Принцип работы пиролизного котла, работающего на твердом топливе, виды и классификация

Как работают твердотопливные пиролизные котлы длительного горения?

Автономные системы отопления актуальны прежде всего там, где нет возможности подключения к магистральному теплоснабжению. Одним из современных видов таких систем являются твердотопливные пиролизные котлы, имеющие длительный период горения.

Разнообразные модели, имеющиеся в продаже, отличаются мощностью, комплектацией и ценой. Такие котлы имеют высокую эффективность и минимальное количество выбросов в атмосферу продуктов сгорания. Возможность автоматизации управления делает их использование более удобным.

Принцип работы

В отличие от традиционных твердотопливных котлов, в пиролизных используется двойной цикл горения. В процессе термического разложения органических веществ выделяются пиролизные газы, горение которых приводит к большому выделению тепловой энергии.

Использование пиролиза позволяет получить большее количество тепла от сжигания топлива. Пиролизные (газогенераторные) котлы имеют две камеры – для сжигания твердого топлива и выделившегося газа.

В первой камере горение происходит при низком уровне кислорода и высокой температуре (200-800 °С), это запускает процесс пиролиза. Количество выделяемых газов зависит от используемого сырья. Лучше всего подходит древесина, при сжигании которой выделяется наибольшее количество пиролизного газа.

Оптимальная толщина дров – от 70 мм, в дополнение к ним можно использовать пеллеты или опилки в количестве не более 25 %, так как они не дают достаточной мощности горения. Работа газогенераторного котла длительного горения происходит по следующей схеме:

  1. Топливо укладывают на колосник (огнеупорную решетку) через окно для загрузки.
  2. Обеспечивают подачу к нему первичного воздуха.
  3. Поджигают топливо и выводят на режим, добиваясь необходимой температуры.
  4. Ограничивают подачу первичного воздуха, прикрывая задвижку, благодаря чему начинается процесс пиролиза.
  5. Пиролизный газ с помощью вентилятора поступает во вторичную камеру, куда производится подача вторичного воздуха.
  6. Горячий газ при контакте с кислородом горит, выделяя большое количество тепла, которое нагревает теплоноситель в теплообменнике.
  7. Продукты сгорания выводятся через дымоход.

В зависимости от количества поступающего вторичного воздуха реакция происходит с разной скоростью. Это позволяет регулировать температуру теплоносителя с помощью автоматической задвижки, ограничивая подачу воздуха в камеру дожига.

При оптимальном качестве сжигаемой древесины КПД пиролизных котлов длительного горения 85-90 %. Этот показатель резко снижается при увеличении влажности дров, так как водяные пары уменьшают концентрацию горючих газов.

Достоинства и недостатки котлов пиролизного типа

В газогенераторных котлах топливо используется наиболее эффективно, поскольку сгорает практически полностью. Это не только позволяет получить больше тепла, но и уменьшает вредные выбросы в атмосферу.

Иногда такие котлы используют для утилизации отходов производства с минимальным загрязнением атмосферы. Кроме того, сокращается количество золы, благодаря чему меньше частота очистки (при использовании дров – примерно раз в неделю).

При прямом сжигании твердого топлива довольно сложно регулировать нагрев теплоносителя. В пиролизных котлах длительного горения это возможно, благодаря управлению подачей воздуха.

Размер используемых дров может быть довольно крупным, можно использовать не колотые дрова. Современные модели оснащены электронным оборудованием, делающим управление процессом отопления более простым и удобным.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость оборудования и высокие требования к качеству сырья. Экономия на топливе со временем окупит затраты на оборудование.

В качестве топлива рекомендуется использовать дрова, высушенные  в течение 12 месяцев, с влажностью 12-20 %.

В противном случае котел не будет работать с заявленной мощностью, а также будет гаснуть при снижении подачи воздуха.

При низкой температуре теплоносителя в обратной трубе, понизится температура в первичной камере, из-за чего может погаснуть топливо.

Чтобы этого избежать, иногда монтируют специальную обходную трубу. При этом конструкция системы отопления усложняется, а стоимость монтажа увеличивается.

Использование принудительной тяги

Для обеспечения правильной работы пиролизного котла длительного горения требуется подача первичного и вторичного воздуха. Принудительная тяга обеспечивается вентилятором или дымососом, который функционирует от электропитания.

Это позволяет:

  • быстро повысить температуру в камере сгорания и системе отопления в целом;
  • ускорить начало процесса пиролиза;
  • продлить работу котла на одной загрузке топлива;
  • автоматически поддерживать температуру теплоносителя.

