Пиролизные котлы длительного горения являются прекрасным альтернативным источником энергии в частных домах в условиях частых перебоев газоснабжения. Дрова являются древнейшим видом топлива, которым человек обогревает свои жилища на протяжении тысячелетий.

Твердотопливный котел отопления: виды, преимущества, применение () Пиролизные котлы длительного горения — современная альтернатива газовому отоплению в частном доме.

Пиролизные котлы — одна из разновидностей котлов длительного горения. Поэтапное разделение процесса горения повышает эффективность и продлевает время работы газогенератора. Топку пиролизного котла разделяет специальная форсунка. В первом отсеке, под действием высоких температур, закладка дров выделяет горючий газ. Второй служит для дожига продуктов разложения древесины. В зольнике образуется минимальное количество золы, а дымоход не обрастает отложениями сажи.

Газогенераторные установки предназначены для систем отопления жилых домов, площадь которых больше 100 м².

Цена пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром:

Марка Цена, рублей
Твердотопливный пиролизный котел МС-16 (Россия) 132000
Стальной пиролизный котел Buderus Logano S171-22 W (Чехия) 202250
Твердотопливный пиролизный котел Буржуй — К СТАНДАРТ-20 (Россия) 49800
Газогенераторный котел КО12 (Россия) 52494

Пиролизные дровяные котлы работают до двух суток на одной загрузке топлива. Стоимость продукта зависит от марки производителя, мощности и степени оснащения агрегата автоматикой.

Особенности эксплуатации

Перед запуском котла необходимо ознакомиться с особенностями его функционирования. В отличие от традиционных твердотопливных аналогов загрузочный бункер такой модели нуждается в предварительном прогревании. Когда температура в этом достигнет 500–800˚C , можно загружать твердое топливо. После этого останется запустить пиролизный режим и активизировать дымосос.

Упомянутая последовательность действий сделает возможным медленное сжигание топлива. В результате происходит эффективное выделение пиролизного газа, а значит, в жилище будет поддерживаться оптимальный температурный режим.

Подходящее топливо

Владельцы такого оборудования в своих отзывах упоминают, что для отопления подойдет различное твердое топливо. Это может быть уголь, торф и древесина. Естественно, выбранный вариант сказывается на длительности горения:

  • 5 часов – мягкая древесина;
  • 6 часов – твердая древесина;
  • 8 часов – бурый уголь;
  • 10 часов – черный уголь.

Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение сухим дровам влажностью до 20% и длиной в 45–60 см. Благодаря им вырабатывается много тепла, а срок эксплуатации котла продлевается. Если таких качественных дров нет, можно воспользоваться другим органическим топливом:

  • пеллеты;
  • древесные отходы;
  • некоторые разновидности торфа;
  • каменный уголь;
  • отходы пищевой отрасли, в составе которых есть целлюлоза.

Необходимо помнить о том, что пиролизные котлы будут иметь белое пламя и не начнут выделять побочных продуктов при условии использования топлива, влажность которого не превышает 20%. Если этот параметр более высокий, неизбежно выделение водяного пара, что приведет к образованию копоти и ухудшению теплотворной способности.

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.

Недостатки

Если вы хотите приобрести пиролизный котел, обязательно обратите внимание на его недостатки.

  • Прежде всего, стоит отметить высокую цену. Естественно, расходы окупятся в процессе использования оборудования, однако до этого необходимо будет сделать крупное вложение.
  • Для использования агрегата потребуется топливо определенной влажности. Если этот показатель составляет 30% и более, материал нужно самостоятельно досушить. В противном случае котел погаснет.
  • Гашение пиролизной камеры может произойти из-за недостаточно высокой температуры теплоносителя. Чтобы избежать этого, в некоторых случаях целесообразно установить обходную трубу. Такое решение усложнит конструкцию и сделает систему менее эффективной.
  • Во многих моделях для создания принудительной тяги используются воздушные насосы. Соответственно, котел придется подключить к электрической сети.

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.

Отзывы владельцев

Я приобрел пиролизный котел на 30 кВт прошлой осенью. Благодаря этому устройству экономия за тот отопительный сезон составила 60%. Думаю, в этом году полностью окуплю расходы на оборудование.

Игорь, Красноярск

Централизованное отопление сильно подорожало, поэтому мы с мужем решили купить пиролизный котел. Он отлично справляется с обогревом жилья, при этом загружать топливо приходится всего 1–2 раза в день. Единственная проблема – досушивание древесины. Почему-то нам никак не удается приобрести дрова влажностью не более 30%.

Ирина, Владивосток

Я купил для маленького офиса небольшой пиролизный котел на 12 кВт. Пока использовал только древесину клена. Обслуживание котла не вызывает трудностей, а сажи практически нет. Доволен покупкой и в будущем планирую приобрести такое оборудование для нескольких цехов.

Сергей, Калининград

Современные пиролизные котлы можно использовать для отопления жилья и производственных помещений. Такое оборудование очень простое в использовании, ведь оно автоматизированное. Конечно, его стоимость довольно высокая, но она окупится буквально за 2–3 отопительных сезона.

  • Андрей Витальевич Васильев

Насколько технология пиролиза эффективнее прямого сжигания

В котлах прямого горения КПД редко выше 75-80%, и это в идеальных условиях сгорания качественного топлива. К примеру, 1 кг древесины с влажностью 20% может выдать 3,9*0,75 = 2,925 кВт тепловой энергии (удельная теплотворность древесины – 3,9 кВт/кг). Каменный уголь с влажностью 10% выдает 7,5*0,75 = 5,625 кВт (удельная теплотворность каменного угля – 7,5 кВт/кг).

При пиролизной технологии горения КПД сегодня часто достигает 92% и из того же топлива агрегат выдаст:

  • 1 кг древесины – 3,9*0,92 = 3,588 кВт (+22,7%);
  • 1 кг каменного угля – 7,5*0,92 = 6,9 кВт (+22,7%).

Существенная разница показывает, сколько тепла недополучено при выбросе, а не сжигании сопутствующих газов (соответственно, при различной разнице в КПД результаты будут другими).

Использование эффективного управления горением при пиролизе позволяет значительно увеличить время работы котла в режиме поддержания температуры теплоносителя, что еще более усиливает аккумулирование тепловой энергии. Температура горения пиролизных газов выше, чем при классическом способе, поэтому выход на заданный режим происходит гораздо быстрее.

Что такое пиролиз и какова его эффективность

Средневековые европейцы в результате долгих веков сжигания дров установили, что эту энергию можно использовать более рационально, если в печи класть не дрова, а древесный уголь. Производили его путем сжигания обычных дров без достаточного доступа кислорода. Для этого копали специальные ямы в земле, где и происходил весь этот процесс, в последствии названный пиролизом.

Некоторые виды пиролизных котлов длительного горения.

Такие ямы прекрасно справлялись с задачей получения древесного угля, но та энергия, которая выделялась в ходе этих процессов, тратилась без какой-либо пользы. Стоит сказать, что количество, выделяемой энергии было очень приличное. Поэтому современные технологии не обошли стороной такой подарок природы. Были созданы пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром, которые смогли обуздать это тепло, используемое ранее впустую. Сегодня их с успехом используют, не только как вспомогательные источники отопления, но и как основные. Это и не удивительно, ведь кроме обычных дров, в них можно загружать и другое, более современное и эффективное топливо на древесной основе.

Пиролизный котёл длительного горения с водяным контуром — вид в разрезе.

Под гидролизными отопительными котлами принято понимать оборудование, которое в процессе работы используют твердое топливо. Солома, древесные отходы, дрова – все это может использоваться гидролизными котлами в процессе работы. Наиболее широко это оборудование используется в бытовых и производственных помещениях, будь то фабрики, цеха, склады или фермы. В качестве основных достоинств данных котлов можно назвать то, что они недороги в процессе эксплуатации, отличаются экологической безопасностью, а также просты в обслуживании и управлении.

Работают гидролизные устройства по следующей схеме:

  • Топливо помещается в специальный бункер, где поджигается. Дверца бункера закрывается, задействуется дымосос;
  • Повышение температуры до 800 градусов приводит к тому, что сгораемый материал обугливается, выделяя значительные количества древесного газа. Именно этот процесс и получил название гидролиза;
  • Попадание продуктов гидролиза в колосник приводит к их смешиванию с вторичным воздухом;
  • Процесс гидролиза является постоянным из-за того, что часть тепла постоянно возвращается к слою дров, расположенному внизу.

Монтаж и обслуживание

Когда гидролизный котел устанавливается на пол, то необходимо заранее выполнить монтаж опорной рамы с высотой в 10-20 сантиметров, либо фундаментной подушки. При помощи монтажа опорной рамы можно добиться того, что все посадочные поверхности будут находиться точно в горизонтальной плоскости.

Как правило, котлы монтируются на кирпичную кладку, высота которой не более 36 сантиметров от поверхности пола. Такой подход нужен для того, чтобы нижние коллекторы экранов, расположенных сбоку были на одном уровне с решетниками колосников, а потому служили в качестве охлаждаемых панелей. Установка дымососов также начинается с монтажа опорной рамы, которая фиксируется на фундаменте прочными болтовыми соединениями.

Важное отличие гидролизных котлов состоит в материале, из которого они изготовлены.

Особенности и срок службы

Теплообменник можно сделать на основе стали или чугуна. Твердотопливные котлы, которые изготовлены на чугунной основе, считаются более долговечными. Их главный нюанс заключается в том, что они достаточно долго прогреваются, но и остывают крайне медленно, отдавая максимум тепла.

Отрицательная черта заключается в хрупкости оборудования: чугун крайне чувствителен к резким температурным перепадам, которые неизбежно станут причиной разрушения стенок устройства и дальнейшему полному выходу его из строя. К счастью, современные технологические решения при производстве чугуна дали возможность улучшить его свойства, увеличив прочностные показатели.

Твердотопливные котлы на стальной основе способны более стойко переносить температурные колебания, но их слабость заключается в восприимчивости к ржавчине, которая начинает активно развиваться из-за скоплений конденсата. Именно эта особенность приводит к тому, что стальной теплообменник заметно снижает эксплуатационный срок котлов. Во многом, продолжительность службы стального котла зависит от качества материала, его толщины, а также осторожности обращения.

С учетом этого фактора можно заявить, что чугунный котел, несмотря на свою изначальную дороговизну, в итоге, будет более выгодной покупкой.

Также стоит отметить такую дополнительную деталь гидролизного котла, как наличие специального вентилятора, нагнетающего воздух внутрь камеры сгорания. Это, в общем-то, простое приспособление способно ощутимо увеличить эффективность работы устройства.

Принцип работы пиролизных котлов длительного горения

Внешне эти котлы мало чем отличаются от обычных металлических печей. Они имеют такую же загрузочную дверцу, ведущую в первичную камеру сгорания. В нее укладываются обычные дрова, а также брикеты из опилок либо торфа. Используют в этих целях и изобретение последних нескольких лет — гранулы пеллет. Они представляют собой сильно спрессованные отходы столярного производства. В дело идет все, начиная от коры деревьев и заканчивая торфом и сушеным навозом.

На заметку! Лучше всего использовать в качестве топлива пеллетные гранулы. Это топливо имеет маленький размер и может автоматически подаваться в камеру сгорания котла.Современный котёл длительного горения с бункером для пеллетных гранул.

На дне камеры сгорания располагается колосник, имеющий вид очень тяжелой чугунной решетки. Он необходим для подачи воздуха под топливо. Загруженные дрова поджигают и ждут пока они полностью разгорятся под воздействием первичного потока воздуха. Как только котел выходит на режим, доступ воздуха в первичную камеру практически прекращают, в результате чего горение останавливается. Топливо начинает только тлеть, выпуская пиролизный газ. Он обладает очень высокой горючестью, но так как воздуха мало, то он не вспыхивает.

Схема системы отопления частного дома с использованием твердотопливного котла.

Затем самотеком или принудительно эта газообразная летучая смесь органики подается во вторичную камеру, которая собственно и является главной рабочей частью пиролизного котла длительного горения. С водяным контуром системы отопления она связана непосредственно. Поступающий в эту камеру газ имеет температуру около 300 градусов и поэтому вспыхивает при поступлении кислорода без промедления. Во вторичную камеру подается достаточное для горения количество воздуха. Пиролизный газ выделяет при сгорании намного больше энергии, чем простые дрова, поэтому нагревание теплоносителя в системе происходит очень быстро.

Пример размещения твердотопливного котла с автоматической подачей пеллет из бункера хранения в подвальном помещении частного дома.

Важным моментом является то, что порция дров, помещенная в топку, расходуется очень медленно, что позволяет отапливать помещение очень небольшим их количеством длительное время.

На заметку! В качестве топлива для газогенераторов рекомендуется использовать очень хорошо просушенные вещества и дрова. Ведь 1 кг дров, которые содержат 20% влаги выделяет 4 кВт/час. энергии, а содержащие 25% влаги, уже только 3 кВт/час.Принцип работы пиролизного котла с водяным контуром.

Преимущества и недостатки котлов на пиролизном газе

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром ценят за их преимущества перед печами с прямым горением. Можно перечислить некоторые из них:

  • полное сгорание топлива без накопления сажи. Кроме экономии дров это свойство несет гораздо большую пользу. Полное сгорание означает, что в качестве отходов выделяется лишь углекислота и обыкновенная вода. Ни то, ни другое не представляет большого вреда для людей и природы в целом. Этого нельзя сказать о частичном сгорании дров. Вредные токсичные вещества, образующиеся при неполном распаде органики, попадают в атмосферу, вызывая нежелательные последствия, не говоря уже о зловонном едком дыме;

Для увеличения эффективности пиролизного котла используйте только сухие дрова.

  • благодаря полному сгоранию, в газогенераторах можно использовать любое органическое твердое топливо. По сути им может быть любая органика, способная к активной реакции окисления, то есть горению. Такие котлы можно устанавливать на швейных и кожевенных фабриках, на предприятиях деревопереработки, сельхозпредприятиях. Этим полностью решается проблема утилизации отходов;
  • высокая экономия средств на топливо, так как пиролизные котлы длительного горения с водяным контуромимеют такое названия по причине того, что от одной дровяной закладки рабочий процесс может продолжаться не менее 12 часов. Простая печь или котел, максимум способны гореть 4 часа;

Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления дома.

  • полностью решен вопрос регулировки процесса горения и нагревания теплоносителя. По причине того, что в рабочей камере сгорает газообразное топливо, его поток легко регулируется, так же, как и интенсивность горения. Это позволяет полностью автоматизировать работу котла, не хуже, чем электрического или газового.

Есть у пиролизных котлов длительного горения и недостатки, о которых следует осведомиться, при приобретении этой техники:

  • стоимость газогенераторов намного выше, чем у других видов теплотехники. Однако это со временем окупается, благодаря экономии топлива;

Автоматизированная котельная в современном частном доме.

  • топливо должна быть идеально сухим. Уже 20%-я влажность является серьезным препятствием для горения. Котел просто престанет работать после ограничения доступа воздуха;
  • в связи с тем, что в конструкции практически всех моделей предусмотрено использование вентиляторов для нагнетания воздуха, то для их работы требуется наличие электроэнергии, что не позволяет использовать эту технику на дачах, не имеющих электроснабжения.

На заметку! Отзывы владельцев пиролизных котлов длительного горения говорят о том, что иногда они останавливаются из-за того, что вода из обратной трубы системы попадает в контур котла сильно остывшей. Чтобы этого избежать, надо впаять в систему обходной контур из трубы подачи. Здесь используется обычный трехходовой клапан. Тогда горячая вода смешается с охлажденной, котел не будет отключаться. Схематическое изображение пиролизного котла с водяным контуром.

Паровые прямоточне котлы

Горизонтальные паровые котлы прямоточные имеют трёхходовое движение продуктов сгорания с избыточным рабочим давлением до 25 бар. У такого котла довольно высокий КПД. Топливом для прямоточного котла может быть и природный газ, и дизельное топливо. Материалом для изготовления внешнего кожуха котла служит нержавеющая сталь. Кожух имеет минераловатную основу толщиной 60 мм. (См. также: Принцип работы парового котла)

Котлы данного вида комплектуются парозапорным краном, манометром с трехходовым краном, двумя поршневыми питательными насосами, щитом электроснабжения, продувочным клапаном и продувочным клапаном для запуска котла. Составляющей частью горизонтального парового прямоточного котла являются реле рабочего давления, предохранительные клапаны безопасности, реле потока, манометр с трехходовым краном, клапан избыточного давления.

Для чего нужна труба?

Важную роль в работе котла играет труба котловая. Эти изделия, являясь частью отопительной системы, имеют некоторые абсолютно оправданные требования к своему качеству. Трубы, используемые в виде дымохода в отопительной системе, должны выдерживать перепады давления и температур, повышенную влажность и большие загрязнения. Поэтому изготовители должны чётко придерживаться установленных в ТУ и ГОСТах параметров, изготавливая данные изделия.

Для котельных установок подходят лишь бесшовные котловые трубы, так как шов может концентрировать на себе напряжение и снижать коррозионную стойкость, прочность и приводить к разрушению самого изделия. Толщина стенки трубы должна составлять от 0,5 до 18 мм. (См. также: Карта сайта)

Стальные дымоходные трубы могут быть колонные, фермовые, фасадные, мачтовые, самонесущие. Изготавливают эти трубы из особо прочной стали, которая максимально устойчива к коррозии. Монтируют их к уже существующим конструкциям. Для паровых котлов используют особый вид труб, которые можно без опасений эксплуатировать при сверхкритических температурах пара.

Рассчитываем тепловой баланс котла

Тепловой баланс котла легко высчитывается следующим образом. Учитывается, что в процессе работы водонагревательного котла всё тепло, поступающее в него, должно быть израсходовано на выработку полезного тепла, которое содержится в перегретом паре. Общее количество тепла, которое поступает в котёл, называют располагаемой теплотой, его указывают в виде QРР. Между теплом, поступившим в котёл, и теплом, вышедшим из него, должно быть равенство. Теплота, вышедшая из котла, является суммой полезного тепла и потерь тепла, связанных с процессом выработки перегретого пара. То есть тепловой баланс котла для 1м3 газа, сжигаемого в нормальных условиях, выглядит так:

QРР= Q1 + Q2 + Q3 + Q5

QРР – располагаемая теплота, (кДж/м3);

Q1 – полезное тепло, содержащееся в горячей воде, (кДж/м3);

Q2 – потеря тепла с газами, которые уходят (кДж/м3);

Q3 – потеря тепла от химически неполного сгорания, (кДж/м3);

Q5 – потеря тепла котла за счёт температуры окружающей среды, (кДж/м3).

Если баланс тепла выразить в процентах от располагаемого тепла (Qрр=100%), то уравнение будет иметь вид: (См. также: Углевыжигательные печи)

100 = q1 + q2 + q3 + q5

Часто в домах наших соотечественников можно обнаружить турбированный котел. Его отличительным качеством является присутствие вытяжного вентилятора в конструкции. Вентилятор создаёт необходимую для выброса продуктов сгорания тягу воздуха, и нагнетает этот воздух внутрь камеры сгорания, что необходимо для самого процесса горения.

Эта конструкция применяется для изготовления настенных котлов, оборудованных камерой сгорания закрытого типа. Применяя турбонаддув, можно использовать горизонтальные дымоходы для избавления от продуктов сгорания, а это обстоятельство немало упростит монтаж газового котла и исключит необходимость монтировать капитальный дымоход. При недостатке тяги турбовентиляторы можно использовать и в напольных котлах.

Отзывы владельцев пиролизных котлов длительного горения

Если задаться вопросом, то можно найти на форумах и в блогах множество отзывов владельцев пиролизных котлов длительного горения. Вот некоторые из них:

Сергей Васильев, г.Омск: В прошлом году поставил газогенератор у себя на даче. Рядом лесопилка, где всегда огромное количество опилок коры и сучков. Бери – не хочу. Теперь не нарадуюсь. На топливо совсем не трачусь. Привез телегу отходов, которые взял бесплатно. Не знаю, когда и израсходую. Николай Павлов, г.Тверь: Недавно приобрел твердотопливный котел, друг посоветовал. Поначалу не понимал, зачем я это сделал, где брать и хранить дрова. А потом узнал, что можно пользоваться пеллетными гранулами. Купил несколько мешков. Топлю – горя не знаю. Ольга Мейзер, п.Голышманово, Тюменской обл: Мой муж привез недавно чудо-печь, которая работает на обычных дровах. Я его долго ругала. Говорила, что у нас газопровод и газовый котел. Зачем нам еще эта печка. Он сказал, что я все пойму позже и подключил это устройство к системе, оставив и газ. Однажды в поселке произошел обрыв газопровода. Рабочие три дня исправляли аварию. Соседи скупили все электронагреватели, а мой муж только пожал плечами и растопил свою печь. Теперь я поняла, что была не права. Схема самодельного пиролизного котла для отопления дачи или гаража.

Отзывы владельцев пиролизных котлов длительного горения раскрывают все положительные качества устройства. Использовать этот прибор действительно можно с большой пользой для себя. Являясь альтернативным источником тепла, он может полностью решить проблему временного отсутствия газа. Для тех же, у кого имеется возможность пользоваться отходами различного производства, это просто находка.

Где установить пиролизный котел длительного горения

Как правило пиролизные агрегаты устанавливают для отопления домов большой площади. Их располагают в отдельном специально приспособленном, защищенном от возгораний, помещении. Котельную оборудуют системой приточной вентиляции. Агрегат должен быть удален от стен на расстояние не менее 20 см.

Нормативное значение веса для самодельных котлов длительного горения на дровах — 250 кг/м². Соблюдение условия допускает установку агрегата на ровной устойчивой поверхности без фундамента. Площадь места установки выносят за проекцию корпуса агрегата на 15 см (перед топочной дверцей 30 см).

Устройство стального твердотопливного котла Buderus Logano.

Пол застилают асбестом или базальтовым картоном, (толщина 4÷6 мм). Сверху кладут лист оцинкованного кровельного железа (толщина 2 мм). Прямой контакт пола с корпусом исключают опорные конструкции — ножки котла.

Поверхность дымохода обязательно покрывают теплоизоляцией. Утепление предотвратит резкий перепад температур и образование конденсата в дымоходе. Толщина слоя утеплителя зависит от температуры уходящих дымовых газов. Желательно использовать сэндвич-трубу из нержавеющей стали, стойкой к агрессивной среде. При отсутствии естественной тяги устанавливают дымосос.

Пиролизные котлы длительного горения — экологичны и энергоэффективны благодаря полному сгоранию твёрдого топлива.

Эстетика кустарного производства уступает дизайну заводских моделей, но самостоятельно собранный агрегат отвечает требованиям конкретной системы отопления. Не стоит забывать, что изготовление по готовым чертежам (видео) своими руками котла длительного горения, снизит затраты на его обустройство как минимум в 2 раза.

Рубрики: Статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *