Если в камере сгорания накапливается большое количество этого остатка, термический КПД системы может значительно снизиться. По этой причине котел верхнего горения следует регулярно чистить.
Пиролизные котлы отопления: принцип работы и виды котлов длительного горения
Проходят годы, наука и техника развиваются, а твердое топливо по-прежнему востребовано. Сжигание древесины в обычной плите или печи не очень эффективно, но пиролизные котлы изменили ситуацию — эти устройства высокоэффективны и относительно просты в эксплуатации.
Думаю, вы согласитесь, что это важный аргумент в пользу автономной системы отопления. Если вы ищете эффективный котел для своего дома, вам стоит присмотреться к пиролизному котлу.
Мы расскажем, как устроены и работают котлы длительного горения, каковы их технические и функциональные характеристики, а также представим вам обзор наиболее важных моделей от отечественных и зарубежных производителей.
- Что такое пиролиз
- Устройство и работа пиролизного котла
- Котлы верхнего горения
- Особенности эксплуатации газогенераторных котлов
- Обзор популярных моделей
- Выводы и полезное видео по теме
Что такое пиролиз
Дрова — это, вероятно, первый вид топлива в истории человечества. Почти все знают, как быстро он сгорает на свежем воздухе и что при этом выделяется не так много тепла. Однако ситуация радикально меняется, когда для процесса горения создаются другие условия.
Пиролизное сжигание происходит в закрытых камерах. Он заполняется дровами или аналогичным твердым топливом, таким как пеллеты, опилки, древесные отходы и т.д.
Топливо воспламеняется, а затем количество воздуха, поступающего в камеру, уменьшается.
К пиролизным котлам относятся все твердотопливные теплогенераторы с длительным временем сгорания, перерабатывающие твердое топливо.
Значительная часть тепловой энергии котла длительного горения поступает от сжигания пиролизных газов.
В пиролизном котле сложные химические соединения расщепляются на более простые компоненты при высокой температуре без использования химических веществ.
В результате термической обработки топливо превращается в газ, который легче и проще горит. Поэтому пиролизные котлы относятся к категории газогенераторов.
В пиролизной установке большое количество тепловой энергии выделяется непрерывно, и извлекается только необходимое количество.
Тот, кто хочет самостоятельно построить пиролизный котел, должен помнить, что из-за непрерывных процессов горения при высоких температурах при изготовлении топки требуется жаропрочная футеровка.
В зависимости от системы сгорания пиролизные котлы делятся на котлы с естественным и циркулирующим воздухом. Естественный тип дешевле, но менее эффективен, чем тип с принудительным сжиганием, оснащенный компрессором.
Пиролизные котлы делятся на одноконтурные и двухконтурные, в зависимости от специфики применения. Первые предназначены только для отопления, а вторые — для отопления и производства горячей воды.
Функционирование и эффективность пиролизного котла
Известно, что при горении происходят окислительные процессы, в которых участвует в основном кислород воздуха. Если кислорода недостаточно, реакция замедляется, и древесина горит медленно. В результате этого процесса выделяется тепловая энергия, зола и горючие газы.
Процесс пиролиза еще не завершен. Газ, образующийся при сгорании первичного топлива, смешивается с воздушной массой и также сгорает. В результате выход тепловой энергии значительно выше, чем при использовании обычных теплогенераторов.
Поэтому пиролизные котлы очень эффективны по сравнению со своими «собратьями», работающими исключительно на твердом топливе, и часто дают возможность значительно снизить расходы на отопление.
Преимущество этого типа нагревателей заключается в том, что принцип работы и конструкция относительно просты. Количество воздуха, поступающего в камеры сгорания, регулируется простым механическим регулятором. Простая конструкция обеспечивает надежность агрегата, а поломки в сплит-котлах случаются нечасто.
Эта диаграмма иллюстрирует все стадии процесса сжигания пиролиза. Температура внутри устройства может достигать 1200 °C (+).
Еще одним преимуществом крекинговых котлов является длительное время горения. При полной загрузке топлива процесс может продолжаться в течение нескольких часов, иногда даже более суток, т.е. нет необходимости постоянно накапливать дрова в печи, как это происходит при открытом горении.
Устройство и работа пиролизного котла
Камера сгорания пиролизного котла разделена на две секции. В первой камере сжигается древесина, а во второй происходит вторичное сгорание смеси пиролизных газов и воздуха. Первая камера отделена от второй колосниковой решеткой, на которую помещается топливо.
Воздух обычно нагнетается с помощью небольшого вентилятора. В небольших моделях для создания тяги иногда используется дымоходный насос.
На этой схеме показана конструкция напольного пиролизного котла. При недостатке кислорода древесина горит медленно и выделяет горючие газы (+).
Наличие принудительной вентиляции можно считать главным отличием пиролизного котла от классической твердотопливной модели. Корпус прибора состоит из двух частей, которые вставляются друг в друга. Пространство между стенками заполняется теплоносителем, роль которого традиционно играет вода.
Сначала топливо загружается в первый отсек камеры сгорания делящегося котла, затем включается вентилятор и происходит воспламенение топлива. Образовавшиеся продукты сгорания поступают во вторую камеру, смешиваются с воздухом и сгорают.
Температура горения может достигать 1200°C. Вода во внешнем теплообменнике нагревается и циркулирует по системе отопления дома. Продукты сгорания отводятся через дымоход.
Принцип горения пиролиза обуславливает относительно высокую стоимость. Обычный твердотопливный котел стоит значительно дешевле. Однако в котлах длительного горения древесина сгорает практически полностью, чего нельзя сказать о классических котлах.
К древесине для щепового котла предъявляются определенные требования по размеру и содержанию влаги. Подробную информацию можно найти в инструкции по применению от производителя.
При выборе пиролизного котла следует учитывать, что недорогие модели с низкой мощностью обычно предназначены только для дров. Более дорогие модификации способны работать с различными видами топлива.
Также необходимо максимально загрузить прибор топливом, уменьшение загрузки приведет к повышенному образованию золы и сажи, а также негативно скажется на работе всего прибора.
Что подразумевается под названием пиролиз
Пиролиз — образование топливного газа и его последующее сжигание — происходит во всех твердотопливных котлах в большей или меньшей степени. Такой же процесс происходит и в обычной кухонной плите — при сгорании древесины или угля в какой-то момент возникает нехватка кислорода, образуется угарный газ СО, который затем находит недостающий кислород и сгорает, выделяя тепло и превращая яд в обычный углекислый газ — СО2.
В 1950-х годах была экспериментально разработана конструкция котла, в котором топливо сначала раскаляется в отсутствие кислорода, а затем образующийся СО сжигается во второй камере сгорания. Однако эти идеи не были реализованы, поскольку не имели преимуществ, но имели существенные недостатки и были дорогостоящими.
Теперь в рекламе токсичный угарный газ CO называют «древесным газом».
Схема, особенности работы
Во-вторых, в 2000-х годах, когда у среднего производителя было достаточно мощностей и материалов, производство началось на уровне домохозяйств. Интерес потребителей был вызван — продажи и прибыль увеличились.
Система пиролизного котла обычная — в большой камере сначала сжигается древесина, затем автоматически отключается воздух, и если воздуха не хватает, древесина тлеет долгое время. Образовавшийся угарный газ и большое количество частиц золы — чистого углерода С — смешиваются с нагретым воздухом во второй камере сгорания и сжигаются.
В этой горелке всегда видно красноватое пламя — прямой признак реакции с углеродом.
Особенность конструкции
Особенностью конструкции пиролизного котла является наличие вентилятора мощностью 50 — 100 Вт и подача принудительного воздуха. Движение воздуха также происходит в первичной камере между бревнами, вызванное завихрением (разбавлением) в области подающего сопла.