Единственным минусом является необходимость постоянного наличия электропитания. При его отсутствии работа отопительной системы приостанавливается. Выходом из ситуации может стать использование котла с естественной тягой, которому не требуется подключение к электросети.

Для его полноценной работы необходим грамотно спроектированный и смонтированный дымоход. Очистка таких котлов должна производиться чаще. Благодаря отсутствию электроники, вероятность поломок сводится к минимуму. Однако, эффективность работы таких котлов ниже, что компенсируется более низкой стоимостью.

Использование пиролизных котлов, работающих на твердом топливе, является одним из самых эффективных способов организации автономного отопления. Современное электронное оборудование, контролирующее процесс работы, позволяет автоматизировать процесс отопления.

Источник: http://MasterOtopleniya.ru/kotly/tverdotoplivnye/tverdotoplivnye-piroliznye-kotly.html

Устройство котлов на твёрдом топливе: варианты и возможности

Котлы на твёрдом топливе более других разновидностей отопительного оборудования приспособлены для полностью автономного функционирования с целью отопления индивидуальных домов, и – особенно – загородных особняков, построенных в сельской местности. Традиционные исполнения таких агрегатов не требуют наличия источников газа или электроэнергии и, при доступности сырья – угля, дров, торфа, пеллет – способны качественно и сравнительно недорого обогревать жилые и служебные помещения дома.

Рис. 1 Традиционный твердотопливный котёл

При этом устройство котла на твёрдом топливе всецело определяется его конструкцией и принципом действия. Рассмотрим основные виды современных конструктивных решений такого оборудования с объёктивным анализом их сильных сторон и особенностей эксплуатации.

Классификация твердотопливных отопительных котлов

В большинстве случаев стандартные исполнения рассматриваемых агрегатов (творения самоучек от теплотехники в расчёт принимать не стоит, поскольку они — плод инженерной смекалки авторов под сугубо конкретные жизненные обстоятельства) включают в себя:

  • Традиционные котлы.
  • Пиролизные котлы.
  • Котлы длительного горения.

Кроме этой, наиболее общей классификации, твёрдотопливные котлы могут различаться по виду применяемого топлива (дровяные, угольные, пеллетные и пр.), по материалу корпуса, из которого они изготовлены (стальные или чугунные), по числу контуров отопления (одно- и двухконтурные), а также по типу систем, контролирующих процесс работы агрегата (механические и электронные системы контроля).

В дальнейшем рассматриваются твердотопливные агрегаты наиболее распространённых конструкций, в качестве теплоносителя для которых используется вода (хотя бывают ещё воздушные и паровые).

Принцип действия традиционных котлов, работающих на твёрдом топливе

Независимо от фирмы-производителя, такие котлы в той или иной мере используют принцип хорошо известной русской печи. Нюансы состоят, в частности, в способе загрузки топлива: верхнем или фронтальном.

Устройство твердотопливного котла отопления рассмотрим на примере агрегата с фронтальной подачей топлива (рис. 1). Естественно циркулирующий по отопительному контуру теплоноситель через входной патрубок поступает в зазор между топочным отделением и внешним корпусом.

В дальнейшем работа агрегата осуществляется в такой последовательности:

  • Топливо через дверцу топочного отделения загружается на колосниковую решётку, после чего поджигается;
  • При изменении интенсивности открывания/закрывания заслонки на дымоходе производится регулирование количества подаваемого воздуха (и, следовательно, качества сжигания топлива);
  • С повышением (в результате сгорания топлива) температуры в верхней части топочной камеры начинается процесс теплоотдачи через металлические стенки теплоносителю.

Естественная циркуляция теплоносителя в отопительном контуре обеспечивается за счёт изменения плотности последнего. Дымовые газы удаляются естественной тягой через дымоход, причём устройство дымохода для твердотопливного котла может быть как встроенное в стену дома, так и выведенное отдельно (это вопрос решается ещё на стадии строительства дома).

Рис. 2 Пиролизный твердотопливный котёл

Несгоревшие остатки попадают в зольник, расположенный под колосниковой решёткой, и удаляются вручную через дверцу зольника. Для визуального контроля за процессом сгорания на дверцах имеются шторки.

Достоинство котлов такого типа – их полная независимость от внешних условий, недостаток – необходимость постоянного контроля за работой агрегата, низкий КПД, потребность в периодической очистке зольника.

Принцип действия пиролизных твердотопливных котлов

Как уже отмечалось, одним из недостатков агрегатов традиционного исполнения является их малый КПД. Проблема может быть устранена при установке пиролизного котла, в котором реализуется принцип так называемого двойного сгорания.

Он заключается в том, что при некотором (искусственно создаваемом) недостатке воздуха, требующегося для горения топлива, конечным продуктом сгорания является не диоксид углерода СО2, а угарный газ СО, сам являющийся горючим газом.

В совокупности с паром, который всегда выделяется перед началом устойчивого горения топлива, он образует генераторный газ, который, во-первых, поддерживает процесс сгорания, во-вторых, повышает температуру в топочной камере, и, в третьих, увеличивает продолжительность сгорания порции топлива. Пиролизные котлы разработаны, главным образом, под дрова и пеллеты, поскольку из всех видов твёрдого топлива именно они обладают наименьшей теплотворной способностью.

Конструкция котла на твёрдом топливе, реализующего принцип пиролиза, представлена на рис. 2. Из него следует, что данный агрегат имеет в своём составе две рабочих камеры: в верхнюю производится загрузка топлива, в нижней происходит сам процесс пиролиза.

Он состоит из следующих стадий:

  • Предварительного подсушивания дров подогретым воздухом, принудительно подаваемым в камеру вентилятором;
  • Дегазации дров, с выделением генераторного газа;
  • Последующим сжиганием генераторного газа в камере сгорания;
  • Нагревом теплоносителя, заключённого в зазоре между внешней и внутренней стенками.

Необходимо отметить, что длительность сгорания в пиролизном котле значительно увеличивается. Связано это с неодинаковостью по времени происходящих реакций дегазации и сгорания: вначале, при температурах, превышающих 2500С, происходит только дегазация летучих компонентов: смол, масел и т.п.

, далее – при достижении температуры более 600…6500С (зависит от вида древесины) начинается процесс превращения твёрдого углерода в древесный уголь, и затем – уже при температурах до 8500С – сжигание последнего.

В результате достигается более полное сгорание топлива и увеличиваются интервалы времени между его загрузкой.

Рис. 3 Котёл длительного горения

При всей своей экономичности пиролизные котлы обладают двумя особенностями: для привода вентилятора они требуют электрической энергии (а потому автономными считаться уже не могут), а также нуждаются в более серьёзных приборах автоматики, поскольку угарный газ СО чрезвычайно ядовит. С этим связано и более тщательное обустройство дымохода.

Принцип действия котлов длительного горения

Пиролизные котлы обеспечивают увеличение интервалов между загрузками до 6…8 часов, но иногда и этого бывает недостаточно.

Для более существенного увеличения длительности непрерывной работы твердотопливного котла разработаны агрегаты длительного горения, использующие оригинальный «обратный» принцип, когда процесс сжигания топлива идёт не сверху вниз, а снизу вверх.

КПД агрегата при этом заметно возрастает. Устройство твердотопливного котла длительного горения представлено на рис.3.

]

Принцип действия агрегата длительного горения основан на обеспечении возможности для сгорания только той части топлива, которая находится на поверхности.

Процесс происходит следующим образом:

  • Через дверцу в нижней части корпуса загружается порция дров, разжигание которых происходит сверху;
  • Встроенный термический регулятор управляет процессом сгорания каждого из слоёв;
  • Воронкообразный воздухораспределитель, постоянно перемещаясь вниз (по мере сгорания очередного слоя), обеспечивает подачу воздуха к каждому следующему слою.

Если предварительно выставить управляющую автоматику на заданную температуру теплоносителя, то поддерживание этих условий будет обеспечиваться исключительно за счёт скорости перемещения воздухораспределителя. Таким образом, в котлах длительного горения можно регулировать интервалы между закладками дров в весьма больших пределах: от 3 до 6 суток.

Все прочие составляющие части котла длительного горения принципиально не отличаются от обычных, за исключением специальной заслонки, предназначенной для переключения режима сгорания: для дров и угля. Такие агрегаты отличаются большей высотой, и вместе с тем не требуют каких-то особых требований к конструкции дымохода.

Как и предыдущий вид оборудования, котлы длительного горения нуждаются для своей эксплуатации в подключении электроэнергии.

Источник: http://kotlomaniya.ru/tverdotoplivnye/ustroystvo-tverdotoplivnogo-kotla.html

Устройство и принцип работы пиролизного котла

Пиролизный или так называемый газогенераторный котел – нагревательное оборудование, работающее на твердых видах топлива.

Твердотопливный пиролизный котел характеризуется высоким КПД и эффективностью, время работы теплового агрегата на одной закладке топлива может достигать от 10 часов до двух суток.

Газогенераторные установки могут быть использованы для отопления как жилых зданий, так и промышленных сооружений.

Газогенераторный тепловой агрегат имеет довольно сложную конструкцию, устройство пиролизного котла включает множество узлов и деталей, главной отличительной чертой пирокотла от традиционного твердотопливного аппарата – топка, состоящая из двух камер.

Особенности конструкции

  • камера загрузки или камера пиролиза;
  • камера сгорания;
  • дроссельная заслонка (шибер);
  • колосниковая решетка;
  • каналы подачи воздуха (первичный и вторичный);
  • водный теплообменник;
  • дымоход.

Как упоминалось выше, топка газогенераторного агрегата состоит из двух камер, расположенных одна над другой и разделенных между собой колосниковой решеткой. Топка пиролизного котла, как правило, изготовлена из легированной жаропрочной стали. Колосники из чугуна, стали либо огнеупорной керамики.

Посредством первичного канала подачи кислорода происходит транспортировка наружного воздуха в камеру пиролиза, второй канал обеспечивает подачу воздуха в камеру сжигания. Водный теплообменник пиролизного котла или так называемая «водяная рубашка» предназначена для нагрева жидкого теплоносителя отопительной системы.

В конструкциях пирокотлов используют трубчатые или же пластинчатые теплообменники. Через дымоход происходит отвод отработанных продуктов горения в атмосферу.

Конструкция газогенераторного котла предусматривает возможность регулировки мощности отопительного агрегата в диапазоне от 30 до 100%. В качестве регулирующего элемента выступает заслонка, расположенная в задней части теплового агрегата. В зависимости от заданной температуры теплоносителя на выходе регулятор в автоматическом режиме приоткрывает либо закрывает заслонку.

Виды пиролизных котлов

В зависимости от конструктивного исполнения пирокотлы подразделяют на агрегаты с естественной тягой и принудительным надувом. Главным достоинством пиролизного котла с естественной тягой является независимость агрегата от электричества.

К недостаткам можно отнести повышенные требования к дымовым каналам. Пирокотлы с естественной тягой оснащаются дымоходами высотой не менее 5 м.

Тяга дымохода должна обеспечить разрежение воздуха в топке в диапазоне от 16 до 20 Па, тяги должно хватить на преодоление силы сопротивления газовоздушного тракта котла и дымового канала.

Конструкция пирокотла с принудительным надувом предусматривает использование вентилятора. Подача воздуха в камеру газификации и сгорания может обеспечиваться тремя способами:

  1. нагнетательный вентилятор монтируется на передней стенке котла;
  2. вентилятор (дымосос) устанавливается на дымовой трубе;
  3. оборудование монтируется и на выходе, и при входе в газовоздушный тракт.

От типа конструкции пиролизного котла зависит и месторасположение камер газификации и сгорания. В агрегатах с естественной тягой дымохода камера дожигания располагается над камерой газификации, таким образом, поток воздуха происходит в направлении снизу вверх. В аппаратах с искусственной тягой, напротив, топочная камера находится над камерой сжигания, движение воздуха сверху вниз.

Преимущества и недостатки

К достоинствам пиролизного теплового агрегата относят:

  • КПД до 90%;
  • экономию топлива;
  • экологичность;
  • удобство в обслуживании;
  • минимальное количество золы, отсутствие сажи.

Еще одним весомым преимуществом газогенераторных котлов является их совместимость с любыми система отопления.

Минусами являются:

  • высокая стоимость;
  • сложная конструкция;
  • громоздкость;
  • повышенные требования к топливу относительно влажности;
  • необходимость подключения к электричеству (относятся к моделям котлов с принудительной подачей воздуха).

Функционирование котла с пиролизным горением

Принцип работы пиролизного котла основывается на термическом разложении твердого топлива на химические составляющие:

Процесс генерации горючего пиролизного газа из древесины и других видов твердого топлива возможен при высоких температурах, находящихся в диапазоне 200-8000, в условиях дефицита кислорода и последующего дожигания выделившегося газа, который смешивается с вторичным разогретым воздухом в камере дожига. При процессе пиролизного сжигания дымовые газы на выходе из котла главным образом содержат углекислый газ и водяные пары, количество вредных примесей сведено к минимуму.

