Виды пиролизных котлов длительного горения: принципы разделения и критерии выбора котла с водяным контуром

Содержание

Пиролизные котлы для отопления дома: принцип работы, виды, преимущества

Виды пиролизных котлов длительного горения: принципы разделения и критерии выбора котла с водяным контуром

Чем обогреть дом, если в поселке или в деревне нет централизованного газопровода, или по каким-то причинам к нему невозможно подключить? Выбор вариантов достаточно широк, и одним из новых высокоэффективных решений являются котлы пиролизного горения.

Это одна из современных разновидностей твердотопливных котлов, обладающая повышенным КПД и являющаяся очень удобной для использования в загородном доме. Благодаря особой конструкции она позволяет получить максимум энергии при сжигании топлива, кроме того, она нетребовательна к виду горючего.

Принцип работы и преимущества

Принцип работы пиролизного котла понять несложно: он предназначен для медленного сжигания топлива с ограничением подачи кислорода. Одной из особенностей такого котла является направление горения – оно направлено не снизу вверх, а сверху вниз, что значительно замедляет процесс.

Принцип пиролизного котла можно понять, посмотрев на горение обычной спички: если направить её огоньком вверх, она будет гореть значительно дольше, чем если повернуть её огоньком вниз.

Второе существенное отличие от иного отопительного оборудования: во время сжигания древесного и растительного топлива выделяется пиролизный газ, который параллельно сжигается в особой камере.

Это позволяет увеличить КПД котла: тепло получается не только за счёт сгорания самого топлива, но и при сгорании пиролизного газа. В результате достигается постоянный равномерный обогрев дома с минимальными затратами топлива.

Пиролизные котлы длительного горения стоит выбрать по нескольким причинам:

  • Они намного проще и удобнее в использовании, чем обычные твердотопливные котлы. Поскольку процесс горения занимает много времени, не приходится постоянно подкладывать топливо. Одной топки бывает достаточно для обеспечения дома теплом в продолжение суток: достаточно один раз протопить дом, а потом можно спокойно уходить на целый день и не бояться, что воздух в помещениях остынет.
  • Это более экологичный вариант, чем обычные печи и твердотопливные котлы отопления. Поскольку сгорает и само топливо, и пиролизный газ, количество вредных выделений в атмосферу сведено к минимуму. Кроме того, практически нет риска отравления угарным газом, который всегда существует при использовании обычных печей.
  • Они позволяют тратить меньше топлива. Экономия выйдет более чем существенной, поэтому установка такого оборудования окупается примерно за 3-4 года, а то и раньше. Стоимость самого котла, правда, будет достаточно высокой – в среднем она составляет около 100000 рублей.

Как выбрать пиролизный котёл

Приобрести пиролизные котлы отопления дома сегодня предлагают разные изготовители: на рынке можно найти российскую, китайскую, европейскую продукцию, различающуюся и по цене, и по качеству сборки. При выборе необходимо учитывать несколько очень важных параметров:

  1. Мощность отопительного котла. Это одна из самых важных технических характеристик, которая определяется в зависимости от площади дома. Обычно пиролизные котлы приобретаются для установки в коттеджах и других больших зданиях, так как для дачных и обычных загородных домов они оказываются слишком мощными.
  2. Расчёт зависит от утеплённости дома, но в среднем считается, что на обогрев 10 кв. метров дома требуется 1−1,5 кВт мощности оборудования. Эта величина предполагает, что в доме установлены пластиковые окна и проведены все виды работ по защите от холода и сквозняков. Утеплять приходится не только стены, но и пол, и фундамент и кровлю.

  3. Внешний вид и качество сборки. Европейские бренды обычно не требуют тщательной проверки по этому признаку, однако и в этом случае всегда есть риск нарваться на подделку.
  4. Толщина металла корпуса должна составить не менее 4-5 мм, кроме того, нужно обратить внимание на качество сварных швов. Продавцы качественной продукции предоставляют и заполняют гарантийный талон на длительный срок, нужно заранее ознакомиться с правилами гарантийного ремонта и периодичностью технического обслуживания.

  5. Энергоэффективность. У самых лучших моделей КПД может достигать 80-85%, то есть в тепловую энергию переводится более ¾ всего сжигаемого топлива. Продавец должен по первому требованию покупателя предоставить протоколы испытаний и другую документацию, подтверждающую качество продукции. КПД также указывается в технической документации.
  6. Стоимость. 100 тысяч рублей – это средняя цена котла европейского уровня качества, который будет продан со всеми необходимыми документами, инструкцией и гарантийным талоном. Российская, а тем более китайская продукция может обойтись в несколько раз дешевле, но и такой надёжностью она вряд ли может похвастаться.

Вообще экономить при выборе отопительного оборудования нежелательно: любые неполадки приведут к остановке отопительного котла, что в условиях суровой российской зимы чревато большими неприятностями. Выбрать надёжное оборудование сегодня не составит труда, а единовременные затраты в дальнейшем окупятся экономией на ремонте и топливе.

Основные разновидности пиролизных котлов

Пиролизные котлы для отопления дома предлагаются в широком ассортименте, и модели различаются не только по мощности, но и по многим другим параметрам. Один из них – выбор топлива, предлагаются две разновидности:

  • Пиролизный твердотопливный котёл, работающий только на сухом горючем, влажность его не должна превышать 18%. Для такого оборудования придётся закупать качественные дрова в большом количестве из расчёта на два-три последующих года.
  • Древесное топливо при хранении высыхает примерно через год после покупки, причём храниться оно должно в правильных условиях. Только в этом случае его можно будет использовать в пиролизном котле, а различные щепки и прочие древесные отходы для него совершенно не подходят.

  • Котлы-утилизаторы, способные перерабатывать различные виды органического топлива. Это торф, бумага, щепки, куски ДСП и многое другое, в том числе опавшие листья.
  • Это практически универсальные печи, которые позволят освобождать дом и участок от мусора, а заодно будут снабжать его постоянным теплом. Сами по себе такие утилизаторы стоят довольно дорого, но в дальнейшем они позволят постоянно экономить на топливе, так как в горючим для них станут различные древесные и прочие растительные отходы.

Водяные пиролизные котлы соединяются с теплообменником и водяным контуром, который прокладывается по всему дому. Это позволяет равномерно прогревать все комнаты с помощью установленных в них радиаторов и труб.

При сгорании топлива вода в теплообменнике прогревается и с помощью циркуляционного насоса поступает в радиаторы, отдавая тепло. Остывшая вода возвращается в котёл, и процесс повторяется. Эффективность обогрева позволяет тратить минимум топлива в течение всего зимнего сезона.

Есть ли минусы у пиролизных котлов

Установить пиролизный котёл своими руками, в отличие от газового, не составит труда: не требуется получать специальных разрешений или согласовывать проект, оборудование вполне можно ставить самостоятельно. Что лучше выбрать: обычный твердотопливный котёл или современную газогенераторную установку?

У пиролизного оборудования есть ряд своих недостатков, которые должны учитываться владельцем:

  • Очень часто они не являются полностью энергонезависимыми. Если у обычного котельного и печного оборудования для вентиляции топливной камеры используется естественная тяга, то пиролизные котлы оснащаются вентиляторами.
  • С их помощью можно контролировать приток кислорода, благодаря чему меняется интенсивность сгорания топлива. Однако при выключении электричества вентиляторы работать не будут, поэтому подача кислорода полностью прекратится. Если в вашем районе аварии на электросетях являются обычным делом, это важная причина отказа от такого оборудования.

  • Высокая цена. Котлы достаточно дорого стоят, кроме того, большая часть моделей будет постоянно требовать качественное топливо. Нужно заранее посчитать все расходы, прежде чем отправляться за покупкой, иначе в дальнейшем обслуживание может оказаться слишком дорогостоящим.
  • Обогревательное оборудование нуждается в профессиональном обслуживании согласно рекомендациям изготовителя. Потребуется строго следить за чистотой дымохода, удаляя из путей дымоудаления скопившуюся золу. Хотя продуктов сгорания будет меньше, чем в обычной печи, топочную камеру всё равно придётся чистить. Электрический котёл не доставит жильцам подобных неудобств.

Для таких котлов необходимо оборудовать полноценные котельные с разводкой труб по всему дому. Мощности такого оборудования бывает достаточно, чтобы обеспечить и обогрев через радиаторы, и систему тёплого пола, которая может быть основной или дополнительной. Монтаж котельного оборудования должен проводить специалист, экономия на этой работе может стать причиной аварий и различных неполадок.

Пиролизный котёл – хороший выбор для тех, кто хочет обеспечить своему дому надёжный обогрев, который не будет зависеть от работы централизованных сетей газоснабжения. Это надёжное, эффективное, но достаточно дорогое оборудование, высокая цена которого компенсируется будущей экономией на обогреве и постоянным теплом в доме.

Общий бал: 6Проало: 2

Рекомендуем! – Энциклопедия Деревянные Дома – NEW

Узнать подробную и расширенную информацию по теме статьи Вы сможете из книги “Деревянные дома”, в которой отражены все этапы строительства дома, начиная с закладки фундамента и заканчивая устройством кровли. Цена книги = 77 рублей.

Вас также могут заинтересовать и другие КНИГИ по строительству домов из дерева своими руками.

Источник: https://1drevo.ru/page/piroliznye-kotly-dlitelnogo-gorenija-s-vodjanym-konturom

Принцип работы пиролизного твердотопливного котла длительного горения

Виды пиролизных котлов длительного горения: принципы разделения и критерии выбора котла с водяным контуром

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:

  • 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.

 Публикацию подготовил – эксперт GIDproekt

Конев Александр Анатольевич

Источник: http://gidproekt.com/princip-raboty-piroliznogo-tverdotoplivnogo-kotla-dlitelnogo-goreniya.html

Принцип работы пиролизного котла длительного горения с водяным контуром

Виды пиролизных котлов длительного горения: принципы разделения и критерии выбора котла с водяным контуром

Отопительные котлы, которые используют в качестве топлива твердые материалы, являются прекрасной альтернативой системам, работающим на газу или электричестве. Газогенераторные устройства с водяным контуром – это такие устройства, которые позволяют сжигать твердые виды топлива и газы, выделяемые во время этого процесса.

Принцип, лежащий в основе работы такого котла, способствует сохранению окружающей среды и экономии средств, затрачиваемых на оплату дров или брикетов. Есть и некоторые недостатки: довольно жесткие условия эксплуатации, высокая стоимость.

Характеристика пиролиза

Европейцы еще в Средние века выяснили опытным путем, что энергию, образуемую при сжигании дров и других твердых материалов, можно рационально использовать.

Это становится возможным, если вместо дров класть в печь древесный уголь. Его производили, сжигая дрова без доступа кислорода в камеру горения. В роли таких резервуаров выступали ямы в земле.

Чуть позже данный процесс был назван пиролизом.

Ямы хорошо справлялись с задачей сжигания, но были и сложности. Дело в том, что образовывавшаяся в большом количестве энергия, расходовалась без пользы. Практически все газы можно сжигать повторно, получая дополнительную энергию.

Современные технологии помогли решить проблему. Созданы пиролизные котлы с отопительным контуром. Тепло, ранее растрачиваемое впустую, теперь было обуздано.

Кроме дров, в камеры котлов можно загружать более современные виды топлива на основе дерева.

Как работает пиролизный котел

Внутри котла есть несколько камер горения. Температуры там крайне высокие. Газы, образующиеся в процессе, вступают во взаимодействие с кислородом, который поступает извне. Этот процесс контролируемый. Для подачи кислорода спроектированы специальные воздуховоды.

Проходя по трубкам, кислород прогревается до температур, созданных внутри котла, а только потом смешивается с топливными газами. Результат такого смешения – интенсивно развивающийся процесс дожигания. В результате происходит образование мощного факела, который устойчив и выделяет до 10% от всего тепла, которое производит котел длительного горения.

По сути, твердотопливный котел – это камера, внутри которой есть перегородки и воздуховоды. Количество подаваемого кислорода регулируется с помощью поддувала. Верхняя часть котла снабжена специальными форсунками, разделяющими газ на мельчайшие потоки. Делается это для того чтобы интенсивность горения была снижена.

Принцип работы пиролизного котла

Необходимый для процесса доокисления свежий кислород подается из нижней части котла к зоне, где происходит сжигание газовой смеси. В процессе подачи температура воздуха доводится до той, что используется в котле. Трубки, расположенные наверху камеры, способствуют равномерному распределению смеси по камере.

Воздух, смешанный с газами, не может быть статичным. Циркуляцию обеспечивает турбина, приводимая в действие электричеством.

Если она не работает, доокисление не будет возможным, так как воздух не сможет попасть в верхнюю часть пиролизного котла. При аварии необходимо обеспечить естественную тягу. Сделать это можно, открыв шибер и оставив котел длительного горения в обычном режиме, настроенном на сжигание твердых материалов.

Отличия и конструкция

Принципиальное отличие такого оборудования от печки очевидно. Если в традиционной системе обогрева повышение температуры воздуха в помещении происходит за счет сжигания топлива (образующиеся газы удаляются через трубу), то эксплуатация пиролизного котла предполагает использование и этого ресурса.

Водяной контур получает тепловую энергию, которая выводится из котла для обогрева помещения. Распространение горячей воды происходит посредством системы труб. Принцип непрерывной циркуляции газов позволяет поддерживать температуру водяного контура, а значит, и температуру воды в трубах, на постоянном уровне.

Сгорание газов предоставляет владельцу помещения важные преимущества, среди которых на первом месте стоит экономия ресурсов. Производительность системы отопления значительно увеличивается.

Пиролизный котел состоит из следующих элементов:

  • корпус;
  • камеры сгорания топлива;
  • теплообменный элемент;
  • колосник;
  • зольник.

Данная конструкция достаточно проста. Сборка такого устройства может производиться самостоятельно, если у владельца помещения есть минимальные знания о том, как осуществлять сварку металлических конструкций.

Если заняться установкой пиролизного котла самостоятельно, можно сэкономить значительные суммы.

Такие знания и умения есть не у всех, да и внешне твердотопливный котел, изготовленный на производстве, смотрится гораздо красивее.

Виды пиролизных котлов с водяным контуром

На рынке существует масса моделей, которые можно разделить на группы.

Месторасположения камеры, в которой осуществляется дожиг содержимого. Большая часть котлов устроена так, что данный отсек расположен снизу. Это более удобно для закладки материала, но после его сгорания зола попадает в камеру, где сгорает образовавшийся газ.

Это обязывает владельца часто осуществлять чистку оборудования. Верхнее расположение камеры исключает такую необходимость, но имеет ряд недостатков.

К основным минусам такой системы можно отнести неудобство размещения дымохода и большее количество материалов для его изготовления.

Тип тяги

Она может осуществляться как принудительно, так и методом наддува. Котлы, мощность тяги в которых может регулироваться вручную, предполагают устройство усиленного дымохода и не зависят от электропитания. Распространены такие модели мало.

Аппараты второго типа снабжены автоматическими системами, которые определяют время поддува. Поддерживание мощности предполагает энергозависимость агрегата, но скорость выхода пиролиза в нем довольно высокая. Данные модели наиболее популярны.

Вид горючего

При определении возможности использования того или иного вида топлива следует отталкиваться от уровня влажности материала.

Если он выше 20%, то первое время работы котла будет потрачено на просушку материала, что влечет снижение КПД устройства.

Если влажность используемого топлива изначально высокая, то процесс пиролиза будет занимать не более 1/5 всего цикла горения. Это крайне неэффективно и нерационально.

Высокую стоимость котла окупить будет сложно. Поэтому вывод очевиден: лучший материал для сжигания в пиролизных котлах – это дрова, уголь или брикеты, уровень влажности которых – минимален.

Каждый из материалов имеет свою продолжительность горения. Время тления определяет качество и равномерность отопления жилого помещения.

Оптимальный вариант – это сухая древесина с уровнем влажности не более 10–15%.

Преимущества и недостатки конструкций

Пиролизный тип отопительного оборудования высоко ценится за преимущества относительно классической печи. Есть несколько основных плюсов.

Полное сгорание материала. Дерево уничтожается полностью, образующаяся зола имеет настолько мелкую фракцию, что она удаляется вместе с воздухом. Накопления сажи не происходит. В результате образуются такие продукты горения, как вода и газ.

Возможность использования всех видов твердого органического топлива.

Это делает такие котлы прекрасным вариантом отопления на фабриках, занимающихся выпуском кожевенной продукции, швейных изделий из натуральных материалов, деревообрабатывающих предприятиях.

Органические отходы, остающиеся после основного процесса производства, уничтожаются в подобных котлах. Производство становится безотходным. Это позволяет экономить на топливе.

Состав и характеристика твердого топлива

Отсутствие проблем с регулировкой процесса горения, которая осуществима как в ручном, так и автоматическом режиме. Поток газообразного вещества, играющего роль топлива, регулировать достаточно легко.

Недостатки данного типа оборудования выделяют следующие:

  • высокая стоимость, которая быстро окупается в силу экономии топлива;
  • требования к влажности материала: он должен быть максимально сухим;
  • работа от электросети.

Иногда происходит остановка работы системы, потому что вода после прохождения по системе труб сильно остывает и, попадая в котел длительного горения, провоцирует остановку работы системы. Эта проблема легко решается посредством смешивания горячей воды в системе с охлажденной.

В каких случаях пиролизные котлы выгодны?

Основное преимущество такого котла – это высокая степень экологичности процесса. Результат практически исключает появление отходов, сажи, пыли. Это выигрышный вариант для аллергиков и тех, кто не хочет отягощать процесс эксплуатации частой очисткой данного элемента.

Использование образовавшихся газов для нагрева воды, используемой в отоплении помещения, влечет увеличение производительности котла на 5–10% по сравнению с обычными твердотопливными системами. Если организация систем содержания построена на принципах экономичности и удобства, такой агрегат – лучший выбор.

Советы по выбору

Данное оборудование – вещь дорогостоящая, поэтому в первую очередь специалисты советуют обращать внимание не на дизайн модели, а на ее ключевые характеристики:

  • мощность;
  • материал корпуса;
  • особенности системы управления;
  • возможность настройки автоматического режима;
  • стоимость модели.

Кроме того, важные параметры, про которые не стоит забывать при выборе подобного оборудования – это габариты и вес конструкции. От того, насколько органично впишется котел с пиролизной системой в место установки, будет зависеть степень удобства закладки топлива, возможность технического обслуживания и организация отопления.

: Котел длительного горения по типу бубофонии

Источник: http://TeplyHouse.ru/otoplenie/kotel/printsip-raboty-piroliznogo-kotla.html

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром – изучаем

Виды пиролизных котлов длительного горения: принципы разделения и критерии выбора котла с водяным контуром

Время чтения: 5 минутНет времени?

Ссылка на статью успешно отправлена!

Отправим материал вам на e-mail

Котлы на твердом топливе – это альтернатива газовым и электрическим отопительным устройствам.

Газогенераторные или пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром – это приборы, позволяющие сжигать не только твердое топливо, но и топливные газы, которые при этом выделяются.

Такой принцип использования энергии хорош для окружающей среды и позволяет экономить топливо. Есть и недостатки – жесткие условия эксплуатации и высокая цена. Как определить золотую середину и извлечь максимальную выгоду – в материале ниже.

Газогенераторный котел

Газогенераторные котлы

Газогенераторные или пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром – это котлы, которые сами генерируют горючие газы из того топлива, которое в них помещается. Водяной контур – это одновременно часть отопительной системы и системы безопасности котла.

Котел в разрезе

Пиролиз как физико-химический процесс

Горение – сложный процесс, в результате которого образуется много сажи и газов.

30% от всего объема выделяемых веществ составляет углекислый газ, остальное – это угарный газ, оксид азота, метиловый спирт, фуран, уксусная кислота, бензол, ацетон и огромное количество других летучих веществ. Все, кроме СО2, можно доокислить, то есть сжечь снова, получив при этом еще некоторое количество тепловой энергии.

Процесс пиролиза

Пиролиз – это двухступенчатый процесс, при котором сначала стимулируют выработку топливных газов, а затем их сжигают. Для этого твердое топливо поджигают и дают ему заняться, затем сокращают доступ кислорода, стимулируя тление.

Тление дров протекает при температуре 200 – 800 градусов, уголь и углеводородные материалы тлеют при температурах до 1300 – 1500 градусов. При этом активно выделяются газы, которые при атмосферных условиях мало активны или инертны.

Отведение газов

В камере горения внутри котла температуры чрезвычайно высоки, эти газы вступают в реакцию с поступающим извне кислородом.

Атмосферный воздух сначала проходит по специальным воздуховодам, прогревается до описанных выше температур и лишь после этого его смешивают с топливными газами. Происходит интенсивное дожигание газовой смеси.

Внешне это выглядит как горение природного газа, подаваемого под большим давлением, образуется мощный устойчивый факел. Выделяемое тепло составляет от 4 до 10% от всего тепла, производимого котлом.

Процесс пиролиза в котлах Буржуй-К

Как работает котел

Пиролизные или газогенераторные котлы длительного горения с водяным контуром представляют собой камеру, снабженную специальными перегородками и воздуховодами. Особая конструкция поддувала позволяет регулировать количество подаваемого кислорода.

В верхней части котла, где происходит дожигание, расположены форсунки, которые разделяют газ на мелкие потоки для того, чтобы снизить интенсивность горения. Колосник расположен выше, чем обычно, он устанавливается таким образом, чтобы расстояние до дна было не менее ¼ от общей высоты котла.

Это нужно для того, чтобы обеспечить достаточное пространство для отвода газов.

Схема котла с водяным контуром

Свежий воздух, необходимый для доокисления, подается снизу, проходит по специальному воздуховоду наверх к зоне горения газов, при этом разогревается до рабочей температуры. В верхней части котла расположены специальные трубки с отверстиями, которые помогают распределять газы равномерно.

Всю циркуляцию внутри котла обеспечивает электрическая турбина. Без нее в условиях недостатка кислорода горение и доокисление невозможны. При отключении электричества необходимо открывать шибер для обеспечения естественной тяги, при этом котел продолжает работать в режиме обычной твердотопливной установки.

После сгорания образуется чистая зола без примесей

Виды газогенераторных котлов

Принцип работы всех газогенераторных котлов одинаков, однако существуют разные варианты конструкции:

  • Котел с водяной рубашкой – корпус его состоит из двух слоев металла, между которыми течет вода.
  • Котлы с змеевиками – устройства с неэффективной системой теплообмена, выпускаются приборы малой мощности.
  • Энергозависимые и энергонезависимые котлы. Процесс пиролиза возможен только с принудительной циркуляцией. Энергонезависимые газогенераторные котлы – это миф, без электричества это устройство может работать только в режиме обычного твердотопливного котла.

Котел, изготовленный своими руками

Статья по теме:

Преимущества и недостатки

Принцип пиролиза, который частично реализуется в бытовых газогенераторных котлах, используется в промышленности для утилизации различных отходов.

Сжигание и многократное доокисление продуктов распада – это способ снизить количество вредных выбросов в атмосферу.

После того, как в газогенераторной установке или в бытовом котле прогорает топливо и газы, в атмосферу выбрасывается только углекислый газ и водяной пар.

Белый дым – признак полного сгорания топлива

Польза для экологии от таких котлов очевидна, однако с точки зрения эффективности и удобства они серьезно уступают например, котлам длительного горения. Разогнать котел до таких параметров, при которых возможен пиролиз, непросто. Для этого нужна высокая температура и некоторое время. Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром останавливается при следующих условиях:

  • падение температуры воды в обратке;
  • отключение электропитания;
  • топливо ненадлежащего качества.

Схема подключения котла в систему отопления

Процесс пиролиза нужно прекратить немедленно, как только остановился циркуляционный насос в системе отопления. Без охлаждения котел просто взорвется. Для остановки процесса нужно открыть шибер, обеспечив естественную тягу и отвод горючих газов.

Поддувало должно быть открыто на минимум. После того, как температура упала, следует затушить котел. Если объем отопительной системы не велик и возможна естественная циркуляция, котел может продолжать работать при 50% загрузки при открытом шибере.

Пламя в котле, который разогнался до рабочего режима

Условия эксплуатации

Пиролизные котлы способны работать в строго определенном диапазоне температур. Система этого устройства является замкнутой, поэтому должна быть точно настроена. Очевидно, что не возможно постоянно контролировать качество топлива, его влажность, и замерять массу дров в момент загрузки. Всегда существует опасность перекала или наоборот, недостаточной температуры.

Первая проблема может быть устранена при помощи водяного контура. Корпус котла выступает в качестве теплообменника: его стенки двойные, между ними циркулирует вода. Иногда к одной из стенок котла добавляют дополнительный змеевик, который служит аварийной системой охлаждения и одновременно контуром ГВС.

Змеевик для дополнительного охлаждения

Если температура ниже рабочей, процесс пиролиза прекращается или не запускается вовсе. Котел при этом функционирует в режиме обычного твердотопливного устройства.

По этой причине температура обратки должна быть не ниже 60 градусов Цельсия, а при температуре 40 градусов пиролиз прекращается во всех типах котлов.

По этой причине в системе отопления монтируется дополнительная перемычка — байпас, который служит малым контуром и дает котлу войти в режим пиролиза.

Блок управления пиролизным котлом

Необходимо устанавливать датчики температуры чтобы контролировать процесс, но открывать и закрывать краны на байпас придется вручную. Пиролизные котлы это вообще котлы с ручным управлением.

Согласно паспорту устройства, в нем можно использовать дрова, брикеты и пеллеты. В реальных условиях к дровам добавляются энергоемкие виды топлива, например уголь.

Существует практика сжигания бытового мусора, однако он содержит резину и другие полимеры, что чревато неприятными последствиями.

Важно! Сжигание угля, резины и других энергоемких видов топлива в котлах малой и средней мощности (до 40 кВт) запрещено! Малый размер камеры, недостаточная мощность вентилятора, малый объем теплоносителя приведут к перегреву и разрушению котла, которое сопровождается взрывом и пожаром! В котлах большой мощности нужно строго соблюдать пропорции: энергоемкое топливо не должно составлять более 20% от общей массы загрузки.

Когда пиролизные котлы эффективны

Преимущества пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром – это экологичность. Заявленная производителями эффективность лишь на 4 – 10% превышает производительность обычного твердотопливного котла. Очевидно, что выбор должен основываться на учете индивидуальных особенностей отопительной системы и предпочтений хозяев.

: принцип работы пиролизного котла ДГ «Траян»

Загрузка…

Источник: https://HomeMyHome.ru/piroliznye-kotly-dlitelnogo-goreniya-s-vodyanym-konturom.html

Пиролизный котел длительного горения с водяным контуром: устройство и принцип работы

Виды пиролизных котлов длительного горения: принципы разделения и критерии выбора котла с водяным контуром

По мере усложнения технико-конструкционного исполнения котельного оборудования расширяется и его функциональность. В каждом сегменте обогревательных агрегатов сегодня представлены пиролизные модели, версии с поддержкой контуров горячего водоснабжения (ГВС), а также системы с возможностью длительного горения.

Очевидно, что появляются и комбинированные котлы, сочетающие в себе весь перечень современных идей для такого рода техники.

На практике пиролизный котел длительного горения с водяным контуром дает массу преимуществ рядовым владельцам дач и загородных домов, которые стремятся комплексно обеспечивать себя теплом и горячей водой.

Устройство котла

Типовая конструкция включает в себя две топочные камеры, теплообменник и зольник. Это базовый набор функциональных элементов, которые обеспечивают процессы загрузки топлива, нагрев водного носителя и сбор продуктов сгорания.

В остальном в зависимости от модификации устройство агрегата может меняться с ориентировкой на определенные функциональные дополнения. Например, может дополнительно интегрироваться конденсатор, представляющий собой резервуар с тепловой изоляцией.

Он аккумулирует тепловую энергию для последующей ее отдачи водяному контуру.

Обязательной частью технической инфраструктуры котла является система дымохода. Это канал отвода газовых продуктов сгорания, работа которого характеризуется тягой – то есть скоростью выведения дыма. С помощью специальной заслонки-шибера можно регулировать пропускную способность дымохода, с которым связан пиролизный котел длительного горения.

Отзывы отмечают, что очень важно соблюдать баланс в регуляции объемов выведения дыма. Дело в том, что котлы с длительным сгоранием топлива отличаются продолжительным и динамичным процессом работы, поэтому в течение всего сеанса может потребоваться многократная корректировка пропускной способности канала.

Соблюдение баланса требуется, чтобы воздушные массы не «гуляли» в дымоходе, а отработанные газы стабильно выводились наружу.

Принцип работы пиролизной системы

Концепция пиролизных нагревательных устройств достаточно проста, но на практике дает существенное преимущество в виде повышения КПД. Для начала стоит подчеркнуть отличие конструкции таких котлов от технического устройства обычных твердотопливных систем.

Как говорилось выше, котел имеет две топочные камеры – в этом и заключается особенность оборудования. Одна выполняет традиционную задачу организации места для сжигания топлива, а вторая как раз обеспечивает эффект пиролиза.

В чем он заключается? Если первая камера извлекает энергию, например, непосредственно из дров, то вторая перерабатывает газ, выделяемый в ходе первичного сжигания. В отличие от первого этапа сгорания, процесс пиролиза предусматривает подмешивание кислорода для повышения эффективности аккумуляции тепловой энергии.

В сущности, реализуется принцип двойной переработки одной и той же партии топлива, что, несомненно, положительно сказывается на экономии и повышении производительности котла.

В отличие от пиролизной системы идея поддержания длительного горения не требует принципиального изменения конструкции агрегата. Однако изменения в параметрах все же есть. В первую очередь такой котел оснащается крупной камерой сгорания.

То есть в комбинированном варианте сжигание дров может осуществляться в массивном отсеке, а догорание газов – в небольшой смежной топке. Например, если обычные котлы имеют камеры размером 30-50 см, то концепция длительного сгорания потребует использования как минимум топок на 60 см.

Что еще важно, устройство и принцип работы пиролизных котлов ориентируются на широкие возможности регуляции процесса сгорания. Достигается это посредством более функциональной, а иногда и автоматизированной системы шибера, то есть регулятора пропускной способности дымохода.

Этот механизм отвечает за интенсивность сгорания путем сокращения или увеличения объемов допуска кислорода. К преимуществам данной системы относят возможность рационального расхода тепла от одной кладки и отсутствие необходимости частого обновления топливного материала.

Организация ГВС в котле

Инфраструктура подготовки горячей воды в оборудовании формируется с помощью трех компонентов – теплообменника, бойлера и каналов циркуляции. В теплообменнике происходит непосредственный нагрев воды под воздействием тепловой энергии, которая вырабатывается в процессе сгорания топлива.

К слову, использование котла специально для функции ГВС в некоторых системах с автоматическим управлением позволяет сразу после доведения температуры воды до нужного режима отключать оборудование. Готовая для использования вода направляется или в бойлер, или сразу по контурам к потребителям.

Современный котел твердотопливный с водяным контуром и бойлером позволяет содержать порядка 30-50 л горячей воды для самых разных нужд. Если же требуются более емкие хранилища, то стоит изначально подбирать отдельные бойлеры, которые не входят в единую конструкцию котла, а подключаются через свои коммуникационные каналы.

Такой резервуар может содержать до 200 л, а промышленные модели – порядка 500 л.

Рабочие характеристики оборудования

Непосредственно тепловой объем определяется мощностью котла. Начальная планка соответствует 3-5 кВт. Этого показателя мощности достаточно для обслуживания небольших помещений – например, дачи.

Для использования оборудования в составе домашней системы отопления рекомендуется делать такой расчет – 1 кВт на 10 м2. Так, модели на 20 кВт вполне хватит на обслуживание дома площадью 200 м2. Важен и параметр потребления топлива, который определит энергоэффективность агрегата.

Средний пиролизный котел длительного горения с водяным контуром на дровах расходует за час порядка 1-10 кг. Объем потребления как раз зависит от мощности и, в свою очередь, будет определять частоту загрузки новых дровяных кладок.

Также существенным параметром является и диаметр дымохода, определяющий границы пропускной способности отработанных газов – эта величина составляет от 13 до 20 см

Разновидности агрегатов по материалу

Большое значение, с точки зрения эксплуатационной надежности и теплоотдачи, имеет материал теплообменника. Так, чугун считается наиболее долговечным металлом для изготовления этой функциональной части – можно сказать, основы котла.

Он не подвергается коррозии, устойчив к механическим воздействиям, способен выдерживать большие тепловые нагрузки, однако резкие температурные колебания все же могут вызвать образование трещин, которые приведут и к развитию ржавчины. Прямую конкуренцию чугуну составляет сталь.

Благодаря пластичности такие сплавы могут использоваться и в условиях перепадов температур, но пиролизный котел длительного горения с водяным контуром в процессе работы способствует выделению конденсата, что обуславливает риск появления коррозии даже в условиях эксплуатации в нормальном режиме.

Существуют и котлы с медными теплообменниками, которые хороши и высокой теплопроводностью, и отсутствием риска появления ржавчины. Но в плане надежности и прочности медь наиболее проигрышное решение.

Разновидности по виду топлива

В большинстве своем пиролизные котлы работают на дровах. Именно этот топливный материал позволяет осуществлять двойную переработку сырья с выделением больших объемов тепловой энергии за счет древесного газа. По этой причине такие агрегаты называют газогенераторными котлами независимо от возможностей использования других видов топлива.

В качестве альтернативы можно рассмотреть комбинированные системы на электричестве или чистом газовом топливе. Но в данном случае при переходе на эти режимы эксплуатации пиролизный эффект работать не будет.

К слову, даже стандартный котел пиролизный на дровах предусматривает возможность питания от сетей на 220 или 380 В.

Энергоснабжение требуется для обслуживания автоматики или вентиляторной установки, которая способствует повышению того же пиролизного эффекта путем нагнетания кислорода.

Производители

Среди иностранных производителей теплового оборудования внимания достойны фирмы наподобие Buderus и Atmos. Под этой маркой выходят качественные и долговечные агрегаты для домашнего и промышленного применения.

Такое оборудование пользователи характеризуют как функциональное, современное и надежное. В российском производственном секторе котел твердотопливный с водяным контуром представляют компании «Буржуи-К» и «Печкин».

Во всяком случае, инженеры данных предприятий демонстрируют наиболее успешные разработки, некоторые из которых выполняются по европейским стандартам качества.

Вопрос цены

Стоимость котлов с пиролизным эффектом на базовом уровне превосходит стандартные модели твердотопливных агрегатов из-за сложной конструкции. Минимальный ценовой уровень можно обозначит в границах 10-15 тыс. руб.

Это оборудование мощностью до 10 кВт встречается в тех же семействах производителей «Печник» и «Буржуй-К». В линейке Buderus цена пиролизных котлов значительно выше – порядка 100-150 тыс.

Это связано и с увеличением мощности (до 100 кВт), и с укрупнением габаритов моделей.

Аксессуары и дополнения для котлов

Сегодня все чаще разработчики теплового оборудования обращаются к системам автоматизации, уровень которых может определять сам пользователь в процессе ее проектирования. В частности, газогенераторные котлы можно дополнять системами регуляции температурного режима, программирующими панелями, датчиками тепла и влаги, таймерами и т. д.

Что касается конструкционных решений, то следует иметь в запасе сантехническую фурнитуру для поддержки работы водных контуров – уплотнители, фитинги, переходники и прочие расходники. Для более основательного управления параметрами работы оборудования можно вмешаться и в организации системы подвода воздуха для более эффективного сгорания топлива.

Технически эту функцию выполняют чугунные колосники для котлов, укладываемые над поддувалом в специальной нише. Выбрав конструкцию нужного параметра с подходящими размерами отверстий, можно обеспечить тот или иной уровень интенсивности горения.

В качестве дополнения можно приобрести и упомянутый выше бойлер – в зависимости от потребностей выбираются его габариты и вместительность.

Как выбрать лучший пиролизный котел?

Оптимальный выбор может быть разным. Для решения бытовых задач стоит ориентироваться на функциональные и эргономичные модели – с небольшой мощностью от тех же российских компаний. Они должны быть удобны в эксплуатации и практичны в обслуживании.

К тому же и цена пиролизных котлов будет подъемной для рядового домовладельца или дачника – в рамках 15-20 тыс. можно найти достойный вариант. Однако для объектов промышленного типа скорее важна мощность и долговечность агрегатов.

И этот выбор лучше делать в пользу продукции компаний уровня Buderus.

Заключение

Сложность конструкции котлов с пиролизным действием обуславливает не только положительные эксплуатационные свойства оборудования наподобие высокого КПД. Пользователь должен быть готов к переходу на новую систему подачи топлива и регуляции процесса горения.

Кроме того, пиролизный котел длительного горения с водяным контуром требует более основательного технического обслуживания. Некоторые модели избавляют владельцев от чистки зольников, в чем есть преимущество, но поломки двойной камеры сгорания или перенастройка воздуховода потребует выполнения гораздо более ответственных мероприятий.

Отдельного внимания в техобслуживании также потребует и водные контуры с бойлером.

Источник: http://fb.ru/article/342987/piroliznyiy-kotel-dlitelnogo-goreniya-s-vodyanyim-konturom-ustroystvo-i-printsip-rabotyi

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

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