Новые пиролизные котлы. Как правильно выбрать пиролизный котел длительного горения? Виды применяемого горючего в твердотопливных котлах

Что такое пиролиз древесины

Пиролиз - это разложение вещества под воздействием температуры.
Пиролиз древесины - это термическое разложение древесного вещества.

Под воздействием температуры древесина разлагается на продукты пиролиза древесины - углерод (древесный уголь) и летучие углеводороды (пиролизный газ). Продукты пиролиза древесины - горючие вещества. Когда - мы видим горение (окисление) именно продуктов пиролиза древесины. Без предварительного пиролиза (термического разложения) древесина гореть не будет. Предварительный пиролиз древесного вещества - это обязательное условие горения древесины. В любом костре и печке, на кончике горящей спички и в бушующем лесном пожаре, обязательно происходит одно и тоже - непрерывно идёт термическое разложение (пиролиз) древесного вещества и горение (окисление) продуктов пиролиза древесины. Если древесина не горит - значит нет достаточно сильного и эффективного процесса пиролиза древесного вещества, способного поддержать горение древесины.

Поджиг и горение древесины

Если древесину нагревать достаточно долго и сильно - начнётся её термическое разложение с последующим воспламенением продуктов пиролиза. Первый, вялотекущий процесс пиролиза древесины начинается уже при её нагревании до температуры 120°С...150°С. Потом, по мере нагрева - термическое разложение усиливается и становится заметно невооружённым глазом. При температуре 250°С...350°С наступает обугливание поверхности дерева и появляется белый дым. При этой температуре может наступить кратковременное воспламенение продуктов пиролиза. При дальнейшем нагревании древесины до 600°С, наступит непременное воспламенение этих самых продуктов температурного распада - образовавшегося древесного угля и пиролизного газа. Если зону воспламенения не переохладить - древесина загорится и будет гореть. Более подробно о процессе горения древесины можно почитать в статье « ».

Что такое пиролизное горение древесины

Принципиально, любое горение древесины является пиролизным, поскольку любому горению древесины предшествует её предварительный - термическое разложение. Горение древесины не может быть никаким другим, как непременно - пиролизным.

Что такое дровяной пиролизный котёл

Дровяной пиролизный котёл - это отопительное оборудование, работающее на дровах и органических отопительных брикетах, по принципу (раздельного) горения топлива. Поскольку, при таком раздельном горении топлива выделяется (генерируется) пиролизный газ, то пиролизные котлы часто называют «газогенераторными» или «газицирующими». Специалисты могут разделять эти понятия для тех случаев, когда это действительно важно. Для рядового-же потребителя нужно запомнить только одно:

Главное отличие пиролизного котла - это наличие двухкамерной конструкции корпуса, которая обеспечивает раздельное горение топлива

Более подробно про пиролизные котлы можно почитать в статье

Топливо для дровяного пиролизного котла

Топливом для пиролизного котла служат и топливные брикеты (древесные и органические). В небольшом процентном соотношении (не более 15-25% от общей массы) можно добавлять щепу, опилки, стружку, мелкие деревоотходы и даже - пеллеты.

Несмотря на то, что пеллеты - это 100% древесина, они не могут служить основным топливом для пиролизного котла, из-за своей мелкой фракции. Минимальные размеры кусков топлива для пиролизного котла - 70-100мм в поперечнике, не менее.

Не могут служить топливом для пиролизного котла ископаемые энергоносители и продукты их переработки - газ, нефть, уголь и угольные топливные брикеты, а также резиноизделия и пластмассодержашие вещества.

Работа дровяного пиролизного котла (видео)

Порыскав по Сети, без труда нашёл хорошее видео про работу пиролизного котла. На экране чётко видно, что дрова (топливо) загружают в верхнюю (пиролизную) камеру. Там древесина тлеет и разлагается под воздействием высокой температуры. При этом выделяется горючий пиролизный газ. Затем, уже в нижней камере - этот газ сгорает, как обычный природный газ. Остатки древесины догорают в верхней камере.

Как выбрать дровяной пиролизный котёл

Ныне, дровяные пиролизные котлы не делает и не продаёт только ленивый. Оно и немудрено. Во времена топливных кризисов, дровяное отопление - это есть лакомый кусочек и бальзам на сердце. Тем не менее, НАСТОЯЩИЕ пиролизные котлы не каждому производителю и продавцу «по зубам». Потому как, вещь эта - очень материалоёмкая и громоздкая. А поскольку, «зря переть за тридевять земель» груду металла и керамики - никто не будет, то покупая пиролизный котёл - нужно сразу настраиваться на работу с отечественным производителем или хорошо налаженной дилерской сетью.

Вот с ними и нужно будет согласовать следующие вопросы, архиважные при покупке дровяного пиролизного котла:

Футеровка дровяного пиролизного котла

Футеровка обязательна для дровяного пиролизного котла.
И дело здесь, вовсе не в защите металла от прогорания.
Металлу-то, как раз ничего и не угрожает.

А вот сам процесс пиролиза древесины может пострадать от переохлаждения. Потому что, активное термическое разложение древесного вещества возможно только при температуре, не менее 600...800ºС. И, если топливо будет контактировать со стальными водоохлаждаемыми стенками корпуса котла (t=120...250ºС) - оно просто погаснет или будет плохо гореть. Получается, что футеровка пиролизного котла защищает зону горения топлива (дров) от переохлаждения.

Кроме этого, комплект футеровки любого пиролизного котла содержит пренаиважнейшую деталь, без которой работа пиролизного отопительного агрегата просто немыслима - это керамическое СОПЛО!

Пояснение важности сопла
- Абсолютно все пиролизные котлы обязательно имеют две камеры - камеру загрузочную (для пиролиза древесины) и камеру сгорания (для сжигания пиролизных газов). Эти две камеры, всенепременно соединены керамическим соплом, которое является главным атрибутом горения пиролизных газов.

Керамическое сопло дровяного отопительного пиролизного агрегата - это его «ахиллесова пята». Сопло пиролизного котла выдерживает тепловые удары с амплитудой, почти в 600ºС, очень быстро изнашивается, разрушается и выходит со строя. Срок службы сопла, максимум 3-4года. После этого его нужно будет заменить.

И, если срок службы корпуса котла составляет 15-20 лет, а срок службы деталей его футеровки 3-4 года, то это значит лишь одно - периодически детали футеровки пиролизного отопительного агрегата нужно будет покупать у его производителя и менять.

Отсюда вывод - нужно брать продукцию известных производителей, у которых налажена дилерская сеть и не должно возникать проблем с покупкой запчастей.

Совет
- Если решили приобрести дровяной пиролизный котёл - попробуйте сразу купить к нему комплект футеровки. Ответ продавца будет бальзамом на сердце. Или она (футеровка, сопло) есть в продаже, или её нет. В любом случае - это избавит от больших проблем в будущем, ибо футеровка дровяных пиролизных котлов уникальна по своей конфигурации и купить её можно только у производителя.

Таким образом получается, что пиролизные котлы привязаны к своему производителю, потому что только у производителя пиролизного котла можно купить его футеровку

Толщина металла корпуса дровяного пиролизного котла

Ныне, чугунный корпус котла - большая редкость. Все современные дровяные котлы имеют цельносварной стальной корпус из листового металла. При выборе пиролизного дровяного котла - интересуйтесь толщиной металла его корпуса.

Вот, ориентировочная информация по толщине металла корпуса пиролизного дровяного котла в зависимости от его мощности:

Вес дровяного пиролизного котла

Из первых двух вопросов вытекает третий. Коль скоро было решено, что пиролизный отопительный агрегат должен иметь толстые стенки своего корпуса и толстую футеровку, то и вес его должен быть не шуточный. Так оно и есть. Пиролизные котлы - тяжёлая штука. И, если вес дровяного пиролизного котла меньше, соответственно - производитель сэкономил на металле или футеровке изделия.

Хороших и лёгких дровяных пиролизных котлов - не бывает

Вот ориентировочный вес пиролизных котлов в зависимости от их мощности:

Прим. Информация взята из техотдела одного из ведущих производителей дровяных пиролизных котлов.

Размеры дровяного пиролизного котла

Размеры дровяного пиролизного котла слагается из совокупности размеров камер сгорания плюс размеры теплообменника. Должно быть, не менее:

Прим. Информация взята из техотдела одного из ведущих производителей дровяных пиролизных котлов.

Отапливаемая площадь для дровяного котла

Самое важное дело - это подобрать дровяной пиролизный котёл по размеру.
Советов и методик здесь может быть много. Самый простой и проверенный дедовский способ - это подбирать отопительный агрегат из расчёта 1кВт на 10 м 2 отапливаемой площади. Выбирать нужно с запасом в 10%. Соответственно, на 120м 2 нужен котёл 16кВт, на 160м 2 нужен котёл 18кВт и так далее... Если производитель «не обдурил» с показателем мощности дровяного пиролизного котла - все будет работать.

Маленькая поправка на высоту помещения
- Если высота отапливаемого помещения больше 3м, то на каждый метр свыше нужно добавлять мощность выбираемого котла +1...3%.

Что делать после выбора дровяного котла

(шуточные советы от производителя)

После выбора и покупки дровяного котла возникает вопрос - а что с ним теперь, собственно делать?

Транспортировка дровяного пиролизного котла
Правильная транспортировка дровяного котла - это очень важно. Лучше всего, пиролизные котлы не перевозить, а кантовать к месту установки. При этом нужно не забывать, что, чем чаще котёл «гепнули» об матушку-землю, тем крепче стала футеровка и корпус котла. «Утряска», знаете-ли - дело нужное. Естественно, такой отопительный агрегат послужит дольше.
(Идеальный вариант перемещения котла в пространстве - это «волоком по бездорожью») Если при этом, слегка оцарапается облицовка, отвалится дверца или блок автоматики - не расстраивайтесь. Смело звоните в отдел технической поддержки производителя и требуйте замены некачественных деталей. При этом, не забудьте отрезать (оторвать) температурный датчик, типа - сам отвалился.

Установка и подключение дровяного пиролизного котла
При установке дровяного пиролизного котла смело игнорируйте любые сантехнические правила, СНИПы и, самое главное - здравый смысл! Помните, что дровяные котлы могут работать, даже «лёжа на боку»! Дровяным пиролизным котлам не нужна квалифицированная работа по их установке и обслуживанию. Это ведь ДРОВА. Позовите «шабашников», «присандальте» пиролизный котёл своей системе отопления и сразу звоните в службу техподдержки производителя.

Подбор персонала для обслуживания дровяного пиролизного котла
При подборе персонала, на роль оператора дровяного пиролизного котла выбирайте алкашей из подворотни. Они-то уж точно смогут колоть и запихивать дрова в топку котла. А, тискать кнопки автоматики - позовите кого-нибудь из своих знакомых, чтобы с высшим образованием был человек, значит.

Обслуживание дровяного пиролизного котла
Кто-то выдумал сервисное обслуживание дровяного пиролизного котла. Бред. Что там обслуживать? Напихал дров, поджёг и пусть горят. Ну, есть немного золы и пепла. Так они сами вываливаются из котла при открывании дверок.
Производитель напоминает о необходимости раз в сезон открыть теплообменник и очистить поверхность труб от сажи? Чепуха. Зачем пачкать руки, чтобы почистить то, что не видно?

Инструкция по эксплуатации, паспорт и гарантийный талон
К каждому пиролизному котлу прилагается «Инструкция по эксплуатации», «Паспорт» и «Гарантийный талон». Что это такое и для чего это делается?
Пояснение:

• Гарантийный талон
  - Его можно повесить в рамочку, там красивые печати и подписи
• Паспорт
  - Ну, это на тот случай, если спецслужбы заинтересуются происхождением котла. Тогда нужно сунуть паспорт им в нос и послать куда подальше.
• Инструкция по эксплуатации
  - О, это важно! Только, читать её вовсе не обязательно.
  На самом деле - это бумага для первого розжига котла.

Электронный блок управления (автоматика)
На нем всего шесть кнопок. Это гораздо меньше, чем на мобильном телефоне. Так что проблем не будет. Тискаем кнопки и смотрим, что получается. Кнопка «для самоуничтожения» производителем не предусмотрена, так что потребителю ничего не угрожает.

Первый розжиг дровяного пиролизного котла!
Песня! Очень важно, при первом розжиге, все свои проблемы списать на производителя! При этом нужно помнить, что звонить в службу технической поддержки нужно до полного самоудовлетворения! А куда им деваться. За то они деньги получают!

Кстати, отдел маркетинга и техническая служба завода, с большим удовольствием читают по телефону «Инструкцию по эксплуатации», которую прикладывают к каждому пиролизному котлу. Кроме того, за небольшое вознаграждение, та же «Инструкция по эксплуатации» читается в стихах и под аккомпанемент бубна.

Конденсат в корпусе дровяного пиролизного котла
Никому не верьте. Никакого в природе не существует! Это все выдумки производителя. Как только увидите лужу под своим пиролизным котлом - сразу начинайте звонить производителю. Причём, чем чаще - тем лучше. Пусть приезжают и забирают своё дырявое корыто. Потом, вдоволь наговорившись по телефону и приняв на веру утверждение про конденсат, можно будет немного расслабиться.

Практикой доказано, что примерно, через сутки-трое, а в особо тяжёлых случаях - всего через неделю, все владельцы пиролизных котлов приноравливаются топить котёл так, что конденсатообразование сводится к нолю. Однако, при первом розжиге гарантировано море конденсата. В отдельных случаях его количество может достигать десятков литров.

Дрова для дровяного пиролизного котла
нужны сырые. Более того - мокрые или свежесрубленные.
Где-то вычитали, что пиролизные котлы позволяют сжигать дрова, влажностью до 70%? Правильно. Вот такие дрова и нужно пихать в топку. А если дрова ещё и мёрзлые да с кусками льда, так это вообще - класс. Именно такая древесина даст наибольшее количество тепла при сгорании. Что касается породы дерева, так выбираем тополь. Он дешевле дуба и даёт много прекрасной золы. К тому же, гораздо приятней смотреть на огромную кучу низкокалорийных тополиных чурбаков, нежели на пару высококачественных дубовых поленьев. Низкокалорийность нынче в моде. Все хотят похудеть. Теперь, и йогурты низкокалорийные, и сало. Стало быть, заготавливать на зиму низкокалорийные дрова - тоже модно. Типа - самый писк, по теме.

Лопата
Как известно, смеяться нужно после слова «лопата». В этом месте можно улыбнуться.

Ностальгия по газовой идиллии

Эх, хорошее было дело - газовое отопление.
Ах, какая это была песня - массовая газификация Советского Союза.
А слова-то в ней какие были - Уренгой-Помары-Ужгород.
Народ тогда принимал новшество «на ура!» и целыми улицами, городами и сёлами переходил с угольно-дровяного печного отопления на отопление газовое - цивилизованное. О! Газовые котлы и плиты очень быстро завоевали сердца потребителей и прочно вошли в бытовую и производственную жизнь. Теплоцентрали почти полностью перешли на газ. Все новые котельные проектировались и строились только под газ. Человечество вздохнуло с облегчением и на долгие годы газ стал одним из главных источников тепловой энергии.

Газовое отопление - непозволительная роскошь

В последнее время ситуация изменилась кардинально.
Природный газ подорожал. Причём, подорожал так сильно, что неожиданно наступающая зима портит настроение абсолютно всем, кто живёт не в шалаше. Газовые войны и газовые кризисы давно стали нормой и уже никого не удивляют. Внезапно перекрытые газопроводы и магистрали - любимые фишки нынешней власти. Неудержимый рост стоимости газового отопления отрицательно сказывается на «упитанности» кошелька, угрожая довести последнего до состояния ярко выраженной дистрофии. Расходы на газовое отопление увеличились настолько, что иногда - проще отключить его совсем и сидеть в валенках, нежели оплачивать баснословные счета

Газовое отопление, из предмета первой необходимости, постепенно превратилось в предмет роскоши

Ба, даже у новоявленных постсоветских буржуев бывают проблемы с газовым отоплением. Правда, по иной причине, нежели финансовой. Денег-то как раз, у буржуинов - навалом. Вот только газом можно пользоваться исключительно при наличии газопроводов. А их давно уже никто не строит. Нет массовой газификации - и все тут. Вот и сидят господа-с, при своих-то деньгах - и в нетопленных загородных домиках. Такие вот дела.

Выход напрашивается один - найти другой источник тепловой энергии и сказать «гуд бай» газу, как топливу

Дровяное отопление - как вариант

Об альтернативных энергоносителях сказано много, а написано - еще больше. Как вариант - дровяное отопление. Даже благополучная и сытая Европа не брезгует дровяным отоплением. Чего уж стесняться нам, сирым. Благо, научно-технический прогресс и господа производители обратили свои ясны очи на сию проблему и «наклепали» такое невероятное количество модификаций дровяных котлов, что глаза разбегаются. Да, ныне дровяные котлы не делает только ленивый. Вот это и сбивает с толку неискушённого потребителя. В этой статье автор рискнул обобщить свой опыт по работе с дровяными пиролизными котлами и дать несколько советов по их выбору-подбору. Часть советов изложена в шуточной форме, что отнюдь не умаляет их информационной ценности.

Альтернативное Отопление:

: «{link-category}»

{related-news}

Еще совсем недавно при выборе топлива практически для любых котлов всегда отдавалось предпочтение газу, а твердые виды оставались на втором месте. Но технологический прогресс не стоит на месте, и современные технологии позволяют качественно использовать любой вид топлива, в том числе и твердый. Для этого были разработаны специальные пиролизные котлы.

Процесс генерации тепла

Отопительный агрегат работает по принципу, в основе которого заложен пиролиз. Так, в процессе тления происходит распад топлива на две составляющие: уголь и газ. Медленное горение обеспечивается за счет ограничения подачи воздуха в печи. Продукты распада в виде газа улавливаются для участия в дальнейших тепловых процессах.

Пиролизный газ разбавляется воздухом и сжигается при более высоких температурах. В результате такого взаимодействия происходит веделение тепла.

Требования к горючему веществу

В зависимости от качества топлива, которое сжигается, определяется тип отопительного оборудования.

Существует два вида пиролизных печей:

• энергонезависимые;
• утилизаторы отходов.

Они различаются между собой качеством горючего, которое в них сжигают.

Для них необходимо использовать топливо с минимальной влажностью. Это обеспечит длительный срок эксплуатации. Максимальное значение не должно превышать 25%.

Использование качественной древесины позволяет получать 4 кВт/час при тлении 1 кг горючего. Это отличный вариант для отопления дома.

Пиролизные этого типа не слишком привередливы к топливу. Использоваться могут и торф, и отходы древесины, а также некачественные сорта угля. Требования к влажности не так высоки, как в предыдущем варианте - допускается влажность до 50%.

Но сырая древесина (отходы) снижают мощность в 2 раза. Это связано с тем, что влажное топливо плохо горит и выделяет много дыма.

Виды используемого топлива

Древесина и ее отходы могут использоваться в различной форме:

• бруски размерами 250×450;
• опилки различной величины;
• брикеты, сформированные из остатков переработки.

Дрова производятся в основном из древесины лиственных пород, но применяются и хвойные. Кроме древесины могут использоваться различные виды угля. Выбор топлива зависит от времени его сгорания. Этот показатель имеет разные значения:

• черный уголь – 10 часов;
• бурый концентрат – до 8 часов;
• мягкое дерево – 5 часов;
• древесина твердая – 6 часов.

Устройство газогенераторов

Характерной особенностью конструкции является наличие двух камер в топке. Верхняя камера предназначена для загрузки дров и первичного процесса тления. В нижней камере происходит сгорания смеси газов и выделение тепла. Между собой они разделены газифицирующей форсункой. Чаще всего ее изготавливают из огнеупорного бетона. Топка является основным элементом, но кроме нее в конструкции предусмотрены и следующие узлы:

• дымосос;
• трубы и патрубки дымохода;
• система подачи и вывода воды;
• всевозможные регуляторы;
• корпус.

Конструкции котлов могут быть разными, но существенных отличий в принципе работы у них нет. Он обозначен несколькими операциями:

1. устанавливается режим горения;
2. разжигается топливо;
3. достигается необходимая температура в топке;
4. ограничивается поступление кислорода, и регулятор переводится в режим тления, в процессе которого образуется пиролизный газ;
5. затем он поступает в форсунку, где происходит его смешивание с воздухом;
6. полученная газовая смесь перегоняется в нижнюю камеру, где происходит его сгорание и выброс тепла, которое расходуется на обогрев дома.

Весь рабочий цикл теплогенератора можно определить двумя основными этапами:

• образование газа в загрузочной камере при температуре 200–800 ºС;
• сжигание пиролизной газовой смеси в отсеке сгорания при нагреве до 1200 ºС.

Выделяющееся в процессе тепло нагревает воздух. Применение механизма пиролиза ставит газогенератор на ступеньку выше дровяного котла прямого сгорания.

Процесс запуска

Если котел правильно работает, то горящее пламя будет желтовато-белого цвета. Чтобы достичь этого, необходимо правильно запустить оборудование: перед закладкой угля или другого горючего следует нагреть загрузочную камеру до температуры 600–800ºС.

После загрузки топлива происходит его возгорание, и теперь можно переключать оборудование на пиролизный цикл. Также необходимо включить дополнительную тягу, которую обеспечивает дымосос. Придерживаясь простых правил, можно обеспечить медленное бескислородное сгорание угля с полезным выделением тепла.

Преимущества

Весь процесс сгорания и получения тепла автоматизирован в отличие от печей прямого сгорания. Также оборудование позволяет регулировать мощность в пределах 50–100%. Кроме этих параметров их эксплуатация связана с рядом плюсов:

• не требуется регулярная чистка от сажи и пепла, потому что топливо сгорает практически полностью;
• быстрый прогрев дома - повышение температуры на 20ºС происходит за полчаса;
• экономия горючего за счет увеличенного цикла сгорания одной закладки;
• коэффициент полезного действия в зависимости от модели составляет 80–85%;
• безопасность, простота и удобство в управлении.

При отсутствии доступа к газовой магистрали пиролизные твердотопливные котлы – это оптимальный вариант отопительного оборудования.

Недостатки использования газогенераторов

Большой перечень преимуществ может быть немного омрачен рядом минусов. Прежде чем остановить свой выбор на таком отопительном агрегате следует изучить и недостатки:

• высокие требования к используемой древесине, как к виду топлива;
• отсутствие автоматизированного режима загрузки;
• использование принудительной тяги требует расхода электроэнергии, а это дополнительные затраты;
• отсутствие возможности нагрева воды, что связано с тем, что во всех моделях предусмотрена только одноконтурная система;
• высокая стоимость.

Область применения

Используются пиролизные котлы длительного горения как в гражданских, так и промышленных помещениях. Если речь идет о больших площадях, выбор такого источника тепла будет оптимальным вариантом. Установка же генератора в маленьком доме нецелесообразна и не оправдывает себя.

Главной проблемой твердотопливных печей, всегда было выделение дыма, газа. Кроме запаха в воздух попадали и токсические испарения. Процесс пиролиза решил эту проблему полным сгоранием топлива, поэтому побочные эффекты сведены к минимуму.

Экологический фактор становится все более приоритетным при выборе источника обогрева. Очень часто печи используют на предприятиях деревообрабатывающей и легкой промышленности. С их же помощью утилизируются отходы, и генерируется достаточное количество тепла для обогрева дома.

Пиролизные котлы с каждым годом пользуются все большей популярностью при установке системы отопления. Хотя они и имеют несколько недостатков, такие параметры, как высокая эффективность и экологичность вполне их компенсируют. Газогенераторы имеют высокую стоимость, которая в 1,5 раза превышает классический вариант. Но они окупятся в кратчайшие сроки за счет снижения расхода топлива.

Отправим материал вам на e-mail

К отлы 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 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.

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 СО 2 , можно доокислить, то есть сжечь снова, получив при этом еще некоторое количество тепловой энергии.

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.

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.

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.

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.

Видео: пиролизный котел: мифы и реальность

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 .

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.

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.

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.

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.

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.

В случаях, когда нет возможности обеспечить дом газовым отоплением, а электрические системы неприемлемы по цене, хорошей альтернативой является современное автономное оборудование, например, пиролизные твердотопливные котлы длительного горения. Рассмотрев особенности, преимущества, недостатки изделий, можно понять, насколько выгодны их приобретение и эксплуатация.

Особенности пиролизных котлов

Главное отличие газогенераторных котлов от обычных твердотопливных агрегатов заключается в их устройстве, которое обеспечивает возможность процесса пиролиза, то есть термического разложения веществ. В результате тепло выделяется за счет сжигания самого топлива (древесины, древесного угля и т. п.) и выделяемых в процессе газов.

Устройство

Основным элементом является топка, которая состоит из двух камер: загрузки (также называется «газифицирующей») и сгорания. Первое отделение предназначено для закладки топлива. Во второй камере происходит сжигание пиролизных газов.

Отделы топки разделяются колосником и сообщаются посредством форсунки. В отличие от других бытовых котлов, для газогенераторного оборудования характерно верхнее дутье, когда пе рвичный воздух направляется сверху вниз.

Во многих таких приборах применяется принудительная тяга, в связи с повышенным аэродинамическим сопротивлением внутри топки. Для этих целей агрегат оборудуется вытяжным вентилятором.

Подробности конструкции можно рассмотреть на схеме.

Принцип действия

Ключевыми особенностями газогенераторного оборудования являются более продолжительное горение от одной закладки и меньший расход топлива. Эти преимущества возможны благодаря принципу действия пиролизных агрегатов.

Работу котла можно разделить на следующие этапы:

1. В газифицирующую камеру загружается сжигаемый материал.
2. Котел растапливается, закрывается дверца и запускается дымосос.
3. За счет недостатка кислорода, высокой температуры (200–800 ° С) и медленного горения происходит термическое разложение топлива.
4. В результате выделяются газы, которые направляются в камеру сжигания и догорают там, выделяя дополнительное тепло. При этом подается вторичный воздух, который улучшает процесс горения.
5. Часть тепла возвращается к нижнему слою дров и поддерживает процесс термического разложения. Другая часть с помощью жидкости передается приборам теплообмена системы отопления дома.

Преимущества

Рассматриваемый тип отопления используется в случае невозможности подвести к дому газовую трубу. В такой ситуации выбор чаще всего происходит между обычными твердотопливными котлами и пиролизными агрегатами.

Газогенераторные приборы обладают рядом преимуществ:

1. Работа с одной закладки более продолжительное время, как правило, до 12 часов. В качестве сравнения: для большинства обычных твердотопливных приборов этот показатель составляет 3–4 часа.
2. Нагрев теплоносителя происходит за меньшее время, а значит, быстрее отапливаются помещения.
3. Количество твердых продуктов сгорания минимально, что облегчает чистку котла.
4. Простота управления и регулировки процесса горения пиролизных газов.
5. Количество выбросов вредных веществ в атмосферу значительно меньше.
6. Возможность использования крупных дров в качестве топлива.
7. Более высокий КПД, порядка 85–92%.

Недостатки

Основным недостатком газогенераторного оборудования является его цена, которая превышает стоимость обычных твердотопливных агрегатов в 1,5–2 раза. Однако этот минус оправдывается удобством эксплуатации и быстрой окупаемостью за счет снижения количества потребляемого топлива.

Другие недостатки:

• топливо с влажностью более 25% не подойдет для использования, в таком случае топка не будет работать должным образом;
• некоторые модели прибора энергозависимы;
• крупные габариты;
• нестабильное горение на малых нагрузках (ниже 50%).

Виды пиролизных котлов

В зависимости от технических особенностей газогенераторные агрегаты бывают энергозависимые и энергонезависимые, с нижней или верхней камерой дожига.

Энергозависимые

Наиболее распространенный вид - дутьевые энергозависимые котлы. Этот тип оборудования подразумевает принудительную тягу, то есть наличие электрического вентилятора, который перегоняет выделенный газ из отделения для загрузки в камеру сжигания через специальную форсунку. Как правило, такие пиролизные котлы оснащены электрической панелью управления.

К достоинствам можно отнести:

1. Наличие автоматики, с помощью которой можно контролировать мощность оборудования и интенсивность горения, учитывая температуру в комнатах.
2. Более продолжительное время эффективной работы, чем у приборов с естественной циркуляцией.
3. Повышенную экологичность.

К основным недостаткам можно отнести:

1. Необходимость подключения к электросети.
2. Более дорогой ремонт в случае поломки, так как присутствует сложная электроника.
3. Повышенные требования к используемому топливу: многие виды горючих материалов не подойдут для использования в дутьевых пирокотлах.

Энергонезависимые

Газогенераторное оборудование, не оснащенное электроникой, вентиляторами и дымососами, называется безнаддувным или энергонезависимым. Рабочий процесс здесь происходит за счет естественной циркуляции, то есть выделяемые газы переходят в отсек сжигания без принудительной тяги.

Мощность регулируется посредством механического регулятора тяги за счет изменения объема поступающего первичного воздуха. Внутренние отсеки, как правило, выполняют функцию теплообменника, поэтому им не требуется дополнительная обмуровка, в отличие от котлов с принудительной тягой, работающих от источников питания.

Для работы котла подходит практически любое твердое органическое топливо. Энергонезависимые устройства должны быть оснащены высоким дымовым трактом, чтобы обеспечить лучшую циркуляцию воздуха.

Преимущества приборов с естественной тягой:

• работа без электроэнергии;
• меньшая стоимость;
• большая свобода в выборе топлива.

Недостатки:

• уступают тепловым генераторам с принудительной тягой по эксплуатационным характеристикам;
• обязательна высокая дымовая труба;
• менее экологичны.

С нижней камерой дожига

За счет большего удобства эксплуатации этот вариант наиболее распространен. Топливо требуется загружать в верхнюю часть, что наиболее рационально. Выделяемые при горении газы направляются сверху вниз через форсунку. Дымоход расположен внизу.

Так как при естественной циркуляции летучие вещества перемещаются вверх, в конструкциях с нижней камерой сжигания необходима принудительная тяга.

Главное неудобство такой конструкции состоит в том, что зола из камеры загрузки попадает в отделение для сгорания газов. Поэтому процесс чистки прибора более сложный, и такую процедуру требуется проводить чаще.

С верхней камерой дожига

При такой конструкции возникает меньше проблем с чисткой прибора, так как зола скапливается в отделении для загрузки топлива. Принудительная тяга здесь не обязательна - газ поднимается в камеру сгорания посредством естественной циркуляции.

Однако КПД таких котлов ниже, потому что дым уходит из камеры быстрее, температура его выше, в результате он успевает отдать меньше тепла. Основной принцип работы газогенераторного котла всегда остается неизменным, даже при смене места расположения камеры сгорания.

Какое топливо подходит

Показатель влажности топлива не должен превышать 25%, иначе энергия будет расходоваться на испарение воды, мощность окажется ниже необходимой, водяной пар начнет разбавлять выделяемые газы и мешать горению. В результате котел прекратит работу.

В остальном выбор топлива часто зависит от модели. Бывают устройства исключительно дровяные, а некоторые агрегаты могут хорошо работать и на других видах горючих материалов, таких как бурый или каменный уголь.

Наиболее эффективны газогенераторные системы, работающие на топливе с высоким выходом летучих веществ:

• дрова;
• пеллеты;
• древесные отходы;
• топливные брикеты;
• бурый уголь.

При выборе материала также нужно ориентироваться на продолжительность его горения. Для сжигания мягкой древесины потребуется 7 часов, прессованных опилок, торфа и твердого дерева - 9–10 часов. Время тления бурого угля ограничивается 10–11, а черного - 12–14 часами.

Наибольшую мощность обеспечат натуральные дрова с длиной поленьев 450–650 мм. Кроме того, использование такого вида топлива способствует повышению срока службы оборудования.

Как правильно выбрать

Сегодня множество производителей выпускают газогенераторное оборудование, поэтому выбор модели становится довольно сложной задачей. На пиролизные твердотопливные котлы цена варьируется от 30 до 300 тысяч рублей в зависимости от мощности, комплектации, габаритов и других показателей.

При покупке стоит ориентироваться на следующие характеристики:

1. КПД. Чем выше этот показатель, тем меньше топлива будет расходоваться на обогрев дома.
2. Мощность прибора должна соответствовать площади отапливаемого помещения.
3. Виды горючих материалов, которые можно использовать.
4. Габариты, внешний вид котла, качество сварочных швов.
5. Толщина металла стенок должна быть не менее 4–5 мм.
6. Срок службы самого котла и период гарантийного обслуживания.
7. Стоимость. Нужно отметить, что отечественные модели в 2–3 раза дешевле импортных.

Обзор популярных моделей и их стоимость

На российском рынке представлено множество разновидностей котлов российского и импортного производства. Лидерами по изготовлению газогенераторных систем считаются немецкие производители. Оборудование, изготовленное в Германии, обладает наиболее высокими показателями КПД, а также отличается повышенной экологичностью из-за незначительного выброса вредных веществ в атмосферу.

Чешские и итальянские производители не менее известны на рынке благодаря хорошему качеству продукции. При этом они предлагают оборудование меньшей стоимости по сравнению с моделями немецкого производства.

Российские отопительные системы представляют собой доступную альтернативу импортным аналогам, так как стоят гораздо меньше. В случае ограниченного бюджета нужно остановить свой выбор именно на них.

Buderus Logano S171-20W

Одна из лучших моделей немецкого производства. По типу конструкции - это напольный энергозависимый котел с нижней камерой сгорания. Прибор оснащен современной автоматикой, позволяющей эффективно управлять всей системой. Благодаря мощности 20 кВт может обогреть до 200 квадратных метров площади. Показатель КПД достигает 89%.

В качестве топлива используется природная древесина. Загрузочная камера имеет большой объем (длина полена до 58 см). Котел оснащен индикатором включения, термометром и удобным дисплеем. Реализует функции защиты от перегрева и блокировки насоса.

Теплообменник выполнен из стали толщиной 5 мм. Модель имеет привлекательный дизайн. Габариты прибора небольшие для газогенераторной техники, его размер - 620 x 1136 x 1019 мм, вес - 362 кг. Средняя стоимость составляет 245 тысяч рублей.

Atmos DC 25 GS

Напольная модель от чешского производителя с механическим управлением. Имеет мощность 17–25 кВт, что позволяет отапливать помещения площадью от 150 до 250 квадратных метров. КПД достигает 80%.

Котел работает на древесном топливе. Благодаря вытяжному вентилятору обеспечивается равномерное горение на разных мощностях и упрощается растопка котла. Одна загрузка сгорает в течение 8–12 часов в режиме непрерывной работы. Конструкция обеспечивает удобный сбор золы.

Размеры котла - 680 x 1200 x 1045 мм, вес - 408 кг. Цена в различных точках продажи варьируется от 230 до 280 тысяч рублей.

Ferroli SFL 3

Напольная чугунная газогенераторная система от итальянского производителя. Модель предназначена для отопления производственных и жилых помещений площадью 200-250 квадратных метров. Мощность агрегата составляет 22,5 кВт. КПД достигает 87,6%.

В качестве горючих материалов подходят:

• древесина;
• пеллеты;
• каменный и бурый уголь;
• брикеты.

Загрузочная камера вмещает крупные поленья, что уменьшает трудозатраты на подготовку топлива. Модель имеет компактные размеры - 520 x 940 x 510 мм. Вес устройства составляет 193 кг. Минимальная цена - 81 тысяча рублей.

Цены на котел Ferroli SFL 3

Буржуй-К СТАНДАРТ-10

Бюджетная модель отечественного производства, которая хорошо выполняет свои основные функции. Мощность - 10 кВт, оборудование рассчитано на обогрев площади до 100 квадратных метров. Показатель КПД - 85%.

Модель предназначена для работы на различных видах твердого топлива. Это могут быть не только обычные дрова, но и брикетированное горючее. Объем топки составляет 0,055 куб. метров, а глубина - 50 см, что позволяет использовать крупные поленья.

Размеры модели относительно небольшие - 380 x 760 x 850 мм, вес составляет 180 кг. Купить такой котел можно по цене 39 тысяч рублей.

Цены на котел Буржуй-К СТАНДАРТ-10

Буржуй-К СТАНДАРТ-10

Как изготовить самостоятельно

Сегодня многие умельцы изготавливают пиролизный котел своими руками. Их подходы и варианты конструкций отличаются друг от друга. Некоторые мастера делают собственные расчеты и чертежи, другие заказывают профессиональные схемы. Какой путь предпочесть, зависит от уровня подготовки и навыков каждого мастера.

Самостоятельное изготовление - это сложный и трудоемкий процесс. Потребуется подготовить определенный минимум материалов, инструментов и оборудования, выполнить поэтапную сборку и произвести проверку работы агрегата.

Примерная схема изготовления котла.

Необходимые инструменты и материалы

В качестве материала для изготовления корпуса и камер можно использовать жаропрочный металл или чугун, но в целях экономии чаще всего применяют простую углеродистую сталь толщиной 5 мм. Расход для указанной схемы будет составлять 7,5–8 квадратных метров.

Помимо основного материала также потребуются:

• металлическая труба для изготовления теплообменника (диаметр - 57 мм, толщина стенки - 3,5 мм, длина - 7–8 м);
• металлическая труба для изготовления дымохода (диаметр - 159 мм, толщина стенки - 4,5 мм, а также диаметр - 32 мм, толщина — 3,2 мм, длина обеих - 1 м);
• профильная труба для воздуховодов (размер - 60 x 30, толщина стенки - 2 мм, длина - 1,5 м, а также по 1 м размер 80 х 40 и 20 х 20 мм);
• шамотный кирпич для обкладки камер (12–15 шт);
• стальные полосы: 20 х 4 (7,5-8 м), 30 х 4 (1,5 м), 80 х 5 (1 м);
• датчик температуры.

Количество материала, требующегося для изготовления котла, будет зависеть от выбранного варианта реализации, его схемы и размеров.

Основные инструменты, которые потребуются для самостоятельной сборки:

• аппарат для электросварки;
• угловая шлифовальная машина;
• дрель электрическая;
• набор слесарных инструментов.

Сборка внутренних частей

Для качественной сборки необходима точная нарезка листового металла по заданным размерам. Это трудно сделать самостоятельно с использованием болгарки, поэтому данный этап работы лучше доверить специалистам, которые выполнят работу с помощью профессионального оборудования. Если срез будет идеально ровным, то и швы получатся аккуратными.

Сборку подготовленных материалов можно подразделить на следующие основные этапы.

Металлические листы соединяют и сваривают в соответствии со схемой. В результате получается двухкамерная конструкция.

Внутри отделения для загрузки топлива к задней части камер приваривают стенку и воздуховоды, которые выполняют из профильной трубы 60 х 30 мм. Предварительно по всему ее периметру просверливают отверстия для равномерного распределения подаваемого воздуха.

В стену топочной камеры врезают металлическую трубу для вторичной подачи воздуха. К ней приваривают патрубок. С котлом она должна быть соединена профтрубой размером 20 х 20.

Далее изготавливают теплообменник. Нарезают трубу на 10 частей одинаковой длины. Берут два плоских металлических листа и прорезают в них круглые отверстия под диаметр заготовок. Вставляют трубы в пластины и приваривают.

Теплообменник скрепляют с внутренним корпусом котла, делают дроссельную заслонку, затем приваривают заднюю стенку.

Внутреннюю часть камер обкладывают шамотным кирпичом. Для этого его нужно нарезать, обточить и подогнать по месту укладки. Чем больше мощность котла, тем длиннее должна быть газовая щель форсунки - от 140 (15 кВт) до 280 мм (50 кВт), ширина - 34 мм.

К передней панели топливной камеры приваривают стенку с предварительно вырезанными отверстиями для трубы выходящего и входящего воздуха.

Затем приваривают крышку, а на место заслонки - боров.

Всю конструкцию котла обрамляют внешними металлическими панелями. Для изготовления кожуха используют листы толщиной 4 мм и уголки.

Для их качественного закрепления на заготовке делают отверстия и приваривают.

Дверцы усиливают шамотным кирпичом и устанавливают на фронтальную панель. Для их изготовления лучше использовать чугунные пластины.

После завершения сборки обрабатывают сварочные швы. Желательно покрыть верхнюю крышку котла грунтовкой и теплоизоляционным материалом.

Резьбовые шпильки будут нужны для регулирования работы воздушных заслонок.

Котел полностью покрывают внешним кожухом. Из профтрубы делают воздуховод. Для создания принудительной тяги на него наваривают вентилятор. Чтобы оптимизировать процесс горения, нижнюю камеру тоже обкладывают кирпичом.

Обязательно следует установить на котел группу безопасности: воздухоотвод, аварийный клапан сброса давления, монометр.

Проверка

Перед началом эксплуатации собранную конструкцию необходимо проверить.

Хорошо работающая система обладает следующими качествами:

• теплообменник герметичен;
• пиролизный факел в камере сгорания появляется через 15–20 минут после розжига;
• температура газов в дымоходе не превышает 60 ° C;
• из дымохода должны выходить только углекислый газ и пар.

После успешной проверки оборудования можно переходить к монтажу и эксплуатации самодельной системы.

Устанавливать пиролизный твердотопливный котел длительного горения необходимо, соблюдая технику пожарной безопасности. Котел лучше всего установить в нежилом помещении на бетонное основание или металлический лист. Рекомендуемое расстояние до стен помещения или мебели - не менее 20 см. В котельной необходима хорошая вентиляция на случай утечки угарного газа.

Для подключения используются следующие элементы:

• циркуляционный насос;
• предохранительный клапан;
• расширительный бак;
• аварийный гравитационный контур;
• клапан поддержания температуры обратки котла.

Посмотрите видео о том, как правильно установить пиролизный котел своими руками.

Подключение к системе отопления схематически можно представить следующим образом. читайте у нас на сайте.

Видео

Посмотрите видео, в котором наглядно продемонстрирован принцип работы пиролизного котла.

Евгений Афанасьев главный редактор