Пиролизные котлы: принцип работы и устройство, особенности эксплуатации

Содержание

Принцип работы и особенности конструкции пиролизных печей

Пиролизные котлы: принцип работы и устройство, особенности эксплуатации

При отсутствии централизованной подачи такого удобного энергоресурса, как природный газ, проблема отопления зачастую решается с помощью электроэнергии или угля.

Однако высокая стоимость этих энергоносителей всё чаще становиться причиной использования более дешёвого вида топлива – любых древесных отходов.

Определение! Пиролизные (газогенераторные) печи являются отопительными агрегатами, дающими возможность добиться наиболее полного сгорания древесины или иного вида топлива с получением максимально возможного количества тепла для отопления.

Принцип работы пиролизных печей

Принцип действия отопительных агрегатов данного типа основан на использовании эффекта пиролиза.

Определение! Пиролизом называют процесс разложения топлива на твёрдый компонент и летучую часть, называемую пиролизным газом. Этот газ отличается прекрасной горючестью и высоким коэффициентом теплоотдачи. Пиролиз осуществляется в особых условиях, подразумевающих наличие высоких температур в сочетании с недостатком воздуха.

Основные этапы работы пиролизных печей:

  • Топливо загружают в камеру загрузки, поджигают, дверцы закрывают.
  • В первой камере топливо обугливается с выделением древесного газа.
  • Все выделяемые топливом продукты сгорания направляются в камеру сгорания. В эту камеру подаётся воздух, способствующий эффективному сгоранию летучих газообразных веществ. Часть тепла уходящих газов передаётся к нижнему слою дров или иного топлива и способствует поддержанию процесса пиролиза.

Внимание! Пиролизные печи иначе называют отопительными агрегатами длительного горения и могут работать на одной закладке древесины – до суток, угля – до нескольких суток.

Особенности конструкции пиролизных печей

Основной особенностью устройства печей, использующих процесс пиролиза, является разделение топки на две части. Эти пространства разделены колосником, на который загружают топливо. Первичный воздух поступает сверху вниз и проходит через слой загруженного топлива.

Внимание! Топкам, имеющим такую конструкцию, характерно высокое аэродинамическое сопротивление, поэтому в большинстве случаев необходимо организация принудительной тяги. Для небольших отопительных агрегатов используется дутьевой вентилятор, иногда целесообразно устанавливать дымосос.

Преимущества и недостатки пиролизных агрегатов длительного горения

Время работы газогенераторной печи на одной закладке топлива зависит от многих параметров – наружных климатических условий, требуемой температуры  в помещении, утепления строения, вида и влажности топлива, точности проекта отопительной системы. Но, согласно отзывам, пиролизные печи на одной закладке топлива в любом случае работают гораздо дольше, по сравнению с печами классической конструкции.

Можно отметить дополнительные достоинства таких печей:

  • В отработанных газах после пиролизных агрегатов присутствует уменьшенное количество канцерогенных веществ. Это обеспечивается взаимодействием при горении пиролизного газа с активным углеродом. В итоге этого процесса отработанные выходящие газы представляют собой, по большей части, смесь углекислого газа и водяного пара. Поэтому в таких печах можно утилизировать без вреда для природы даже резину и полимеры.
  • При обычном сжигании дров, особенно влажных, не удаётся достичь таких высоких температур, которые возможны при сгорании древесного газа, полученного в результате пиролиза.
  • Данное оборудование – идеальный вариант для местностей, в которых трудно найти подходящее топливо для обогрева жилья.

К недостаткам пиролизных агрегатов можно отнести следующие факторы:

  • Пиролизные печи на дровах требовательны к влажности топлива.
  • Необходимо постоянное присутствие электропитания.

Топливо для пиролизных агрегатов

Газогенераторные печи для отопления могут работать на дровах, любых отходах пиломатериалов, пеллетах, угле, коксе, опилках и даже шелухе от семечек.

Если для работы агрегата используется сухая древесина, то печь работает с максимальной мощностью, а период её службы увеличивается. 1 кг древесины, содержащей 20% влаги, имеет теплоту сгорания 4 кВт/час, при содержании 50% влаги – теплота сгорания снижается в два раза.

Об эффективности работы печей длительного горения говорит следующий факт. При сгорании в них 1 кг опилок, влажность которых не более 16%, выделяется тепла в четыре раза больше, чем при сжигании в обычной печи 1 кг берёзовых дров.

Источник: http://kotel-otoplenija.ru/princip-raboty-i-osobennosti-konstrukcii-piroliznyx-pechej

Хороший источник отопления: чертеж пиролизного котла и принцип работы

Пиролизные котлы: принцип работы и устройство, особенности эксплуатации

Пиролиз — способ разложения органических и неорганических соединений с применением термического воздействия. Проще говоря, молекулы распадаются при нагреве на более простые части.

Пиролизный котёл представляет собой устройство из рода твердотопливных котлов (чаще всего для нагревания воды) при помощи нагрева до 200–800 °C.

Особенностью является раздельное сгорание непосредственно топлива и дожигание в отдельной камере котла сопутствующих газов, продуктов сгорания.

ontakte

Odnoklassniki

Общий принцип работы котла состоит в высокотемпературном нагревании органического топлива с недостатком воздуха, в результате чего образуются горючие газы.

Они поступают во вторичную камеру сгорания и там, смешиваясь с кислородом, газ окисляется с выделением дополнительной порции тепла.

Классификация

Котлы имеют отличия по расположению камер для дожигания газов:

  • с верхним расположением;
  • с нижним расположением.

Котлы с верхней камерой более громоздкие, требуется больше материала для сборки дымоотвода. Зато чистить их придётся намного реже, ведь частицы от сгоревшего топлива не попадают в камеру для дожигания газов.

В котлах с нижним расположением секции топливо располагается в верхней части, а газы выводятся в нижнюю, и там догорают. Это удобно, но придётся часто удалять мелкие дровяные частицы из камеры утилизации газов.

По энергозависимости котлы бывают:

  • без применения электричества: котлы с естественной тягой;
  • с принудительной тягой.

Энергонезависимые котлы подразумевают включение в конструкцию высокого дымохода (не менее 5–6 метров) для увеличения тяги и обеспечения достаточного разрежения в отсеке сгорания.

Эффективность обогрева у таких котлов будет несколько ниже, чем у котлов с принудительной тягой.

Устройства с принудительным поддувом оснащаются одним или двумя вентиляторами, которые могут работать в режиме нагнетания воздуха или откачки сгоревших газов.

В некоторых моделях котлов применяется комбинированный способ с участием нагнетающих и отсасывающих газ устройств для увеличения мощности.

Справка! Механизмы, откачивающие отработанные газы, изготавливаются из особых жаропрочных (аустенитных) сплавов, их стоимость значительно выше, чем у нагнетающих вентиляторов.

По способу обогрева:

  • Водяного обогрева — к теплообменнику котла подключаются водяные трубопроводы, по которым нагретая рабочая жидкость разносится по различным помещениям.
  • Воздушного обогрева — вместо воды используется воздух, получающий тепло посредством того же теплообменника и распространяемый по воздухопроводам. Эффективность ниже, чем у водяного способа, применяется на производственных площадках, складах.

Фото 1. Пиролизный котел с теплообменником, предназначен для водяного обогрева, работает на дровах.

Чертеж: общий вид, рабочий процесс

Вариантов исполнения пиролизного котла много. Наипростейший вид по чертежу устроен таким образом.

  • Камера сгорания котла.
  • Отсек газификации.
  • Секция дожигания газов.
  • Колосниковые решётки.
  • Теплообменник (входной/выходной патрубки).
  • Трубопровод отвода газов (дымоход).
  • Отверстия для поддува.
  • Дверка в отсек для закладки топлива.

В котел могут быть включены температурные датчики и приборы для контроля и поддержания нормальных режимов работы.

А также аппаратная часть котла для автоматизации функционирования всего отопительного комплекса.

Суть происходящего внутри пиролизного котла характеризуется следующими процессами:

  • Поток воздуха извне поступает в отсек газификации с находящимся там топливом.
  • Некоторая часть кислорода будет поддерживать процесс горения (тления). Газы, являющиеся продуктами горения, через сопло попадают в камеру сгорания котла и там окисляются в присутствии вторичного кислорода, который поступает вместе с воздухом снаружи.
  • Часть пиролизных газов восстанавливается при наличии углерода из топлива до угарного газа и окиси азота, потребляя при этом часть энергии. Смесь проходит в секцию дожигания газов и окисляется там с возвратом отнятой им энергии.

Фото 2. Чертеж пиролизного котла длительного горения, собранное по нему устройство может обогреть большой дом.

  • Участвующие в реакции пиролиза газовые смеси выводятся наружу через дымоход, минуя при этом теплообменник котла.

Внимание! Так как функционирование пиролизных котлов связано с большим количеством энергии, генерируемой внутри оборудования и возможном выделении разного рода вредных газов, осуществлять самостоятельную постройку котлов рекомендуется только при полном понимании всех физико-химических процессов, возникающих при его работе.

Температурные фазы:

  • сушка, пиролиз древесины — 450 °C;
  • сгорание древесного газа и вторичного воздуха — 560 °C;
  • продувание пламени и возврат тепла — 1200 °C;
  • отвод оставшихся продуктов горения — 160 °C.

Вам также будет интересно:

Включая древесину (дрова), специальные топливные брикеты (пеллеты) и отходы, получаемые на производстве. Одно из главных отличий котлов — применение различных видов твёрдого топлива, практически любого вещества, которое может гореть.

Длительность процесса сжигания топлива намного больше, чем у обычных котлов. От 8–10 часов и выше. Есть модели котлов с крупным отсеком для дров, продолжительность непрерывной работы — до 24 часов. Это значит, что пополнение камеры сгорания новыми порциями топлива осуществляется 1–2 раза в сутки.

Важно! За счёт того, что происходит почти полное разложение твёрдых материалов, пирокотлы менее вредны для окружающей среды.

Выбор и расчёт при покупке: схема

Для выбора котла, оптимально подходящего для определённого дома или комплекса помещений, руководствуются следующими соображениями:

  • Число этажей здания. Чем их больше, тем труднее будет прогонять рабочее вещество (жидкость или газ) по трубопроводам.
  • Определение типа оборудования, котлы различной конструкции работают с разной эффективностью. До приобретения следует ознакомиться с документацией, на обогрев какой площади рассчитан этот продукт.

Фото 3. Схема принципа действия пиролизного котла для дачного дома, оснащенного дымоходом.

  • Параметры мощности циркуляционного насоса, возможность его модернизации или замены для улучшения рабочих свойств.
  • Тип дымохода и его способность свободно пропускать отработанные в котле газы в атмосферу. Безопасная конструкция подразумевает быстрый отвод смеси газов в 100% объёме.
  • Определение общей площади отапливаемых помещений. Здесь допускается погрешность: 2–3 кв. м.
  • Степень теплоизоляции помещений. Тщательно утеплённый кирпичный дом будет медленнее терять тепло, чем металлический гараж или «холодный» склад, а значит, потребуется меньше энергозатрат на поддержание комфортной температуры воздуха.
  • Регион, в котором находятся помещения. Для южных территорий сгодится простой пиролизный котёл, для северных — более мощный, желательно с запасом.

В видео рассказывается о том, как можно самостоятельно сделать пиролизный котел для обогрева помещения.

Плюсы:

  • КПД 85–90%.
  • Пиролиз даёт возможность выжать максимум энергии из твёрдого материала при сгорании.
  • Экономичность, достигаемая с помощью вентилятора с регулируемым числом оборотов, что, в свою очередь даёт возможность изменять мощность котла по необходимости.
  • Топливо в пиролизном котле горит значительно дольше, чем в обычных котлах, следовательно, реже приходится топить и вычищать.

Минусы:

  • Высокая стоимость заводского оборудования ограничивает его применение в частных хозяйствах. Цена такого котла в 2–3 раза выше, чем у обычного.
  • Долгий срок окупаемости.
  • Необходимость применения сухого топлива. Рекомендуемая влажность древесных материалов — до 15–20%. В противном случае стабильной работы не будет, эффективность обогрева снизится. На сырых дровах котёл может не заработать.
  • Если использовать древесину, выделяющую большое количество смолы (ёлка, сосна), то отсеки и элементы печи быстро загрязняются и возникают сложности с их очисткой.
  • Возможен выброс золы через дымоход.
  • Зависимость от электроснабжения. Отсутствие или частые перебои с подачей электричества не позволят установить котел в отдалённых регионах.

Оцени статью:

Будь первым!

Средняя оценка: 0 из 5.
Оценили: 0 читателей.

Поделись с друзьями!

ontakte

Odnoklassniki

Источник: https://ogon.guru/otoplenie/kotli/piroliznie/ustroystvo.html

Плюсы и минусы пиролизных котлов для отопления дома – Жми!

Пиролизные котлы: принцип работы и устройство, особенности эксплуатации

Исходящий из дымохода твердотопливного котла дым служит показателем сгорания топлива.

Дым содержит печной газ, который можно превратить в тепловую энергию, повысив КПД котла.

В настоящее время разработаны пиролизные котлы для отопления дома, способные вырабатывать и одновременно сжигать печной газ при горении твердого топлива.

Принцип действия

Устройство пиролизного котла. (Нажмите для увеличения)

Котел состоит из верхней и нижней камеры. Верхняя камера служит для загрузки топлива и первичного его сгорания. Нижняя камера служит для сбора газа, выделяемого из тлеющих дров.

Собранные газы сгорают, отдавая тепловую энергию теплообменнику котла. Процесс горения автоматически регулируется принудительным нагнетанием воздуха. За эту работу отвечает подключенный к автоматике вентилятор.

Основным видом топлива являются дрова. Их загружают через верхнюю дверку камеры сгорания.

Далее начинают розжиг котла:

  1. Перед розжигом заслонку дымохода открывают и подают вентилятором первичный поток воздуха для быстрого возгорания.
  2. После обильного воспламенения заслонку с загрузочной дверкой закрывают. Поступление воздуха идет малыми объемами, что создает тление дров. Процесс происходит при температуре от 200оС до 800оС, создавая пиролиз (разложение древесины на уголь и газ).
  3. Образовавшиеся газы через форсунку направляются во вторую камеру. Сюда же по каналу вторичной подачи поступает прогретый воздух. Смесь сгорает в трубчатых горелках при температуре 1100оС.
  4. Проходя по дымовым каналам, сгоревший газ нагревает воду в теплообменнике и уходит через дымоход.

Для новой загрузки дров открывают заднюю заслонку и только после полного загорания в топке открывают загрузочную дверцу. Топку загружают новой порцией дров и дают им воспламениться. Дверку с заслонкой закрывают для дальнейшего горения.

Полная автоматизация агрегата позволяет его загружать топливом два раза в сутки. По заданной температуре контролер управляет работой циркуляционного насоса и вентилятора.

Набрав необходимую температуру в теплообменнике, контролер отключает подающий воздух вентилятор. После остывания воды подача воздуха возобновляется.

Обратите внимание: открытие загрузочной дверцы котла, оборудованного только вентилятором нагнетания воздуха, раньше дросселя дымохода может вызвать резкое воспламенение собравшихся в камере газов. Так можно делать только в котлах, оборудованных дымососом. Он создает в топке разрежение, препятствующее опасному возгоранию газов.

Существующие виды

Двухконтурный пиролизный котел

Различают два вида котлов:

  • одноконтурный агрегат состоит из двух камер сгорания, разделенные огнеупорной перегородкой;
  • двухконтурный агрегат имеет аналогичное устройство, но с добавлением второго контура. Он нагревает воду для горячего водоснабжения.

Еще одно различие котлов заключается в материале теплообменника:

  1. Чугунный теплообменник рассчитан на 20 лет работы, но боится быстрых перепадов температуры в топке. В этих условиях чугун потихоньку разрушается.
  2. Стальной теплообменник прослужит не боле 13 лет из-за неустойчивости к коррозии. Но он не боится резких скачков температур.

Полезная информация: контур для горячего водоснабжения способен подогреть небольшое количество воды за короткое время.

Плюсы и минусы агрегатов

К плюсам пиролизной конструкции можно отнести:

  • после полного сгорания дров остается мало сажи на зольнике и газоходах;
  • автоматизированное управление;
  • замедленное горение позволяет работать до 7 часов на одной загрузке дров;
  • котлы с верхней камерой сгорания газа могут работать на одной загрузке около суток;
  • возможность загрузки цельных дров (кругляка);
  • для топлива подходят все древесные отходы;
  • малый выброс дыма в атмосферу.

Есть, конечно, у этих агрегатов и минусы:

  • они зависимы от электроэнергии. Для бесперебойной работы понадобится установка блока питания ББП;
  • древесина с влажностью более 20% уменьшает КПД агрегата;
  • малые загрузки создают отложение дегтя в газоходах;
  • появление конденсата создает коррозию металла, поэтому обратную температуру воды нельзя опускать ниже 60оС;
  • невозможно обеспечить автоматическую загрузку дров;
  • высокая стоимость в отличие от обычных твердотопливных конструкций;
  • обязательная выкладка футеровки из шамотного кирпича. Она защищает стенки камеры сгорания от перегрева и удерживает температуру, предупреждая образование конденсата.

Котел устанавливают в нежилом помещении, придерживаясь правил:

  1. Агрегат устанавливают на прочном индивидуальном фундаменте.
  2. Перед загрузочными дверцами укладывают листовой металл. На расстоянии 300 мм от корпуса котла не должны находиться стены и предметы мебели.
  3. Комната с котлом оборудуется вентиляцией с площадью сечения не менее 100 см2.
  4. Избежать образования конденсата в дымоходе поможет утепление фольгированной стекловатой.

Все остальные действия по сбору и настройке котла выполняют согласно инструкции завода-изготовителя.

Распространенные проблемы

Вытекание смолы из топки

В заводских и самодельных агрегатах периодически возникают следующие проблемы:

  1. Образование большого количества смолы, вытекающей из котла, возможно из-за малого сечения дымохода либо накоплением сажи. Обильное смолообразование возможно из-за низкой температуры в первой камере сгорания. Смолы хвойных пород деревьев не сгорают и вытекают наружу.
  2. Нарушение герметичности дверок нарушит процесс горения, и дым пойдет в помещение.
  3. Объем теплообменника надо подбирать по отапливаемой площади. Очень большой теплообменник для маленькой площади будет создавать конденсат внутри котла из-за постоянного не нагревания воды до нужной температуры. Это вызовет образование в газоходах мокрой «каши» из отходов сгорания.

Практические советы

  1. Оптимально экономным является режим, при котором вода в системе нагрета до 60С. Соблюдая все технические условия эксплуатации этого можно добиться за 30 минут.
  2. Нельзя использовать дрова с влажностью 50%. Максимальный уровень влажности должен составлять не более 30%.

    Такой показатель достигается путем просушки дров на проветриваемых крытых постройках.

  3. Наилучшей для топки является древесина с 20% влажности после 2 лет просушки.
  4. Загружая в топку не колотые дрова, а кругляк, увеличивается время сгорания топлива.

    Это существенно увеличивает время между загрузками и создает меньше хлопот с заготовкой дров.

Экономия и экологическая безопасность пиролизных котлов с каждым годом повышает их популярность.

Правильная техническая эксплуатация агрегата обеспечит дом экономичным теплом на долгие годы.

Смотрите видео, в котором наглядно показан принцип работы пиролизного котла на примере конкретной модели:

  • DmitriiG
  • Распечатать

Источник: https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/piroliznye-kotly-ustrojstvo.html

Котел пиролизный: его устройство, принцип работы и рекомендации по его эксплуатации

Пиролизные котлы: принцип работы и устройство, особенности эксплуатации

Отличной заменой котла, работающем на твердом топливе, являются установки пиролизного действия. Они уже зарекомендовали себя как более эффективные и очень простые в эксплуатации, а также несмотря на высокую цену, пользуются огромным спросом.

Котел пиролизного действия – на данный момент перспективный отопительный прибор, его коэффициент полезного действия более 90%, Вид топлива в основном пеллеты, они дешевые и экологичные.

Устройство пиролизного котла

Пиролизный котел – это не печка. В нем происходит ряд сложных процессов.

А разработка котла – это ответственная задача для инженеров-конструкторов, которая требует наличие опыта, знаний и массу усердного труда и больших затрат на обкатку готовой конструкции и эксперименты.

Как вы понимаете, в этой сфере отсутствует вековой опыт и проверенные поколениями технические решения, как, например, у традиционных печей.

Если вы и найдете в свободном доступе в интернете схемы котла, то это будут 2-3 схемы общего вида и 3-4 схемы печи в разрезе.

Умея работать CorelDraw и в ACAD, а также при наличии соответствующего образования и опыта работы, вы сами сможете составить деталировку. Однако помните, что спецификации вы все равно не найдет.

А это значит, что вам придется лишь догадываться либо выводить экспериментальным путем из какого материала должна быть та или иная деталь.

Стоит также отметить, что есть много авторов подобных конструкций, которые возьмут сравнительно небольшие деньги за полный комплект тех.документов. Гораздо больше денег и времени у вас уйдет на чай или кофе, если до всего пытаться дойти самостоятельно. Но как понять, эффективно ли будет это устройство, будет ли оно работать?

Подобными вопросами задаются все те, кто решил приобрести себе пиролизный котел или печь. И продавцы и производители предлагают их в больших количествах. Они подберут вам подходящую модель, соответствующую вашим данным и замерам.

Однако, как понять какая именно модель подойдет для вашего дома, как сориентироваться по цене, какой котел экономичнее, какой надежнее? Мы уже привыкли выбирать такие бытовые приборы, как стиральные машины, телевизоры и холодильники.

Но с котлами мало кто сталкивался.

В этой статье мы постараемся дать читателю ответы на все вопросы относительно пирокотла. Надеемся, что это поможет вам при покупке.

Стоит отметить, что пиролизный котел отопления означает, что он полнопоточный (для непрерывной работы вашей системы отопления котел выдает постоянный необходимый расход горячей воды). Также регистр водогрейный – это важная часть конструкции и из котла нельзя убрать водогрейку. Без нее или же с пустым контуром, котел без аварийной автоматики может прогореть или взорваться.

Газогенерация и процесс пиролиза

Пиролизные котлы принцип работы базируется на явлении пиролиза. Говоря простым языком — от нагрева молекул, вещества расщепляются на более легкие и простые части. Это означает, что продукты пиролиза легче будут гореть и будут давать больше тепла.

Чистый пиролиз подразумевает распад закладки топлива без поступления воздуха в специальные ёмкости – реторте. Затем газы собираются в накопителе – ресивере. Оттуда они используются по мере необходимости. По этой схеме работали итальянские, немецкие и французские пиролизные установки в машинах во время войны.

Все бытовые современные пиролизные котлы, работающие на твердом топливе, газогенераторные. По-другому не получится получить КПД свыше 65-70%. Однако, название «пиролизные» совсем неслучайно.

Больше 90% тепла вырабатывается путем сгорания пиролизных газов.

В связи с этим, дальше по тексту значения «пиролизный» и «газогенераторный» будут использоваться в качестве синонимов, кроме тех случаев, когда оговорено иное.

Рабочий цикл

Воздух проходит в камеру, где происходит газификация, в камере также тлеет топливо. Часть кислорода от этого воздуха идет на поддержание тления, что обеспечивает температуру процесса газификации от 200 до 800 градусов.

Через сопло, в камеру сгорания поступают пиролизные газы (на сленге сопло также называют хайлом). В эту же камеру поступает вторичный воздух, таким образом горят пиролизные газы.

Часть газов – частиц освобожденного углерода из состава топлива в катализаторе, переходят до окисла азота и СО2. На этот процесс уходит часть тепла. Восстановленные составляющие в камере дожигания проходят процесс окисления, при этом отдают обратно тепло.

Дымовые прореагировавшие газы проходят сквозь теплообменник регистра, подогревая в нем воду, а потом улетучиваются в систему дымохода. Терморегулирующая система поддерживает в камере сгорания для полного сгорания оптимальную температуру.

Режимы работы пирокотла

  1. Розжиг. Открыт шибер либо заслонка прямого хода. Дымовые газы уходят сразу в дымоход.
  2. Рабочий режим. Закрыта заслонка прямого хода, осуществляется пиролиз. При этом тяга в самом газоходе регулируется естественным образом либо принудительно.
  3. Догрузка топлива.

    Открыта заслонка прямого хода, однако, в течение некоторого времени тяга в газоотводе сохраняется: он при этом разогрет и, если присутствует вентилятор, то он не выключается. Процесс пиролиза не прекращается.

    Также общим недостатком для котлов, основанных на процессе пиролиза, является их привередливость к материалам конструкции и топливу.

Принцип работы пиролизного котла

В камеру, где происходит процесс сгорания, бьет струя сильно нагретых газов. В связи с этим для таких узлов не годятся обычные конструкционные материалы.

Существует один недостаток пирокотлов:

  • малые пределы для регулировки мощностей при моменте сохранения достаточно высокого коэффициента полезного действия;
  • разгонять котел более чем на 50% по теплу не получится – топливо вспыхнет в газификаторе и снизится коэффициента полезного действия.

Систему отопления на пирокотле необходимо рассчитывать исходя из циклического режима прогрева. При этом крайне желательно утеплиться снаружи ЭППС.

Материалы и топливо

И покупателю и тому, кто решил самостоятельно спроектировать котел, необходимо знать, что камеры сгорания, газификатор и дожигатель без температуростойкой защиты долго не проработают. Технология нанесения и состав защиты является особым секретом любой фирмы, занимающейся производством котлов.

Наиболее предпочтительными видами твердого топлива для данных котлов являются дрова или топливные пеллеты (под них и проектируются промышленные модели). Пирокотел на угле с высоким КПД будет работать до тех пор, пока все летучие не выйдут. А их не так уж и много в каменном угле, а в древесном – их почти нет.

После этого идет сгорание углерода с коэффициентом полезного действия, который соответствует печному. Эффективный котел, рассчитанный на длительное горение на угле, нужно проектировать на комбинированном рабочем цикле.

При этом цикле заложенное топливо сгорает с поверхности, а цикл пиролиза происходит с горением непосредственно на поверхности топлива.

Наддув

Компьютерный вентилятор обычной конструкции загоняет в газификатор воздух. От воздушной внутренней магистрали вторичный воздух попадает в камеру сгорания. Давление при этом в рабочей полости выше атмосферного.

Рассмотрим достоинство такой схемы:

  • вентилятор самой простой конструкции;
  • камера, где происходит процесс сгорания, совмещена с дожигателем;
  • при использовании жаропрочных специальных сталей вы сможете обойтись без футеровки, ведь температура свыше 1000 градусов сосредоточена возле сопла, а у самих стен ниже 800 — 900 градусов.

Однако, все перечисленные преимущества не позволяют получить КПД выше, чем 82-84%.

Воздух под давлением частично обволакивает заложенное топливо, а внутренняя часть топлива, где происходит пиролиз, получает при этом недостаточно кислорода, причем увеличивать наддув будет бесполезно.

К тому же в самой камере, где происходит процесс сгорания, оказывается много воздуха. Температура в сердцевине факела не может превысить 1100 градусов, при этом тяжелые продукты не сгорают, а испаряются в трубу. При этом КПД уже не будет выше 90%.

Особо нужно отметить опасность угарного газа от котла с принудительным наддувом.Так как, если давление в емкости больше атмосферного, то даже микротрещина послужит причиной утечки газов в ваше помещение. Газы не всегда можно распознать по запаху, но они всегда ядовиты и едки.

Откачка

Давление в тракте меньше атмосферного. Разница с наддувом принципиальная. В котлах с дымососом закладка топлива хорошо продувается: давление будет ниже там, куда воздуху труднее проникнуть, а вот тяга будет сильнее.

Вторичный воздух можете загонять снаружи: давление его больше, чем в камере сгорания. Поэтому он, стремясь расшириться, взвихривается, перемешивается с пиролизными газами и они сгорают.

При этом температура поднимается до 1200 и выше градусов.

Как вы понимаете, КПД здесь повышенное. Его также может повысить, благодаря высокой температуре и сгоранию тяжелых фракций. Также появляется возможность сделать механический «дубовый» терморегулятор. За его основу берется термобиметаллическая пластина в водогрейном контуре, которая изгибается при колебаниях температуры.

От нее поступает тяга к дросселю, пропускающему наружный воздух в дымоход. Когда вода перегрелась, заслонка приоткрылась, мотор крутит, как и раньше, прямо от сети или UPS, но наружный воздух, с более высоким давлением, отталкивает часть дымовых газов.

Давление в газификаторе и камере сгорания повышается, туда поступает меньше наружного воздуха и пиролиз со сгоранием поутихну.

КПД таких котлов с дымососом может быть выше 90%, а мощность при 100% безопасности и надежности – 100-150 кВт.

Догрузку топлива в данный котел с дымососом вы можете осуществлять без предосторожностей. Дверцу загрузочного люка и ЗПХ можно открывать — закрывать в любой последовательности. В худшем случае вы почувствуете неприятный запах, но нераскаленные яды.

Рекомендации для правильной установки готового пиролизного котла

При монтаже котла необходимо соблюдать все рекомендации пожарной безопасности, так как процессы горения в котле достигают высоких температур.

  1. Место под котел необходимо выделить в нежилой комнате.
  2. Для хорошей вентиляции воздуха, в вашей котельной необходимо сделать отверстие, равное примерно 100 квадратным сантиметрам.
  3. Котел необходимо установить на кирпичный или бетонный фундамент.
  4. Возле топочных камер котла установите защиту из листового металла двухмиллиметровой толщины.
  5. Между мебелью, корпусом и стенами возле котла необходимо оставить зазор не менее 200 миллиметров.

Принцип работы пиролизных котлов достаточно сложен. Но мы надеемся, что наша статья поможет вам разобраться в его работе и сделать правильный выбор при покупке. С повышением тарифов на коммунальные платежи все больше людей понимают, что, чем выше КПД отдачи котла, тем он экономичней и лучше в холодные зимние ночи. Поэтому и пиролизные котлы устройство которых как раз то, что вам необходимо.

  • Андрей Витальевич Васильев
  • Распечатать

Источник: https://kotel.guru/kotly/tverdotoplivnye/piroliznyy-kotel-ego-princip-raboty-i-ustroystvo.html

Как работает пиролизный котел

Пиролизные котлы: принцип работы и устройство, особенности эксплуатации

Достойной заменой твердотопливного отопительного оборудования являются газогенераторные модели. Они успели зарекомендовать себя как наиболее эффективные и простые в эксплуатации, и пользуются спросом, несмотря на высокую стоимость.

Чтобы убедиться в их замечательных качествах, достаточно узнать, что пиролизный котел, принцип работы которого основан на сжигании газов, выделяемых при горении древесины, применяется не только при обогреве частных домов, но и промышленных помещений.

Особенности пиролизного аппарата

Как и любое другое отопительное оборудование, твердотопливные модели осуществляют нагрев теплоносителя и подачу его в систему. Отличием его от остальных моделей являются как конструктивные особенности, так и принцип действия.

Работа пиролизного котла организована на процессе пиролиза или сухой перегонки древесины. Он состоит в выделении пиролизного газа из твердых органических материалов под воздействием высокой температуры и минимальной подаче кислорода. Такие условия приводят к распаду древесины на газ и сухие остатки в виде кокса.

А так как пиролиз возможен только при достижении 1100° С, то он характеризуется выделением большого количества тепла, за счет которого происходит:

  • Подсушивание дров в котле
  • Нагрев воздуха, подаваемого в зону горения

Смешивание кислорода с выделенным из древесины газом приводит к горению последнего и позволяет получать тепловую энергию. Стоит отметить и тот факт, что взаимодействие газа с активным углеродом приводит к минимизации канцерогенных веществ в выводимых отработанных газах. Даже содержание СО₂ в них и то практически в 3 раза меньше, чем у обычных твердотопливных моделей.

Устройство и принцип действия газогенераторного оборудования

Чтобы узнать, как работает и функционирует пиролизный котел, необходимо рассмотреть не только его устройство, но и принцип работы каждого из узлов. Он состоит из большого количества различных механизмов и деталей.

Принцип работы, смотрим видео:

Но его основу составляют две камеры. Обычно они выполняются из стальных листов, имеющих толщину не менее 5мм и полностью герметичных. Разделителем между камерами служит форсунка. Верхняя часть топки выполнена в виде отдельной конструкции – топливного бункера, а нижняя используется в качестве камеры сгорания и зольника одновременно.

В каждой из них проходят свои процессы. В верхнем отделе дрова подсушиваются и, одновременно с этим, происходит нагрев воздуха, который затем направляется в следующий отсек. В нижней камере сжигается полученный газ и скапливается зола.

Все пиролизные котлы имеют принцип работы основанный на возможности регулирования мощности с помощью наддува вторичного воздуха. Это позволяет добиваться более эффективных результатов, чем в обычных отопительных аппаратах. А наличие терморегулятора позволяет устанавливать необходимую температуру теплоносителя.

Положительными особенностями работы такого оборудования является полное отсутствие сажи в процессе горения и минимальное образование золы. Такие особенности позволяют проводить чистку оборудования значительно реже.

Имеются отличия и в длительности работы, принцип действия пиролизного котла отличается от традиционных моделей и способностью функционировать на одной закладке до 12 часов, конечно, это зависит в первую очередь от температурных показателей, но в любом случае значительно больше. Да и расход дров в таком котле намного меньше за счет подогрева воздуха, который поступает в зону горения.

Выбор топлива, его обоснование

Хотя принцип действия и работы пиролизного котла на дровах, считают самым экономически выгодным, но на практике он может работать и на других видах органического твердого топлива, таких как:

Но чтобы работа оборудования была наиболее эффективной, следует учитывать, что длительность времени до полного сгорания у каждого из видов своя:

  • Мягкая древесина – не более 5 часов
  • Твердая – до 6 ч.
  • Кокс – около 10 ч.

Как показывают проведенные опросы пользователей данного вида котлов, мнение потребителей совпадает с результатами исследований, в результате которых было доказано, что наибольшей эффективности работы можно достигнуть при работе оборудования только на сухих дровах. При этом ее влажность не должна превышать 20%, а длина полена допускается до 65 см.

Такое топливо обеспечит не только наибольшую мощность оборудования, но и значительно продлит время его бесперебойного функционирования. Принцип работы пиролизного котла, как видно на видео, основан именно на сжигании сухих дров.

Однако при невозможности приобретения последних, может быть использовано и другое органическое топливо, при условии, что оно разрешено к применению изготовителем.

Это могут быть:

  1. Отходы древесины
  2. Пеллеты
  3. Торф
  4. Каменный уголь
  5. Целлюлозосодержащие промышленные отходы

Но какой вид топлива вы не выберете, не стоит забывать, что при его излишней влажности в результате работы аппарата будет выделяться излишнее количество пара, что приведет к образованию копоти и снизит тепловые характеристики эксплуатируемого оборудования.

И только при использовании сухого топлива и правильной регулировке расходуемого количества первичного и вторичного воздуха пиролизный газ практически не выделяет канцерогенных веществ.

Преимущества газогенераторного оборудования

Рассмотрев конструктивные особенности твердотопливных отопительных аппаратов(принцип действия) и виды применяемого топлива можно сказать, что он является одним из самых экономичных среди твердотопливных моделей.

Работа и принцип действия котла пиролизного, видео которох представлено выше, характеризуется:

  • Стабильной температурой в системе отопления при наличии топлива в топке
  • Быстрым выходом на эффективный режим работы
  • Не требует частой чистки
  • Может работать с любой системой
  • Не требует дымоходов, выполненных из жаростойких, устойчивых к коррозии материалов

Эти параметры говорят о его более эффективной работе, чем у традиционных твердотопливных котлов и позволяют рекомендовать для отопления любых помещений. Единственным недостатком является его высокая стоимость, но в случае невозможности применения других видов оборудования, кроме твердотопливных, выбор будет в его пользу.

Источник: http://megakotel.ru/kak-rabotaet-piroliznyjj-kotel.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.