Принцип работы пеллетных котлов
Главной особенностью таких котлов является топливо, на котором они работают.
Пеллеты — это гранулы из прессованных опилок, которые хранятся в специальном бункере и подаются в горелку при помощи металлического шнека. Смотрим вниз на картинки:
Внутреннее устройство пеллетного котла
Из рисунка видно, что сжигание пеллет происходит в малом объеме горелки, а тепло снимается дальше в дымоотводящих трубах.
Дым на выходе из пеллетного котла будет иметь температуру не больше 200 градусов Цельсия.
Это может стать причиной появления конденсата в дымоходе со всеми вытекающими последствиями.
Горением топлива в пеллетных котлах управляет автоматика, главным элементом которой можно считать вентилятор принудительной подачи воздуха или дымосос (в зависимости от модели).
Наличие электроники означает, что вам нужно будет оборудовать котел источником бесперебойного питания.
То же самое касается и циркуляционных насосов. В случае остановки циркуляции котел может получить повреждения
Длительность работы котла на одной загрузке здесь зависит от режима работы котла и объема бункера.
Обычно, бункер выбирают так, чтобы не подходить к котлу несколько дней.
Сами пеллеты тоже могут быть изготовлены из разного сырья и давать разное количество тепла при сжигании.
Их главным недостатком для России и СНГ является их экзотичность. Нельзя гарантировать, что их можно будет купить всегда, как каменный уголь или дрова.
Предлагаю вам посмотреть видео, посвященное пеллетным котлам:
Особенности эксплуатации газогенераторных котлов
Эффективность работы пиролизного котла во многом зависит от типа и качества топлива. Технически в топку можно загрузить не только древесину, но и уголь, и даже торф, большинство современных моделей котлов рассчитаны на использование нескольких видов топлива.
Древесина сгорает примерно за 5-6 часов, в зависимости от сорта. Чем тверже дерево, тем дольше оно горит.
Современные модели котлов пиролизного горения могут работать на различных видах древесного топлива: дровах, брикетах, пеллетах, угле, торфе и т.п.
Около десяти часов уйдет на сгорание черного угля, а такое же количество бурого угля будет тлеть в течение восьми часов. На практике самую высокую теплоотдачу пиролизная техника демонстрирует при загрузке сухим деревом. Оптимальными считаются дрова влажностью не более 20%, а длиной около 45-65 см.
Если доступа к такому топливу не имеется, можно использовать уголь или другое органическое топливо: специальные брикеты из опилок и пеллеты из древесины, отходы, полученные при обработке дерева, торф, материалы с целлюлозой и т.п.
Перед началом эксплуатации котла следует внимательно изучить рекомендации производителя устройства в отношении топлива.
В котлах пиролизного горения поступление воздуха регулируется обычными механическими задвижками. Отсутствие сложной электроники обеспечивает высокую отказоустойчивость прибора
Слишком влажное топливо в таких устройствах недопустимо. При его сгорании в топке образуются дополнительные водяные пары, которые способствуют образованию таких побочных продуктов, как деготь и копоть.
Стенки котла загрязняются, теплоотдача снижается, со временем котел может даже прекратить работу, затухнуть.
Если использовать для котла пиролизного горения дрова со слишком высокой влажностью, внутри устройства возникнут условия для образования дегтя, который ухудшит теплоотдачу устройства и может привести к поломкам
Если в топку заложено сухое топливо и котел настроен правильно, пиролизный газ, полученный в результате работы устройства, будет давать пламя желто-белого цвета. Такое горение сопровождается ничтожным выделением побочных продуктов сгорания топлива.
Если цвет пламени окрашен иначе, имеет смысл проверить качество топлива, а также настройки прибора.
Пиролизные газы, смешанные с воздухом, горят ровным желто-белым пламенем. Если цвет пламени изменился, возможно, нужно проверить настройки котла или качество топлива
В отличие от обычных твердотопливных устройств, перед загрузкой дров в пиролизные котлы, работающие на твердом топливе, топку следует разогреть.
Для этого выполняют следующие шаги:
- Загружают на дно топки мелкую сухую растопку (бумагу, щепу и т.п.)
- Поджигают ее с помощью факела из подобных материалов.
- Закрывают дверцу камеры сгорания.
- Дверцу загрузочной камеры оставляют немного приоткрытой.
- Добавляют порции растопку по мере ее сгорания.
- Процесс повторяют до тех пор, пока на дне не образуется слой тлеющих углей.
К этому моменту топка уже прогревается примерно до 500-800°С, создавая условия для загрузки основного топлива. Не следует использовать для розжига растопки бензин, керосин или любые другие подобные жидкие вещества. Перед тем, как прогревать топку котла длительного горения, следует убедиться, что устройство готово к эксплуатации.
Характерная особенность котлов пиролизного горения – малое количество золы и пепла, что облегчает процесс очистки устройства и его обслуживания
Для этого проверяют наличие тяги, герметичность дверок, исправность запорных механизмов и регулировочной аппаратуры, наличие теплоносителя в системе отопления и т.п.
Затем следует включить терморегулятор, чтобы убедиться, что на прибор поступает напряжение. После этого открывают шибер прямой тяги и вентилируют котел в течение 5-10 минут.
Что такое пиролиз
Твердотопливный котел, работающий на угле или на дровах по старой, традиционной схеме – это уже пережиток прошлого. Несмотря на то, что твердое топливо продолжает оставаться относительно доступным, многих смущает невысокая эффективность обогрева жилого помещения, отапливаемого традиционными твердотопливными котлами. Ситуация сегодня в корне изменилась. На рынок отопительной техники пришли пиролизные котлы, экономичные, высокоэффективные и мощные агрегаты. Огромные технологические оборудования этого вида обязаны пиролизу, инновационному процессу сжигания твердого топлива.
Пиролиз представляет собой процесс равномерного распада органических соединений под воздействием высокой температуры. Искусственно ограничив доступ воздуха, можно превратить обычное горение топлива в медленно текущий термический распад органических соединений. В процессе тления органического топлива помимо тепловой энергии выделяется большое количество газообразного горючего вещества. В результате процесса получается древесный газ и древесный уголь. Другое название конечного продукта — кокс, органическое вещество, на 90% состоящее из углерода.
Полученный в результате пиролиза древесный газ является отличным топливом. Попадая во вторичную камеру сгорания, насыщенную кислородом, в процессе горения газообразное вещество выделяет огромное количество тепловой энергии.
Количество золы, оставшейся после сгорания древесного газа незначительно, что существенно облегчает чистку отопительного котла.
Этапы пиролиза
Что бы понять принцип работы пиролизного котла нужно иметь представление, что и зачем происходит на каждом этапе. Твердотопливный котел этого типа имеет две камеры сгорания. В первой камере сгорания осуществляется досушивание древесины. Температура котла в этот момент составляет 450 0С. На этом этапе начинается генерация продуктов горения в газообразное вещество — древесный газ. Смешиваясь с подаваемым с помощью вентилятора разогретым, вторичным воздухом, газообразное вещество горит уже при температуре 560 0С.
На данном этапе экзотермическая реакция набирает силу, создавая в итоге высокую интенсивность горения. Газ поступает во вторую камеру, где уже с помощью подаваемого кислорода горит значительно интенсивнее. Температура во второй камере сгорания составляет 1100 0С.
На каждом этапе из получаемых в результате горения продуктов выжимается максимально возможное количество полезной работы, соответственно КПД котла значительно увеличивается. Для оптимизации работы отопительного котла в рабочем режиме, конструкция пиролизного котла имеет шиберы (задвижки). В чем суть этих приспособлений?
После включения пиролизный котел работает в обычном, печном режиме. При полной загрузке котла топливом с помощью шибера можно выставить наиболее эффективный пиролизный режим горения. В отличие от традиционного горения экзотермической реакцией можно управлять. Такая особенность дала возможность сделать пиролизные котлы автоматизированными нагревательными приборами. Благодаря пиролизу удалось полностью использовать топливные возможности древесины, доведя в результате горения КПД котла до высоких значений. Автоматизация всего процесса минимизирует человеческий фактор, снижает расход топлива.
В плане выбора топлива, пиролизные котлы всеядны. Для отопления жилого дома с помощью твердотопливного котла пиролизного типа подойдут дрова и опилки, брикеты из древесины и торфа, пеллеты.
Что подразумевается под названием пиролиз
Пиролиз – генерирование горючего газа и его последующее сжигание, — происходит во всех твердотопливных котлах, в большей или в меньшей степени. Такой же процесс идет и в обычной печи, — при горении дров или угля, в каком-то месте не хватает кислорода, появляется угарный газ CO, затем он находит недостающий кислород и сгорает, выделяя тепло, превращаясь из яда в обычный углекислый газ – CO2.
В качестве экспериментов еще 1950-х годах была разработана схема котельного оборудования, где сначала топливо тлело при недостатке кислорода, затем полученное СО дожигалось во вторичной камере. Но идеи не были воплощены, как не дающие ни каких преимуществ с весомыми недостатками и дорогостоящие.
Теперь же в рекламках ядовитый угарный газ СО называют – «древесный газ».
Это интересно: Как сделать освещение в ванной комнате своими руками — разбираемся в вопросе
Безопасное использование
Функционирование пиролизного котла подразумевает работу на максимально высоких температурах. Поэтому каждый производитель предъявляет высокие требования к монтажу и эксплуатации оборудования.
Установку проводит специалист, имеющий необходимую компетенцию. Котёл размещается в отдельном помещении с хорошей вентиляцией, на агрегат устанавливается дымоход.
Учитывают также следующие правила эксплуатации:
- При отсутствии достаточной тяги или необходимого теплоносителя котёл нельзя эксплуатировать.
- Загрузку и розжиг оборудования запрещено доверять детям или каким-либо посторонним лицам.
- Температура воды в системе труб, идущих через котёл, не должна превышать 95 °C. Если показатель превышен, пламя в камере агрегата на время ослабляют с помощью песка. Параллельно с этим открывают все возможные заслонки дымохода.
- Котёл сильно нагревается во время работы, поэтому возле него не должны находиться легковоспламеняющиеся материалы и предметы.
- Модифицировать конструкцию котла и использовать не по назначению категорически запрещено.
Котел верхнего горения
Если говорить точно, это и есть твердотопливные котлы верхнего горения. Они предназначены для одной закладки, на которой котел будет работать очень долго. Можно привести большое количество примеров современных котлов, которые при одной закладке работали более суток, при этом выделяя тепловую энергию в 5–6 киловатт.
За счет чего возможна такая работа котла?
- Во-первых, за счет конструктивных особенностей модели. Колосник и зольник в ней отсутствуют. На их месте установлен глухой поддон, исключающий горение в этой части котла. Топка имеет цилиндрическую форму, а воздух в нее попадает сверху, что дает возможность гореть верхнему слою топлива.
- Во-вторых, распределить потока воздуха является подвижной частью, а не стационарной. При закладке он поднимается вверх до определенного уровня, что создает условия для равномерного распределения воздуха по верхним слоям горящего топлива. По мере сгорания и уменьшения объема закладки происходит снижение распределителя. То есть опять верхние слои топлива обогащаются кислородом. Так что равномерность сжигания топлива в течение всего времени обеспечена.
- В-третьих, за счет двух описанных свойств конструкции топки происходит окисление углеводородов, но оно не полное, а частичное. Под действие тепла продукты сгорания и мелкие частички золы поднимаются вверх, но от камеры сгорания их будет отделять специальный диск, не дающий создавать противоток. Именно здесь в массу потока продуктов сгорания добавляется кислород, который дожигает горючую смесь. Этот принцип используется в пиролизном газогенераторе.
- В-четвертых, во второй камере, где дожигаются продукты сгорания топлива, установлен автоматический регулятор тяги. Это устройство работает по принципу зависимости температуры теплоносителя и скорости движения выхлопных газов.
- И, в-пятых, роль теплообменника в такой модели играет корпус котла.
Достоинства и недостатки
Котел длительного горения STROPUVA S
Давайте начнем с достоинств этого вида твердотопливных котлов. Прежде всего, объём закладки ограничен только размерами топливника. Если рассматривать эту модель по принципу работы, то это все тот же пиролизный котел или его модификация с высоким коэффициентом полезного действия и полным сгоранием топлива. В такие котлы не устанавливается сложная система автоматики, что делает его простым в эксплуатации и обслуживании.
Есть один небольшой момент, который касается видов твердого топлива. Еще совсем недавно подобные модели работали только на дровах. Все изменилось несколько лет тому назад, когда литовские производители сконструировали универсальный котел, работающий и на угле. Сегодня модели с длительным сгоранием работают практически на всех видах твердого топлива.
А теперь о недостатках, без которых, конечно, не обошлось. Такие конструкции очень чувствительны к температуре теплообменника. Незначительное изменение скорости движения теплоносителя сразу приводит к выпадению конденсата. А это коррозия, быстрый износ и уменьшение срока эксплуатации котла. Поэтому из двух вариантов — стальной или чугунный — необходимо отдать предпочтение второму, потому что он менее подвержен процессам коррозии.
Диск и балка, которая поддерживает его (мы говорим сейчас об устройствах, которые разделяют камеры сгорания топлива и продуктов горения), быстро прогорают, а значит, приходится их менять и проводить ремонт котла. Нельзя закладывать в топку дрова или уголь большого размера, поскольку тяжело будет обеспечить верхнее горение. Да и влажные материалы закладывать также не рекомендуется.
И последний из недостатков. Размеры топки недостаточны, чтобы в ней легко можно было проводить розжиг, когда закладка неполная.
Преимущества и недостатки
Если говорить о позитивных и негативных сторонах пиролизных котлов, то они имеют как своих сторонников так и противников.
Среди плюсов обычно называют:
- возможность только двух-трёх закладок топлива за сутки;
- работу на твердом топливе: уголь, дрова древесные отходы, брикеты торфа;
- высокий КПД;
- природоохранные качества, в воздух выбрасывается минимальное количество вредных химических веществ;
- топливо сгорает почти полностью, количество золы незначительное, поэтому количество очисток сводится к минимуму, и не требует очистки при каждой закладке дров;
- большая камера горения позволяет закладывать большие поленья, во многих случаях они не требуют колки.
Если говорит о минусах, то их также немало:
- Это высокая стоимость котла, сопоставимая с увеличением на 50–100 % стоимости твердотопливных.
- Обязательное наличие электрических вентиляторов для подачи и разогрева воздуха, что может быть проблемой для регионов с перебоями электрообеспечения.
- Уровень КПД во многом зависит от качества, или точнее уровня влажности дров, который не должен привышать 20–25 %. Чем выше влажность дров, тем больше энергии уходит на их разогрев до нужной температуры. При влажности дров в 50 % процесс пиролиза не запускается и агрегат работает как обычный твердотопливный.
- Котёл имеет большие объемы и требует отдельного помещения для установки – котельной.
Ещё одним важным аспектом устройства пиролизных котлов является необходимость расчёта мощности агрегата на отопляемую площадь. Здесь кроме показателя площади необходимо учитывать температуру воздуха в регионе, уровень утепления дома и периодичность отопляемости.
Нередко пиролизные агрегаты используют с сухой системой подачи тепла.
Схема устройства пиролизного котла
Нюансы выбора пиролизного котла
Ознакомившись с сильными и слабыми сторонами пиролизных котлов, можно уже подумать и о покупке такого агрегата. Но данное приобретение будет рациональным в том случае, если есть возможность всегда запасаться сухими дровами.
Когда нет возможности выполнить требования касательно топлива, то рекомендуется обратить внимание на котлы, которые являются комбинированным. То есть, в них идет 80% сжигания пиролизного материала и 20% традиционного
Также с ними можно использовать и другое топливо, влажность которого не превышает 50% – древесные отходы, торф, уголь и т. д.
Лучше всего приобретать котел с загрузочной камерой, которая способна вместить в себя дрова до 65 см. Не мало важным является и внутреннее покрытие, которое в идеале должно быть из качественного керамобетона. Именно оно позволяет поддерживать внутри камеры оптимальный температурный режим, что обеспечивает равномерное сжигание топлива и оказывает защиту стенок от прогорания.
Если приобретать пиролизный котел с естественной тягой, то у такого устройства обязательно должна быть автоматическая система регулировки. В этом случае, обороты вентилятора будут управляться контроллером, который, в свою очередь, получает сигналы с температурных датчиков и устройств давления воды. Когда показатели начнут превышать норму, то контроллер автоматически отрегулирует подачу воздушного потока в каждую из камер, а может и вообще его перекрыть. Единственное, что требуется от владельца – установить температурный режим на дисплее котла.
Некоторые современные производители пиролизных котлов усовершенствовали свои модели, создав возможность работать с еще одним водяным контуром. Такое дополнение позволяет обеспечить подачу горячей воды и включить его можно отдельно. Данная опция обеспечивается тем, что змеевик с проточной водой ГВС размещен в водяной рубашке системы. Поэтому, во время движения теплой воды, часть тепла уходит на второй контур, благодаря чему получается усредненная температура. В таких конструкциях есть дополнительная защита, которая предотвращает закипание воды, если внезапно отключится электричество.
Пиролизные котлы могут обогревать не только сам жилой дом, но и прилегающие хозяйственные постройки, где отсутствует водопроводная разводка
В этом случае, нужно обращать внимание на специально разработанные конструкции агрегатов. В таких моделях на корпусе нет водяной рубашки
Ее заменяет воздушный теплообменник. Он способен нагреть квадратуру от 100 до 1000 кв. м. Конечно, решающую роль играет модификация котла. Но в любой модели есть воздушная заслонка, которая помогает осуществлять контроль за горением. Это может проводиться вручную или при помощи цепного привода.
Напоследок стоит сказать и про дымоход к таким котлам. Так как тут нет механического побуждения тяги, то дымоход должен обеспечить должную силу тяги, в обратном случае, весь дым будет идти в жилые комнаты. Для этого в конструкции должен быть предусмотрен специальный вентилятор.
В зависимости от будущих условий эксплуатаций, подбирается и модификация пиролизного котла длительного горения. Если будет выбран действительно качественный агрегат, то топливо в нем будет гореть не менее 8-10 часов, а замены он потребует не ранее, чем через 18-20 лет.
Виды пиролизных устройств, характеристики
Котлы на основе пиролиза различаются по своему строению. Так, существуют:
Камера дожига сверху. Встречается редко. Преимущества конструкции в том, что дымовой газ беспрепятственно проходит в камеру дожига, а после догорания сразу попадает в дымоход для дальнейшего охлаждения. Среди минусов — расположение дымовой системы неэкономичное, так как изначально требуется больше расходного материала для изготовления подобной конструкции.
Фото 2. Пиролизный котел с нижней камерой дожига. Стрелками указаны составные части устройства.
Камера дожига снизу. Самый распространённый и наиболее комфортный тип конструкции. Пользователю удобно закладывать дрова, так как камера находится не на полу. А также камера имеет прямой выход в нижний дымоотвод, а оттуда — в дымоход. Однако подобная конструкция имеет также свои недостатки. Так, из загрузочного отсека зола засоряет вторую камеру, поэтому её чаще чистят. Кроме того, нужно обеспечивать усиленную тягу, чтобы дым продвигался вниз.
А также пиролизные котлы различаются по типу используемой тяги:
- Естественная тяга. Нет необходимости в электрике. Однако для эксплуатации нужен довольно высокий дымоход с мощной естественной тягой, что будет стоить дорого.
- Принудительный наддув и тяга. Котёл становится энергозависимым, впрочем, повышается скорость выхода на режим. Такой агрегат оснащается вентиляторами и дымососами, которыми управляет автоматика — полностью пропадает зависимость от погодных условий и повышается эффективность горения. Этот тип топки может работать с максимальным уровнем КПД на протяжении 4—5 часов, а это на 20% больше, чем у котла с естественной тягой.
По способу отопления выделяют два типа пиролизных устройств:
- Для водяного отопления. В качестве теплоносителя выступает вода, которая нагревается в теплообменнике, затем разливается по трубам в радиаторы. Температура поддерживается за счёт постоянной циркуляции.
- Для воздушного отопления. В бытовых условиях используется значительно реже. Зачастую применяют для обогрева хозяйственных построек или на производствах. Тепловая энергия распределяется в помещении с помощью тёплых воздушных масс. Они прогреваются в результате сгорания сырья. Тепло распределяется посредством алюминиевых труб и нагнетателей. Такая система управляется автоматикой, поэтому владелец с лёгкостью может настроить её в соответствии со своими потребностями.
Как выбрать такой прибор
При выборе агрегата на основе пиролиза обращают внимание на его ключевые характеристики:
Качество корпуса. Раньше корпус топки изготавливали преимущественно из чугуна.
Теперь производители выпускают цельносварной корпус из листового материала.
Главное здесь — его толщина.
Она зависит от мощности котла:
- 15—65 кВт: внутренние конструкции 5 мм, наружные — 4 мм;
- 75—110 кВт: внутренние — 6 мм, внешние — 5 мм;
- 135—195 кВт: внутри — 8 мм, снаружи — 6 мм;
- 200 кВт и более: внутренние составляющие — 10 мм, наружные — 8 мм.
Мощность. Этот показатель зависит от отапливаемой площади. Существует множество методик определения мощности. Самый простой и оптимальный среди них — брать за основу 1 кВт на 10 квадратных метров отапливаемой площади.
Специалисты рекомендуют агрегат с 10% запасом мощности. Так, для помещения на 120 метров квадратных подойдёт котёл на 16 кВт. Если площадь территории 160 метров квадратных, мощность устройства должна составлять не менее 18 кВт, и далее по такому же принципу.
Справка. Если высота потолков в отапливаемом помещении превышает 3 м, для каждого дополнительного метра добавляется мощность котла на 1—3%.
Энергоэффективность. Обозначает соотношение полезной теплоты, которая была израсходована, с объёмом затраченного сырья. Этот показатель зависит в основном от топлива. Так, для эффективного прогревания необходимы исключительно сухие расходные материалы.
Впрочем, учитывают также объем загрузочной камеры, которая вмещает дрова до 60—65 см. Кроме этого, обе камеры покрывают специальным слоем керамобетона — он поддерживает подходящую температуру внутри. В результате топливо сжигается более качественно и эффективно.
Важно! Оптимальным считается котёл, который обеспечивает не менее 10 непрерывных часов горения сырья и служит бесперебойно на протяжении 20 лет. Стоимость
Пиролизные котлы стоят дороже других типов отопительных котлов. Однако и здесь есть варианты. Так, отечественные в 2—3 раза дешевле импортных, а по характеристикам не уступают заграничным аналогам
Стоимость. Пиролизные котлы стоят дороже других типов отопительных котлов. Однако и здесь есть варианты. Так, отечественные в 2—3 раза дешевле импортных, а по характеристикам не уступают заграничным аналогам.
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:
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.
Отличия устройства от обычных котлов
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
Принцип действия
Сейчас мы попытаемся понять, как устроен пиролизный котел длительного горения и как он работает. Принцип действия очень прост и одновременно сложен. О пиролизе рассказывается еще в школьном курсе физики – подвергаясь нагреванию в замкнутом пространстве, древесина выделяет горючие газы, которые можно поджечь и получить тепло. Фактически прямого сгорания древесины в таком опыте нет.
В пиролизных котлах длительного горения дрова все-таки горят, но с ограничением подачи воздуха. Можно сказать, что это медленное тление. Разгоревшись, дерево начинает выделять горючие газы, которые сгорают в камере дожигания. Итого мы получаем два источника тепла – это горящие дрова и сгорающий древесный газ. Эффект от такого поэтапного сгорания ощущается в виде экономии топлива до 40%.
Древесный газ в пиролизных котлах длительного сгорания образуется в результате медленного тления топлива. Одновременно с этим оборудование нагревает воздух, который вместе с древесным газом подается в камеру дожигания. Там смесь воспламеняется и сгорает с образованием большого количества тепла. При этом количество вредных выбросов, по сравнению с традиционными котлами, предельно мало.
