Но для экономичной работы агрегата важна корректная отладка процесса горения.

Другие отличия пиролизных котлов

В газогенераторных котлах схемой работы предусмотрено использование 2 камер сгорания. Это обеспечивает более эффективную теплоотдачу. Горение пиролизных газов происходит при повышенных температурах (около 1000°С), что обеспечивает увеличение уровня КПД. Он составляет 80‑90%, в отличие от 50‑60% у агрегатов классического исполнения.

Пиролизное оборудование отличается также повышенной требовательностью к качеству топлива. Для обеспечения оптимальной производительности его влажность не должна превышать 20%, термодинамическая отдача будет наиболее высокой.

Примерные характеристики

При выборе отопительного оборудования важно учитывать не только мощность, но и такую характеристику агрегатов, как толщина металла, из которого изготовлен корпус (она может составлять от 4 до 8 мм для наружных и от 5 до 10 мм для внутренних частей конструкции). Обязательно наличие футеровки. Она эффективно разграничивает температурные зоны, где происходит термическое разложение древесины и водоохлаждение стенок корпуса.

При установке оборудования важно учитывать его вес. В зависимости от мощности агрегата он может составлять от 400 кг до 5 т. Габариты корпуса — не меньше 745х1055х1255 мм. Отапливаемая площадь — от 16 до 300 м².

При этом важно делать поправку на высоту помещения. Если она превышает 3 м, то на каждый последующий метр стоит добавлять 2‑3% производительности.

Экономичность оборудования

Повышенная экономичность бытовых и промышленных котлов основана на особенностях конструкции оборудования. Они оснащаются дымососами для создания принудительной регулируемой тяги. Из-за этого газоходы имеют большую длину, что позволяет увеличить поверхность теплообмена, повышая КПД твердотопливного котла газогенераторного типа и снижая температуру продуктов сгорания до 130‑140°С.

Возможность регулирования производительности позволяет учитывать внешние факторы (требования к температуре в помещениях, погодные условия). При этом на экономичность пиролизного оборудования влияет качество теплоносителя. Рекомендуется использовать для данных целей дистиллированную воду. Она содержит сравнительно небольшое количество солей, что исключает проблему образования осадка на внутренней поверхности теплообменника.

Используемое топливо

Пиролизный котел отличается от традиционного универсальностью при выборе топлива. Кроме каменного угля, дров, пеллет можно использовать торфяные брикеты, отходы древесины, целлюлозосодержащие материалы. Отдельные модели применяют для сжигания бытового или строительного мусора. Производительность котельного оборудования напрямую зависит от влажности топлива. При сжигании дров весом 1 кг при влажности 20 и 50% установка выработает мощность 4 и 2 кВт соответственно.

Плюсы и минусы газогенераторных котлов

Большинство преимуществ пиролизных агрегатов базируется на принципе работы и особенностях эксплуатации и конструкции. В частности, производители устанавливают в котлах дополнительные водяные ТЭНы, которые можно задействовать как источник горячего водоснабжения для частного дома. Одновременно нагреватель служит защитой оборудования от закипания теплоносителя.

К достоинствам газогенераторных котлов относятся:

  1. Длительность горения. В среднем закладка топлива происходит в 2‑3 раза реже в сравнении с классическими моделями.
  2. Широкий выбор видов топлива. Котел может работать на углях, дровах, пеллетах, строительном мусоре, топливных брикетах.
  3. Экономичность. При использовании одинаковой древесины при пиролизном горении теплотворность увеличивается на 15%.
  4. Экологичность. При работе на дровах в продуктах сгорания содержится в 3 раза меньше углекислого газа, а при использовании угля в качестве топлива его уровень в 5 раз ниже.
  5. Сравнительно небольшое количество сажи за счет эффективного сжигания газа в топке. Это снижает частоту чистки оборудования.
  6. Высокий КПД (80‑90%). У твердотопливных аналогов этот показатель не превышает 65%.
  7. Возможность регулирования мощности во время работы системы отопления от 30 до 100% без необходимости сброса тепла во внешнюю среду, как в котлах прямого горения.

Среди существенных недостатков выделяют отсутствие возможности работы газогенераторного котельного оборудования без подключения к электросети. Пиролизные агрегаты нельзя назвать компактными. Установки отличаются высокой стоимостью. При малой загрузке (до 50%) они работают нестабильно.

Известные модели и производители

На отечественном рынке представлен широкий выбор пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром.

Российские предприятия предлагают установки следующих марок:

  1. «Диво». Техника новосибирского производителя выпускается для отопления домов площадью до 800 м². Топка позволяет загружать поленья длиной до 59 см. Надежность и долговечность корпуса обеспечены его цельносварным исполнением.
  2. «Очаг». Котлы российского завода-изготовителя, работающие со средним КПД 80%. Расчетный срок службы оборудования составляет до 10 лет. Все предложенные модели энергонезависимы.
  3. «Зота». Пиролизные котельные установки красноярского производства выделяются среди аналогов функциональностью, надежностью. Важным аргументом в пользу такого выбора становится возможность переоборудования агрегатов для работы на жидком топливе.
  4. «Куппер». Компания занимается выпуском полностью автоматизированных пеллетных котлов. Они требуют минимального обслуживания в ходе эксплуатации, все параметры контролируются электроникой.

Среди зарубежных производителей лидерство на рынке по данному направлению удерживают чешская компания Atmos и немецкая фирма Buderus. В первом случае есть выбор техники для обогрева жилых домов, теплиц, производственных помещений. Возможен отбор тепла для горячего водоснабжения. Предусмотрена работа котлов Atmos в режиме агрегата стандартной конструкции при отсутствии электропитания.

В линейке Buderus представлен широкий выбор малоразмерных моделей пиролизного типа. Это позволяет устанавливать мини-оборудование в помещениях небольшой площади. Техника выделяется среди аналогов высоким качеством сборки, надежностью, удобством и функциональностью. Но при покупке важно учитывать, что компактная топка не позволит использовать длинные поленья.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector