Пиролизные котлы отопления

Особенности пиролизных котлов

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

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

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

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

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

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

Следует понимать, что из-за сложной конструкции, часто содержащей в себе элементы автоматики, пиролизные котлы отличаются высокой ценой. Поэтому первоначальные затраты на их покупку могут показаться большими. Но в дальнейшем они себя обязательно оправдают.

Виды топлива

Дрова

Один из самых эффективных видов топлива для пиролизных котлов – это дрова. У них очень высокий процент выхода летучих веществ, что и требуется для процесса пиролиза

Важно подбирать высушенную древесину, этот параметр сильно влияет на КПД

Дровяной котел производит наименьшее количество вредных выбросов в атмосферу. Также на дровах продолжительность работы оборудования большая, по причине отсутствия в них серы, которая разрушительно действует на корпус аппарата

При приобретении важно подобрать подходящий размер брусков. Для этого рулеткой меряется глубина топки

Уголь

Уголь может сильно различаться по чистоте, а соответственно и теплоотдаче. Самый дорогой и эффективный бурый уголь. При тлении он вырабатывает наибольшее количество газа. На втором месте каменный уголь и на третьем антрацит. Работая на угле, котел износится быстрее из-за содержания в нем серы, которая приводит к коррозии.

Пеллеты

Пеллеты

Пеллеты – это гранулы, которые производят из измельченных отходов. Сырьем для них могут быть древесные опилки, торф, бумага, солома и так далее. Они экологичны, при их производстве не используются химические вещества. Современные пеллетные котлы оснащены системой автоматической загрузки топлива по мере потребности.

Преимущества газогенераторных котлов

Имея представление о том, как устроен твердотопливный пиролизный котел, какой принцип действия лежит в основе этого нагревательного прибора, можно решить для себя определенные выводы. Стоит ли ставить у себя дома такой агрегат, насколько работа твердотопливного котла длительного горения будет оправдана и эффективна для домашней системы отопления

Здесь важно учесть те преимущества, которыми обладают пиролизные котлы, а именно:

• высокий КПД, до 85%, в сравнении с отопительными котлами на твердом топливе других видов;
• большая загрузочная камера (соотношение полезного объема к мощности котла самое значительное);
• простота и удобство очистки камеры сгорания (чистка нерегулярна);
• стальной жароустойчивый теплообменник;
• экологически чистый процесс горения (отсутствие вредных для здоровья продуктов горения);
• широкий выбор топливного ресурса;
• экономичный расход топлива;
• автоматизация процесса регулировки работы котла.

На некоторых пунктах следует остановиться подробнее.

Экология является важнейшим фактором, на который обращается внимание во время эксплуатации твердотопливных котлов. Пиролизные котлы в этом плане просто подарок для хозяина дома

В процессе горения топлива вместо дыма и гари выделяется углекислый газ и водяной пар, вещества без запаха и цвета. Количество недогоревших частиц органического топлива в данном случае сведено к минимуму. Благодаря пиролизу котлы этого типа могут работать практически на любом органическом топливе.

Минимальное количество сажи и копоти, скопившейся внизу камеры сгорания, легко удаляется во время чистки котла.

Большая загрузочная камера позволяет загрузить в котел за один раз значительное количество топлива. У пиролизных котлов среди всех твердотопливных котлов самое высокое значение соотношения полезного объема к мощности котла. Другими словами, чем больше загрузили топлива, тем дольше котел работает без вашего участия. На этом строиться и рецепт высокой эффективности отопительных приборов этого типа.

В таблице приведены технологические параметры пиролизных твердотопливных котлов различной мощности

Номинальная мощность	кВт	15	18	25	30	40	50	65	98	130	150
КПД	%	85
L/D поленьев, не больше	см	38 х 15	40×15	41 х 15	45 х 15	45×15	70 х 15	72×15	90 х 20	90×20	95х25
Загрузка топливом, max	кг	20	22	24	30	50	62	75	170	185	200
Рабочий цикл min	час	8-12
Давление воды, max	Бар	1,5
Уровень шума max	дБ	8

В отличие от других моделей, которые очень трудно поддаются регулировке в силу своей инертности, пиролизные котлы наоборот, прекрасно поддаются управлению. Наличие на новых моделях автоматики обеспечивает практически полную автономность твердотопливных котлов длительного горения.

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?

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.

Работа «принудительных» котлов

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.

Плюсы использования

Длительность горения.

После одной закладки такое устройство работает бесперебойно до 12 часов, то есть догружать его приходится в 2 раза реже, чем другие твердотопливные котлы.

Однако все зависит от типа: обычная топка с дровами работает порядка 4 часов, а с верхним горением — в среднем 30 часов на дровах и 5—7 дней на угле.

Такой эффект обеспечивается за счёт регулируемого процесса горения. Во многих современных моделях автоматическое регулирование работы. Длительность горения также зависит от объёма жилой площади, температуры воздуха в помещении и на улице, конструкции агрегата и его мощности.

КПД 85—90%.

Полное сгорание сырья.

Меньший расход сырья, реже нужно прочищать газоходы и зольник.

Экологичность.

В результате тления древесины или подобных видов топлива выделяется в 3 раза меньше вредоносных веществ, чем в иных твердотопливных котлах. К тому же вредоносные выбросы в атмосферу минимизируются под воздействием горячей температуры в верхней камере.

Экономичность.

Для сжигания подходят даже крупные неколотые дрова. Кроме этого, двухкамерное сжигание снижает избыток воздуха в уходящем газе, что тоже повышает экономию. По сравнению с другими типами твердотопливных котлов экономичность пиролизных агрегатов выше на 5—8%.

Это интересно: Занавески в интерьере спальни: освещаем по полочкам

Устройство и принцип работы котла

Ранее было уже сказано, что котлы этого типа имеют камеры. Топка разделена на газифицирующую камеру, в которую осуществляется загрузка топлива и непосредственно — камера сгорания.

На рисунке схеме показано внутреннее устройство твердотопливного котла пиролизного типа

В первую камеру, куда ограничен приток воздуха, загружается топливо. Котел запускается и работает в обычном режиме. При медленном горении топливо начинает пиролизироваться, выделяется древесный газ, который поступает уже во вторую часть топки, в камеру сгорания. С этого момента твердотопливный котел выходит в рабочий режим. Теперь начинается процессы, которые в корне отличают пиролизный тип горения, твердотопливные отопительные котлы длительного горения от процесса прямого сжигания и от традиционных котлов.

В первой камере потери тепла минимизируются. Обычно в моделях твердотопливных котлов длительного горения пространство между первой и второй камерой заполняют колосники, на которые укладывается топливо.

Вторая часть топки — камера сгорания, куда поступает горючий древесный газ. Камера наполняется вторичным, разогретым воздухом. Здесь уже действует принцип двойного дутья.

После выхода котла на нормальный, рабочий режим, доступ воздуха в первую камеру существенно ограничивается. Процесс горения практически прекращается, переходя в состояние тления. Топливо прогорает постепенно. Каждый предыдущий слой топлива в процесс тления постепенно задействует последующий слой. Медленное тление сопровождается постоянным выделением древесного газа. За счет этого процесса, твердотопливные пиролизные котлы еще принято называть котлами длительного горения.

Во второй, основной камере сгорания горит только древесный газ, который при контакте с вторичным воздухом (нагретый до t 300 С) дает огромное количество тепловой энергии. Только сейчас тепловая энергия вступает в работу, нагревая теплоноситель, циркулирующий в теплообменнике. Т.е в конструкции твердотопливных котлов пиролизного типа подогрев теплоносителя осуществляется не за счет прямого горения твердого топлива, а уже за счет сжигания вторичного продукта горения – пиролизного газа, горючего газообразного вещества. В этом и есть основное отличие котлов данного типа от твердотопливных котлов других видов.

Конструкция и работа агрегата

Еще сотни лет назад люди стали понимать, что выжигать дрова – это не лучший метод освобождения заключенной в дереве солнечной энергии.

Что представляет собой пиролиз

Суть процесса пиролиза.

Как выяснилось, значительно более эффективно сжигать древесный уголь. Чтобы получить его, люди начали использоваться костры угольщиков. Так появилась технология пиролиза.

Древесный уголь – более эффективное топливо, чем дрова.

В старину для этой цели использовались угольные ямы. Данный метод имел один значительный минус. Высвобождаемая при выжигании угля из древесины (этап первичного горения) тепловая энергия тратилась впустую.

Использовать же полностью пиролизную энергию могут специальные твердотопливные котлы.

Как устроен агрегат

Отличия в работе обыкновенного твердотопливного котла и пиролизного аналога.

Пиролизные котлы являются разновидностью твердотопливных, обычно, водогрейных отопительных приборов. В них топливо и выделяемые им газообразные вещества прогорают отдельно друг от друга.

Синонимом термина служит название газогенератор (газогенераторный котел).

Практически пиролиз (распад и некоторая газификация под воздействием нагрева) возникает при любом методе выжигания органического твердого горючего.

Топливо закладывается на колосниковую решетку.

1. В газогенераторных котлах топка делится на два отсека. Их разделяет колосник, на котором размещается топливо.

Загрузочный отсек топки пиролизного агрегата.

1. В первом из них (камера загрузки, она же газифицирующая камера) при ограниченном поступлении кислорода медленно прогорает, фактически тлеет, топливо.

В этой камере сгорает пиролизный газ.

1. Выделяемые при этом летучие вещества сжигаются во втором отсеке (камера сгорания). В него одновременно поступает поток вторичного воздуха (метод двойного дутья). Нижняя часть камеры сгорания представляет собой форсунку из жаростойкой шамотной керамики.
2. Отведение тепла из газифицирующей камеры минимизируется. Выводу тепловой энергии из верхней части топки препятствует расположенное на колоснике горючее. Через него от верха и вниз идет слабый ток первичного воздуха.

Принудительную тягу в котле создает такой дымосос.

1. Чтобы понять, что такое пиролизный котел, надо учесть его характерную черту. Она отличает его от прочих отопительных котлов — это верхнее дутье. Топки у подобных агрегатов обладают увеличенным аэродинамическим сопротивлением. Из-за этого тяга в них, обычно бывает принудительной.
2. Нередко по производственным соображениям она создается при помощи дымососа, а не вентилятора. Наличие последнего характерно для маленьких котлов.

Итак, пиролизный котел — что это такое, по сути?

1. Он представляет собой двухкамерное отопительное устройство. В его верхней топочной камере при режиме температур от +200 до +800˚ идет экзотермический процесс пиролиза дерева.

Основную тепловую энергию в котле дает сжигаемый газ.

1. В итоге оно разлагается на фракции древесного угля и пиролизного газа. Последний состоит из СО (угарный газ) и незначительной примеси СО2 (углекислый газ), водорода, азота и пр.
2. Смесь воздуха и горючего газа поступает в нижнюю камеру. Где прогорая при режиме температур +1100-1200˚, выделяет значительный объем тепловой энергии. Она и применяется для отопления.

Из этого следует вывод, что принцип работы газогенератора такой. Он для получения тепла практически выжигает не дрова, а газ. Этим гарантируется высокий уровень КПД агрегата — 85-90 процентов.

Блок автоматического управления котлом.

Прогорание газа легче контролировать. Это дает возможность автоматизировать управление котлом.

Схема и продолжительность работы газогенераторов на одной закладке топлива зависима от следующего:

• температуры воздуха в помещении и на улице;
• наличия и качественности теплоизоляции здания;
• вида топлива и его качества;
• грамотности проекта системы отопления.

Однако работает газогенератор при равных условиях, в сравнении с обычными котлами на твердом топливе, всегда значительно эффективнее.

Топка

Процесс растопки и подкладки дров зависит от конструкции определённого котла. В общих чертах он включает растопку, основной режим работы, и её завершение.

1. До начала растопки проверяют количество воды в отопительной системе и подключают запорную арматуру.
2. При растопке открывают заслонку и разжигают щепки на клочке бумаги. На образовавшийся огонь кладут небольшие дрова. После того как они займутся огнём, докладывают примерно 1/3 топки дровами, через 5—7 минут закладывают топку полностью, закрывают заслонку.
3. Эффективный нагрев — основной режим работы. Когда топливо прогорит на 9/10 от полной загрузки, можно дождаться совершенного сгорания, приоткрыв дверцу регулировки подачи воздуха, или доложить топлива. Если докладывать дрова менее половины полной загрузки, то необходимости в регуляции дальнейшего процесса нет. В противном случае потребуется обеспечить приток воздуха так, чтобы от дров пошёл дым.
4. Завершение топки. По прекращению горения останутся пеплообразные угли, которые требуется вынимать не реже одного раза в 10 дней или когда их уровень станет выше верхней части дверцы регулировки подачи воздуха.

Насколько экономичный пиролизный котел

Конструктивные особенности пиролизных котлов обеспечивают ему значительное преимущество перед классическими. Коэффициент полезного действия твердотопливного пиролизного котла длительного горения достигает показателей газового оборудования и составляет около 90%, а КПД классических не превышает 70%.
Чтобы разобраться насколько экономичны твердотопливные пиролизные котлы можно выполнить расчёт и сравнить его с сопоставимым по эффективности видом топлива.

Пиролизные установки хоть и дорогое, но наиболее подходящее оборудование для обогрева парников, теплиц, оранжерей. Этот вид оборудования применяется также на заводах по переработке мусора.

Советы для более эффективного отопления

Если перед заправкой котел недавно работал, а дымоход имеет отличную тягу и еще не потерял высокую температуру, достаточно закрыть дверки и, предварительно включив управление, зафиксировать желаемую температуру. Через некоторое время можно исключить блок управления и проверить, загорелась ли предварительно добавленная часть угля. Если да, то пора засыпать дополнительную порцию материала для горения. При этом закрывать щели в передней части решетки не нужно.

Рис. 2 Автоматический угольный котел

Если дымоход предварительно не прогрет, после поджога бумаги нижнюю дверцу зольника нужно открыть

Далее, не включая вентилятор, прибору важно дать некоторое время для того, чтобы разогреться на природной тяге. После усиления горения его тяга значительно увеличится, заметив это, можно закрывать плотно дверку и активировать блок управления, включив его

Когда дымоходом уже очень давно не пользовались, или же он новый, перед растопкой его стоит хорошо прогреть. Для этого достаточно в ревизии дымохода поджигать бумагу до тех пор, пока в котле не усилиться тяга.

Принцип работы пиролизного котла

Для лучшего понимания принципа работы, рассмотрим следующий рисунок:

Продольный разрез пиролизного котла

1. Панель управления.
2. Рычаг задвижки загрузочной камеры.
3. Дверь загрузочной камеры.
4. Загрузочная камера.
5. Ручка регулировки притока первичного воздуха.
6. Ручка регулировки притока вторичного воздуха.
7. Дверь камеры сгорания.
8. Горелка.
9. Керамический отражатель.
10. Камера сгорания.
11. Окно прочистки.
12. Газоход.
13. Задвижка загрузочной камеры.
14. Вентилятор с возможностью регулирования скорости вращения.
15. Аварийный теплообменник.
16. Патрубок подачи.
17. Патрубок подключения аварийного теплообменника.

Итак, из верхнего рисунка видно, что горение в таком котле происходит странным, на первый взгляд, образом — сверху вниз.

Это становится возможным благодаря наличию в составе котла вентилятора (позиция 14).

Он создает тягу, которая заставляет пиролизные газы идти в камеру сгорания, где после смешивания их в определенной пропорции с вторичным воздухом происходит их воспламенение.

Приток вторичного воздуха регулируется при помощи специальной ручки (позиция 6).

Такую конструкцию имеют многие отопительные аппараты. В частности:

• Buderus logano.
• Caldera Megatherm.
• Eko-vimar Orlanski.

Но существуют конструкции, работающие на естественной тяге.

В них для работы не требуется наличие вентилятора, что делает такой отопительный аппарат энергонезависимым.

Однако, управлять режимом работы такого котла становится трудно.

Он будет работать по сути как обычный твердотопливный. А в нарисованной выше конструкции есть возможность управления процессом сгорания газа при помощи изменения скорости вращения вентилятора, что повышает КПД всей системы. В этой статье мы не будем подробно на них останавливаться.

Газогенераторный котел работает при высоких температурах и поэтому должен быть изготовлен из высококачественных жаропрочных сталей.

Кроме этого, камера сгорания покрывается шамотными кирпичами. Они защищают металл от разрушения высокими температурами.

Нужно следить, чтобы после чистки камеры сгорания все шамотные кирпичи были уложены ровно без зазоров.

Также, для чистки предусмотрены специальные лючки, расположенные по разным сторонам котла.

Чистку стоит производить согласно рекомендациям производителя, которые изложены в паспорте на изделие.

Котлы ведущих производителей обязательно комплектуются блоками управления (на рисунке позиция 1).

Блок осуществляет контроль за температурой теплоносителя и в зависимости от нее может включать аварийный теплообменник (аварийный перегрев) или уменьшать скорость вращения вентилятора, что уменьшает тягу и приглушает тем самым горение.

Примерные характеристики

При выборе отопительного оборудования важно учитывать не только мощность, но и такую характеристику агрегатов, как толщина металла, из которого изготовлен корпус (она может составлять от 4 до 8 мм для наружных и от 5 до 10 мм для внутренних частей конструкции). Обязательно наличие футеровки

Она эффективно разграничивает температурные зоны, где происходит термическое разложение древесины и водоохлаждение стенок корпуса.

При установке оборудования важно учитывать его вес. В зависимости от мощности агрегата он может составлять от 400 кг до 5 т

Габариты корпуса – не меньше 745х1055х1255 мм. Отапливаемая площадь – от 16 до 300 м².

Экономичность оборудования

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

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

Используемое топливо

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

Типы конструкций и как они работают

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

Основу конструкции составляют 2 камеры (сгорания и дожигания). В первом случае выполняется розжиг топлива, оно тлеет при ограниченном доступе воздуха. Во втором происходит горение образовавшихся ранее продуктов, генерируется тепло.

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

С принудительной подачей воздуха

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

Естественная технология

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

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

Описание схемы работы пиролизных котлов

Полное представление о работе агрегата может дать принципиальная схема пиролизного котла. Вначале главная топка загружается топливом и разжигается. При этом заслонка зольника максимально открыта. После того как дрова разгорятся, дверца начинает прикрываться, процесс горения замедляется и переходит в тление. Тогда и начинается интенсивное выделение древесного газа, который поднимается и попадает во вторичную камеру дожигания. Туда же через множество калиброванных отверстий подается нагретый воздух. Последний попадает в канал из того же проема под крышкой зольника и по дороге получает тепло от горячей стенки топки.

Принципиальная схема котла

Весь технологический процесс протекает благодаря естественной тяге, создаваемой дымоходом, поэтому скорости движения воздуха и дымовых газов в каналах невелики. Схема работы пиролизного котла заключается в том, что во вторичной камере нагретый воздух вступает в термохимическую реакцию с древесными газами и воспламеняет их. В результате сгорают не только газы, но и мелкие летучие частицы, благодаря чему дым из трубы практически незаметен. В действительности пиролизное сжигание топлива более экологично, нежели традиционное, поскольку продукты сгорания от него содержат гораздо меньше оксидов углерода и азота, а также частиц золы.

Дрова, находящиеся в топке, горят медленнее чем обычно, поэтому одной загрузки может хватить на 10–12 часов работы, в зависимости от мощности газогенераторной установки и влажности дров. Настройка пиролизного котла заключается в ограничении подачи воздуха для горения. Слишком малое его количество не позволит начаться термохимическому процессу во вторичной топке, а слишком большое вызовет неполное сгорание газов и понижение КПД агрегата. Для аппарата, работающего на естественной тяге, потребуется настройка расхода воздуха в каждом индивидуальном случае, так как высота и диаметр дымоходной трубы может очень различаться. Соответственно, сила тяги будет разной. В некоторых случаях ее следует увеличить путем поднятия трубы на большую высоту.

Если цепной привод крышки зольника снабжен термостатическим регулятором, то настройка аппарата сводится к установке желаемой температуры теплоносителя. Термоэлемент, встроенный в водяную рубашку газогенераторной установки, воздействует на привод цепи в зависимости от температуры воды и сам прикрывает или открывает заслонку, регулируя интенсивность горения.

Сравнение пиролизного и твердотопливного котла

Для создания искусственной тяги, которая не будет зависеть от параметров дымохода, котлы пиролизного типа дополнительно снабжаются дутьевым вентилятором и комплектом автоматики, регулирующим его работу. Если обычный агрегат может работать с КПД порядка 85–90%, то дутьевая машина помогает его развивать до 93%. Здесь есть недостаток — зависимость от внешних источников энергии.

Это интересно: Утепление дома ппу: изучаем по порядку

Устройство и работа пиролизного котла

Топка пиролизного котла разделена на два отделения. В первой сгорают дрова, а во второй производится вторичное сгорание смеси пиролизных газов и воздуха. Отделяет первую камеру от второй колосниковая решетка, на которую и укладывают топливо.

Воздух обычно нагнетается принудительно с помощью небольшого вентилятора. Хотя в небольших моделях иногда для создания тяги используют дымосос.

На этой схеме представлено устройство пиролизного котла нижнего горения. Дрова медленно сгорают при малом количестве кислорода и выделяют горючий газ (+)

Наличие принудительной вентиляции можно считать основным отличием пиролизного котла от классической твердотопливной модели. Корпус устройства состоит из двух частей, вставленных друг в друга. Пространство между стенками заполняют теплоносителем, роль которого традиционно выполняет вода.

Сначала в первое отделение топки пиролизного котла загружают топливо, затем включают вентилятор и поджигают топливо. Образующиеся в результате горючие газы перемещаются во второе отделение, смешиваются с воздухом и сгорают.

Температура горения может достигать 1200°С. Вода, находящаяся в наружном теплообменнике, нагревается и циркулирует по системе отопления дома. Остатки продуктов сгорания удаляются через дымоход.

В упрек устройствам, в работе которых используется пиролизный принцип горения, можно поставить относительно высокую цену. Обычный твердотопливный котел стоит значительно меньше. Но в котлах длительного горения дрова сгорают практически полностью, чего о классическом котле не скажешь.

К дровам для пиролизного котла предъявляют определенные требования по размерам и влажности. Подробную информацию можно найти в инструкции изготовителя

Выбирая пиролизный котел, следует помнить, что недорогие модели малой мощности обычно рассчитаны только под дрова. Дорогие модификации способны работать на разных видах топлива.

Причем загружать топливо в устройство придется по максимуму, снижение нагрузки приводит к повышенному образованию золы и сажи, а также негативно сказывается на работе агрегата в целом.

Рекомендации по выбору оборудования

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

Если проблем с топливом нет, обратите внимание на загрузочную камеру. Сюда должны помещаться дрова размером в 55–65 см

В обеих камерах должно иметься покрытие из керамзитобетона. Благодаря ему внутри устройства поддерживается оптимальный температурный режим, что обеспечивает качественное сжигание выбранного топлива и защиту стенок изделия от прогорания.