Таким образом, пиролизный котел – это прямая экономия топлива, так как из одной и той же порции дров можно выделить большее количество тепла. Вместо 10 кубометров дров на один зимний период может уйти всего 6-7 кубометров. При этом пользователям не нужно будет каждые 2-3 часа подкладывать в ненасытную топку все новые порции дров.
Пиролизные котлы длительного горения выпускаются в нескольких модификациях:
Несмотря на низкую скорость горения топлива, выделяемые порилизные газы способны нагнетать пламя до подобного яркого бело-желтого цвета.
- Энергонезависимые – они работают на естественной тяге и управляются механическим способом;
- Энергозависимые – здесь пиролиз протекает с использованием принудительной тяги. За счет этого повышается эффективность горения;
- С разным расположением камеры дожигания – она может располагаться над камерой сгорания или под ней. Также в продаже присутствуют модификации с последовательным расположением камер.
Модификаций много, но в целом устройство и принцип работы почти ничем не отличаются.
Энергозависимые пиролизные котлы длительного горения хороши тем, что в них часто присутствует автоматика, которая может управлять мощностью оборудования и интенсивностью горения, ориентируясь на температуру теплоносителя или на температуру в комнатах.
Длительное горение в пиролизных котлах обеспечивается сразу двумя факторами. Первый фактор – это низкая скорость горения/тления древесины. Второй фактор – большой объем камеры сгорания. Например, в продаже присутствуют пиролизные котлы с объемом топки 50 литров и даже больше. Неудивительно, что частота подходов для загрузки горючего снижается до 1-2 раз в сутки.
Преимущества
Современные пиролизные котлы пользуются огромным спросом. Здесь топливо полностью сгорает, а значит, не придется регулярно очищать оборудование от сажи. Отдельно стоит упомянуть отсутствие едкого дыма. Поскольку топливо сгорает практически полностью, выделение отходов минимально. Соответственно, подобные газогенераторы считаются более экономичными. Также это позволяет применять для пиролиза отходы швейного производства. Использование качественного топлива обеспечивает работу котла в течение 12 часов на одной закладке.
Традиционные твердотопливные котлы из-за особенностей топлива всегда плохо поддавались управлению, однако использование пиролиза помогает решить проблему. Поскольку основное горение осуществляется в камере дожига, функционирование подобного оборудования возможно в автоматическом режиме.
Как выбрать
Основным критерием при выборе котла длительного горения является его номинальная тепловая мощность, притом при использовании основного типа топлива.
Уже после этого следует обратить внимание на:
- объем топочной камеры;
- время работы от одной загрузки;
- вариант исполнения и наличие автоматики;
- возможность использования других типов твердого топлива;
- количество и характеристики теплообменников.
Рассчитывать на загрузку топлива, которой хватит на неделю в котлах, позиционирующиеся для частного дома, не стоит. Оптимальное значение автономной работы составляет от 17 до 45 часов, что вполне пригодно для частного пользования.
https://youtube.com/watch?v=kccX3MAcKOg%3F
Выводы и рекомендации по выбору
Выбирать из всех существующих котлов пиролизный имеет смысл при таком раскладе:
- вы готовы платить за эффективность и сохранение окружающей среды;
- бюджет позволяет приобрести отопитель и теплоаккумулятор нужного объема;
- в котельной хватает места под оборудование;
- есть возможность заготавливать качественные дрова, покупать брикеты либо сушить свежесрубленную древесину.
Модель теплогенератора подбирается по мощности и функциональности. Как правильно выбрать источник тепла на дровах для дома, читайте в нашей инструкции.
Изначально пиролизные бытовые котлы рассчитаны на установку бака-аккумулятора и использование хорошего топлива. Это западноевропейская практика, где твердотопливные агрегаты нельзя эксплуатировать без буферного резервуара.
У нас доходы не столь высоки, оттого домовладельцы экономят на всем – оборудовании, горючем, способе сжигания. Отсюда вывод: на данный момент газогенераторные установки несовместимы с нуждами и расходами большинства домовладельцев, ведь их не удастся правильно эксплуатировать.