Наличие датчиков и автоматики управления, обеспечивающих рабочие режимы. Большой размер, дополнительные металлические детали, камеры.
Главное конструктивное отличие — большая загрузка дров и наличие вокруг нее всей «упаковки» автоматики, форсунок, камер сгорания.
Насколько технология пиролиза эффективнее прямого сжигания
В котлах с прямым нагревом КПД редко превышает 75-80%, и это даже в идеальных условиях при сжигании качественного топлива. Например, 1 кг древесины с влажностью 20% может обеспечить тепловую энергию 3,9*0,75 = 2,925 кВт (удельная теплотворная способность древесины составляет 3,9 кВт/кг). Уголь с содержанием влаги 10 % обеспечивает 7,5*0,75 = 5,625 кВт (удельная теплотворная способность угля составляет 7,5 кВт/кг).
При использовании технологии пиролизного сжигания сегодня КПД часто достигает 92 %, и установка производит продукцию из того же топлива:
- 1 кг древесины – 3,9*0,92 = 3,588 кВт ( +22,7% );
- 1 кг каменного угля – 7,5*0,92 = 6,9 кВт ( +22,7% ).
Значительная разница указывает на то, сколько тепла теряется при выбросе, а не при сгорании рассматриваемых газов (или насколько отличаются результаты, если разница в эффективности).
Эффективное управление горением при пиролизе может значительно увеличить время работы котла при сохранении температуры теплоносителя, что еще больше улучшает накопление тепловой энергии. Температура горения пиролизного газа выше, чем при классическом методе, поэтому котел достигает заданной температуры гораздо быстрее.
Как и какой уголь лучше всего подходит для отопления твердотопливных котлов в доме?
Отзывы о бытовых газогенераторных котлах: преимущества и недостатки
Озабоченность мирового сообщества проблемой загрязнения окружающей среды укрепила позиции пиролизных котлов на рынке котлов длительного горения. Согласно процедурам эксплуатации и отзывам владельцев, при правильной работе котлов этого типа в атмосферу выбрасывается минимальное количество углекислого газа и пара. При сжигании ископаемого топлива из дымохода такой установки образуется минимальное количество несгоревшего материала без золы, дыма, запаха или цвета. Это также отражается на выбросах в котельной, например, во время заправки, и, прежде всего, на загрязнении и частоте очистки самого котла.
| Преимущества | Недостатки |
| Постсжигание пиролизного газа может увеличить эффективность котла до 95 %. | Стоимость прибора в 1,5-2 раза выше, хотя работает он относительно быстро. |
| Увеличенная загрузочная камера позволяет устройству работать дольше на одну загрузку (в 1,5-3 раза дольше), чем обычные устройства. | Высокая стоимость подготовки топлива по содержанию влаги. Она не должна превышать 20%, иначе процесс пиролиза не будет работать. |
| Топливо сгорает практически без остатка, а конструкция камеры сгорания позволяет реже и легче проводить чистку и техническое обслуживание. | Большинство высокоавтоматизированных промышленных и жилых объектов используют вентиляторы и дымоходы, что делает их зависимыми от электроэнергии. |
| Высокие температуры требуют теплообменника из жаропрочной стали, который быстрее нагревает здание. | Низкая температура обратной воды может привести к отключению котла; требуется подача горячей воды через трехходовой клапан или байпас. |
| Выбросы продуктов сгорания минимальны | Габариты и вес значительно больше, чем у других типов котлов |
| Эти установки могут работать на любом ископаемом топливе без существенных модификаций, но с различной производительностью. | При низких нагрузках (менее 50 %) трудно добиться стабильного сгорания топлива. |
| Высокий КПД обеспечивает экономичный расход топлива и снижает затраты на топливо. | |
| Высокая степень автоматизации котла позволяет реже контролировать процесс горения. |
Как выбрать пиролизный котел
Принятие решения о выборе конкретной модели и марки в окончательном выборе бензогенератора зависит от предпочтений пользователя и имеющегося бюджета. Однако перечисленные ниже характеристики должны быть оценены в процессе первоначального выбора.
Расположение камеры дожига
Расположение камеры сгорания пиролизного газа не меняет принципа работы, но конструкция агрегата приобретает свои особенности.
Верхняя камера дожигателя, расположенная над камерой наполнения и сгорания, может работать без принудительной вентиляции. Котлы с такой компоновкой больше подходят для островной эксплуатации без электричества или воздуходувки. Газ поднимается в камере сгорания под действием естественного градиента давления. Однако часть продуктов сгорания уходит в атмосферу вместе с несгоревшими остатками топлива. КПД таких котлов несколько ниже, но зола, попавшая в камеру сгорания, может быть удалена при следующей загрузке.
Большинство современных твердотопливных крекинговых котлов оснащены камерой сгорания в нижней части. Горящие пиролизные газы вынуждены проходить через весь сложный путь теплообменника и отдавать всю тепловую энергию, которую они могут отдать. КПД этих котлов достигает 92 % и даже больше в некоторых моделях известных производителей. Остатки сгорания из загрузочной камеры и камеры сгорания, которые измельчаются в нижней камере, мешают. Это усложняет процесс технического обслуживания.
Топливо
Выбор топлива для твердотопливной системы основывается на наиболее распространенном в регионе виде. Это обеспечивает приемлемую цену и бесперебойные поставки. Для пиролизных котлов длительного горения большое значение имеет характер сырья, например, продолжительность горения. Продолжительность топлива выгодна для них:
- каменный уголь – до 15 часов;
- бурый уголь – до 11 часов;
- дрова – до 10 часов.
Важно обратить внимание на спецификации видов топлива, с которыми может работать котел, так как не все модели предназначены для сжигания угля. Другие виды твердого топлива (опилки, щепа, торф) также могут не учитываться производителем, но они сгорают быстрее и требуют частой заправки.
Процесс пиролиза очень чувствителен к содержанию влаги в сырье. Если он превышает 20 %, значительная часть энергии расходуется на сушку, эффективность низкая, и амортизация значительных затрат на приобретение установки становится проблематичной. Лучшим топливом для большинства котлов является древесина лиственных пород с содержанием влаги не более 10 %.
Естественная или принудительная тяга
Управление процессом горения в пиролизном котле требует регулирования потока кислорода в камеру сгорания или нижнюю камеру сгорания пиролизных газов, а также транспортировки газа горения через различные змеевики современного теплообменника. Высота дымохода становится нереальной для организации такого потока. По этой причине высокотехнологичные котлы оснащены нагнетателями, вытяжками дымовых газов и рядом датчиков обратной связи для анализа процесса компьютером, управляющим всей системой отопления. Такая автоматизация делает установки энергонезависимыми и дорогостоящими. Стоимость такого устройства высока, но высокая эффективность, экономичность и комфорт потребителя требуют этих усилий.
В чем преимущества пиролизного котла на дровах
Согласно законам физики, каждое твердое вещество при сильном нагревании выделяет определенное количество газа, а запас воздуха ограничен. Экспериментальные исследования показали, что процент выбросов CO различен для разных материалов.
Наибольшее количество газа выделяет древесина. Принцип работы дровяного пиролизного котла основан на этом физическом законе.
Устройство и схема работы пиролизного дровяного котла
Пиролизные котлы на дровах имеют простую конструкцию, предназначенную для одновременного аккумулирования тепла от горящего топлива и сжигания получаемого газа. Этот процесс называется пиролизом.
Принцип работы пиролизных котлов для отопления домов заключается в следующем:
-
В камере сгорания создается температура более 550 °C. Затем подача воздуха уменьшается, что приводит к окислению твердого топлива и увеличению выбросов СО. Поскольку древесина тлеет, а не горит, пиролизные котлы иногда также называют «котлами длительного горения».
На этом принципе работает каждый дровяной пиролизный котел для бытового использования с водяным контуром. Разница заключается в особенностях эксплуатации и конструкции.
Кроме того, пиролизные аппараты можно классифицировать по следующим признакам:
-
Тип теплообменника — наиболее распространены модели, в которых используется стальной теплообменник. Наиболее распространенными типами котлов являются. Первоначальная стоимость котла дешевле, а вес конструкции меньше. Чугунный теплообменник значительно увеличивает вес изделия и его стоимость. Чугунное решение увеличивает срок службы котла, а также теплотехнические свойства установки.
Процесс пиролиза может быть запущен только при определенных условиях: высокая температура в камере печи, ограниченное поступление кислорода. Содержание влаги в древесине также предписано и не должно превышать 20 %.
Как правильно топить пиролизный отопительный котел дровами
С помощью пиролизного котла можно увеличить время работы с одной партией, повысить энергоэффективность установки и производство тепла. Кроме того, такая конструкция помогает экономить дрова, так как при сжигании газа выделяется большее количество тепловой энергии, чем в обычных котлах.
Однако все эти преимущества возможны только в том случае, если вы научитесь правильно обогревать свой теплогенератор. Есть несколько простых правил:
-
Чтобы древесина при растопке не попадала в пиролизный котел сверху, длина поленьев должна быть на несколько сантиметров меньше размеров камеры сгорания.
После нескольких самостоятельных растопок работа котла уже не кажется сложной.
При первом включении котла в помещении может появиться неприятный запах из-за отвердевания краски.
Какие дрова лучше
Котлы работают с максимальной эффективностью только в том случае, если используемое топливо соответствует определенным требованиям, указанным в инструкции по эксплуатации:
-
Для отопления лучше всего использовать древесину лиственных пород. Лучше всего использовать ольху, дуб, акацию или бук. Не рекомендуется использовать древесину хвойных пород. Из-за высокого содержания смол в продуктах сгорания часто возникают проблемы во время эксплуатации. Это может даже привести к неисправностям.
Пиролизные котлы лучше всего работают на сухих, твердых дровах. Путем естественной сушки древесины можно добиться определенного содержания влаги.
Как хранить и сушить дрова
Средняя стоимость дров в частном домохозяйстве на отопительный сезон составляет 6-10 м³. В связи с этим возникает вопрос о том, как правильно хранить и сушить такое количество топлива. Для этого существует несколько основных рекомендаций:
-
Необходимо отдельное помещение для хранения дров. Запрещается хранить его в котельной. Оптимальным вариантом является сухое смежное помещение. Хранение можно осуществлять на открытом воздухе, переоборудовав для этой цели крытый сарай или навес.
Частота загрузки и продолжительность работы зависят от качества дров. Когда топливо хорошо высушено, оно выделяет больше тепла и создает необходимые условия для начала процесса пиролиза.
Достоинства и недостатки пиролизных котлов
Теперь вы знаете, как работает пиролизный котел. Это газовый генератор, который производит большое количество тепла. Если сравнить теплотворную способность древесины при прямом сжигании и при пиролизе, то в последнем случае она на 10-15% выше. Это снижает расходы на топливо. Рассмотрим основные преимущества пиролизных печей, которые вытекают из принципа их работы:
В зависимости от конструкции, камера дожигания может быть расположена либо под, либо над топкой. Оба варианта практически одинаковы по эффективности.
- Экономичность – возможность экономить топливо очень важна, ведь полный грузовик дров стоит довольно дорого;
- Повышенное тепловыделение – принцип работы пиролизных котлов позволяет извлечь из килограмма поленьев больше энергии, чем при их прямом сгорании;
- Длительная работа от одной закладки дров – позволит спокойно заниматься домашней работой, а не сидеть у пиролизного котла, чтобы заложить в его ненасытную топку очередную порцию поленьев;
- Экологическая чистота – благодаря горению при максимальной температуре, снижается количество вредных выбросов в атмосферу;
- Возможность регулировки интенсивности горения в довольно больших пределах – обеспечивает более точный температурный контроль;
- Легкость в обслуживании – пиролизные котлы снабжаются дверками для доступа в камеры сгорания и дожигания, а также для доступа к зольнику;
- Повышенный КПД – для некоторых моделей он составляет до 90%. Такой показатель характерен разве что для газовых агрегатов, да и то не для всех;
- Возможность обогрева зданий большой площади – для этого выпускаются пиролизные котлы повышенной мощности. По своему принципу работы они мало чем отличаются от своих маломощных собратьев.
К сожалению, они не лишены недостатков:
- Внушительные размеры – даже самые маломощные пиролизные котлы отличаются своими габаритами. В них большие теплообменники и сразу две камеры сгорания + зольник. Кроме того, в оборудовании нередко присутствуют водяные рубашки, служащие для их охлаждения – их толщина составляет до нескольких сантиметров;
- Повышенные требования к дровам – при использовании сырых дров генерация продуктов пиролиза может быть затруднена. Поэтому поленья для пиролизных котлов должны храниться в сухом месте, иначе работа оборудования будет отличаться низкой стабильностью – пары воды помешают нормальному протеканию реакции пиролиза;
- Высокая стоимость – даже при самостоятельной сборке затраты будут высокими, ведь для этого потребуется хорошее листовое железо. Стоимость заводских образцов составляет от 50-60 тыс. рублей и выше, в зависимости от мощности;
- Отдельные модели требуют подключения к электросети – их принцип работы заключается в использовании электронного управляющего модуля, который управляет работой дутьевого вентилятора. Для обогрева зданий без электрификации используются пиролизные котлы с механическим управлением – они обладают все тем же принципом работы.
Потребителей в основном отпугивает высокая стоимость приборов. Если вы хотите сэкономить на топливе и обеспечить хороший контроль температуры в дровяном котле, вам следует приобрести пиролизный котел.
Котлы длительного горения и пиролизные котлы: что это
Котел длительного горения – это твердотопливный котел, отличающийся продолжительной длительностью работы на одной загрузке топлива по сравнению с обычными твердотопливными котлами. Достигается это преимущество за счет особой конструкции котла. Твердотопливный котел длительного горения выполнен в виде высокого цилиндра, вверху которого расположены дымоход и воздушная камера. Топливо, занимающее корпус котла под ними, сгорает, начиная с верхнего слоя – за счет того, что поддув воздуха обеспечивается не снизу, а сверху при помощи телескопической трубы и распределителя воздуха. Постепенно твердое топливо сгорает, и распределитель опускается ниже, осуществляя приток воздуха к следующим слоям. Между двойными стенками котла находится вода. Таким образом, теплообменником в нем является корпус котла, который снаружи защищен от потерь тепла. Кроме того, слой теплоизоляции предохраняет от ожогов при прикосновении к поверхности корпуса. После того, как все топливо сгорит, подающую воздух трубу подтягивают вверх за встроенный в нее трос и производят новую загрузку. Все котлы длительного горения различаются по режиму работы. У нас продаются:
- Автоматические твердотопливные котлы – работающие в автоматическом режиме. Такие котлы оснащены топливным бункером, из которого топливо автоматически подается в зону горения.
- Полуавтоматические котлы на твердом топливе — которые работают в автоматическом режиме, но требуют ручной загрузки топлива.
В среднем полуавтоматические котлы могут сжигать дрова до 8 часов, а уголь — до 12 часов за одну загрузку. В зависимости от объема накопительного бака автоматические котлы могут работать до недели на одной загрузке топлива. У нас вы можете купить котел, работающий на угле и дровах, по отличным ценам.
Пиролизные котлы являются разновидностью котлов длительного горения.
Что такое пиролизный котел длительного горения и как он работает?
Пиролизные котлы или газогенераторы — это твердотопливные котлы, использующие в качестве топлива древесину и работающие по принципу пиролиза — сжигания древесины углями. В твердотопливных пиролизных котлах для получения тепловой энергии сжигается газ, а не древесина, с КПД до 90 %. Пиролизные котлы намного эффективнее обычных твердотопливных котлов.
Устройство
Структура пиролизных котлов отличается от структуры обычных твердотопливных котлов. Камера сгорания в пиролизных котлах разделена на две части — камеру газификации (камера сгорания) и камеру сгорания. Реакция пиролиза древесины происходит в загрузочной камере при температуре от 200 до 800 градусов Цельсия. В результате этой реакции древесина разлагается на древесный уголь и газовые фракции. Затем смесь пиролизного газа и воздуха поступает в камеру сгорания, где выделяется очень большое количество тепла, которое используется для обогрева различных помещений.
Принцип работы
Дрова кладут на колосниковую решетку, зажигают и запускают дымосос. При недостатке воздуха и высокой температуре топливо обугливается и выделяется древесный газ — пиролиз. Выходящий газ попадает под колосниковую решетку, где вторичный воздух смешивается с продуктами пиролиза и летучие вещества сгорают. Часть тепла возвращается в нижний слой топлива для поддержания процесса крекинга. Пиролизные котлы характеризуются высоким КПД, длительным временем работы на одной загрузке топлива и минимальным образованием золы при сжигании, т.е. они не требуют постоянной очистки. Однако следует помнить, что пиролизные котлы с длительным временем горения имеют повышенные требования к сухости топлива и могут работать только на дровах.
В интернет-магазине отопительного оборудования «Энергомир» вы можете купить котел на твердом топливе — дровах, угле. Мы предлагаем котлы длительного горения Galmet и ЧЗМ, пиролизные котлы Burzui — K, Buderus, Atmos и других отечественных и европейских производителей.
Следует отметить, что котел длительного горения стоит дороже, чем обычный твердотопливный котел. Если вы ищете экономичное решение, вам следует выбрать стандартный твердотопливный котел. Если вы не нашли ответа на свой вопрос, оставьте его в комментариях под статьей, и мы ответим на него для вас.
Принцип работы сплит-котла
Сжигание топлива в стандартных твердотопливных котлах является хорошей альтернативой использованию традиционных источников энергии, таких как газ или электричество, для отопления вашего дома. Однако эти приборы не полностью используют энергию сжигания древесины. В обычном котле газ, растворяющийся в топливе при высокой температуре, просто уходит вместе с продуктами сгорания. Принцип работы пиролизного котла заключается в утилизации газа и увеличении КПД котла и интервала подачи топлива. Эти агрегаты также называют газогенераторными котлами.
Пиролизный котел в разрезе
Из чего состоит газогенераторная установка?
Основным отличием от классического дровяного котла является наличие дополнительной камеры сгорания, в которой происходит сжигание выходящего газа, тогда как в основной топке он производится из бедной кислородом древесины. Расположение камер и пиролизного котла может быть различным, печь может быть расположена как внизу, так и вверху без изменения принципа работы. Традиционно он располагается внизу над зольным ящиком, который содержит выдвижной ящик для удобства чистки. Крышка зольного ящика открывается вверх и используется для регулировки подачи воздуха во время работы. Это осуществляется с помощью цепи, которая натягивается или отпускается термостатом. Последний расположен в верхней части котла.
Принцип работы сплит-котла
Все важные элементы и детали системы можно понять из подробного чертежа пиролизного котла. Основная камера сгорания имеет дверцу для закладки дров и герметично закрывается во время работы. Над ним находится вторая топочная камера, в которой расположены устройства подачи воздуха. Они могут иметь разную конфигурацию у разных производителей, но их функция одинакова: подача нагретого воздуха во вторичную камеру сгорания через ряд отверстий определенного диаметра. Воздух нагревается на пути от зольной дверцы к распределителям.
Пиролизный котел сконструирован таким образом, что верхняя камера сгорания может быть очищена через специальную дверцу. Пространства двух камер соединены каналом, по которому поднимаются продукты сгорания. Внешний корпус представляет собой водяную рубашку, которая нагревается от обеих печей. В системе отопления имеются резьбовые соединения для теплоносителя. Температура и давление воды контролируются приборами на передней панели.
Дымоход пиролизного котла по своей конструкции не отличается от труб для отвода продуктов сгорания из традиционных систем. Одним из необходимых условий является наличие достаточного количества электроэнергии для работы котла. В самом простом варианте агрегата отсутствует нагнетатель, поэтому горение происходит за счет естественной тяги. Второе требование заключается в том, что часть трубы, находящаяся снаружи, должна быть изолирована. Причиной этого является низкая температура дымовых газов (до 150⁰C), поэтому вероятность конденсации дымовых газов и быстрого разрушения материала трубы очень высока.
Описание схемы работы пиролизных котлов
Принципиальная схема пиролизного котла может дать полное представление о том, как работает прибор. Сначала основной камин заправляется топливом и зажигается. В то же время заслонка зольника открывается как можно дальше. Как только древесина загорается, дверца закрывается, процесс горения замедляется и начинается тление. Затем древесный газ начинает сильно выделяться, поднимается и попадает во вторичную камеру сгорания. Нагретый воздух подается во вторичную камеру сгорания через ряд калиброванных отверстий. Он всасывается в воздуховод через то же отверстие под крышкой зольника и по пути поглощает тепло от горячей стенки камеры сгорания.
Схематическое изображение котла
Весь технологический процесс протекает внутри дымохода благодаря естественному потоку, создаваемому трубой, а воздух и дымовые газы движутся по трубам относительно медленно. Принцип работы пиролизного котла заключается в том, что нагретый воздух вступает в термохимическую реакцию с древесными газами во вторичной камере сгорания и воспламеняет их. При этом сгорают не только газы, но и мелкие летучие частицы, и дым из трубы практически не виден. Пиролизное сжигание даже более экологично, чем обычное сжигание, поскольку при нем образуется меньше оксидов углерода и азота и меньше частиц золы.
Древесина в камере сгорания горит медленнее, чем обычно, поэтому одного заряда может хватить на 10-12 часов работы, в зависимости от мощности газогенератора и влажности древесины. Регулировка пиролизного котла заключается в ограничении подачи воздуха для горения. Слишком низкая подача воздуха будет препятствовать началу термохимического процесса во вторичной печи, а слишком высокая подача воздуха приведет к неполному сгоранию газов и снижению эффективности системы. В случае всасывающего двигателя расход воздуха следует регулировать в каждом конкретном случае, поскольку высота и диаметр дымохода могут сильно варьироваться. Следовательно, сила погружения будет разной. В некоторых случаях дымоход следует установить выше, чтобы сделать его больше.
Если крышка зольника оснащена терморегулятором, настройка прибора ограничивается желаемой температурой нагревательной среды. Термостатический элемент, встроенный в водяную рубашку газогенератора, воздействует на звездочку в зависимости от температуры воды и закрывает или открывает саму заслонку, регулируя интенсивность горения.
Сравнение пиролизных и твердотопливных котлов
Для создания искусственной тяги, не зависящей от параметров дымохода, пиролизные котлы также оснащаются воздуходувкой и комплектом автоматики, регулирующим ее работу. В то время как обычный блок может работать с эффективностью около 85-90%, вентилятор помогает увеличить ее до 93%. Недостатком здесь является зависимость от внешних источников энергии.