Режимы работы газогенераторного котла

Все пиролизные котлы предусматривают работу в трех режимах:

  1. режим розжига. При данном режиме работы пирокотла дроссельная заслонка максимально открыта, отвод дымовых газов осуществляется прямо в дымовентканал;
  2. рабочий режим – шибер полностью закрыт, в камере проходит процесс пиролиза. Подача воздуха в зависимости от модели котла обеспечивается естественным либо принудительным путем;
  3. режим дозагрузки – процесс разложения твердого топлива под воздействием температур продолжается, дроссельная заслонка открыта, выполняется догрузка топлива.

Догрузку топлива следует проводить в быстром темпе во избежание наполнения воздуха угарным газом и тепловых потерь.

Схема работы пирокотла

Схема пиролизного котла заключается в последовательности следующих процессов:

  • загрузка топлива в топку котла, розжиг;
  • после того как топливо разгорелось, заслонка прикрывается, процесс горения постепенно переходит в стадию тления;
  • по первичному каналу в камеру загрузки подается наружный воздух, часть которого используется на поддержание процесса тления и достижения необходимой температуры газификации;
  • пиролизные газы через колосниковую решетку поступают в камеру сгорания;
  • для обеспечения процесса горения пиролизных газов в камеру дожигания по вторичному каналу подается воздух;
  • летучие продукты сгорают, выделяя определенное количество тепла, часть которого направляется под колосниковую решетку и используется для поддержания пиролиза, вторая непосредственно идет на нагрев котла;
  • отработанные продукты горения проходят через водный теплообменник и выводятся в дымовую трубу;
  • поддержание оптимальной температуры сгорания поддерживается системой терморегулирования.

Дополнительную информацию о работе пиролизного котла можно почерпнуть из видео

Установка пиролизного котла

Для обеспечения безопасной работы теплового оборудования должны быть соблюдены основные правила:

  • пиролизный котел устанавливается в отдельном помещении;
  • расстояние от теплового пункта до стены не менее 200 мм;
  • сечение вентиляционного канала в котельной не должно быть меньше чем 100 см2.

Топливо для пиролизного котла

В газогенераторных аппаратах в качестве топлива могут быть использованы следующие материалы: древесина; бурый и черный уголь; топливные брикеты; торф; отходы деревообработки.

От качества и вида топлива напрямую зависит коэффициент полезного действия тепловой установки, время автономной работы на одной загрузку, срок эксплуатации теплового агрегата. Так, время сгорания древесины в пиролизном котле в зависимости от вида и твердости материала составляет порядка 6 часов. Время сгорания бурого угля – 8 часов, черного порядка 10 часов.

Проведенные исследования показали, что самым рациональным видом топлива для пирокотлов, является сухая древесина, влажность которой не превышает 20%. Несмотря на то что время сжигание у древесины меньше чем у угля, однако количество выделяемого пиролизного газа в разы больше. Эксперты утверждают, что древесина не только повышает КПД пиролизного котла, но и увеличивает срок его эксплуатации.

Влажность древесины напрямую связана с количеством выделяемого тепла, так килограмм древесины с влажностью 20% имеет теплоотдачу 4 кВт/час, когда такое количество дров с влажностью 50% — 2 кВт/час. Камера загрузки газогенераторного твердотопливного котла предусматривает использование древесины диаметром от 10 до 250 мм и длиной от 40 до 65 см. 

Источник: http://bouw.ru/article/ustroystvo-i-printsip-raboti-piroliznogo-kotla

Пиролизные котлы длительного горения: минусы и плюсы, принцип действия

Несмотря на появление новых способов отопления, жители и Западной Европы, и США, и СНГ, особенно те из них, кому недоступен по тем или иным причинам природный газ, продолжают отапливать дома самым доступным топливом — углем, торфом или дровами.

Правда на смену старинным печкам пришли котлы традиционные и котлы пиролизные — современные и эффективные, оснащенные автоматическими системами управления.

Они работают на доступном твердом топливе, которое сгорает практически без остатка, обеспечивают высокую мощность и КПД и способны до 24 часов работать на одной или двух загрузках, обеспечивают минимальные потери тепла.

Принцип работы, устройство пиролизного котла ↑

Газогенераторные пиролизные котлы длительного горения — это домашние лаборатории, добывающие из дров газ, который в последствии используется для отопления.

Пиролиз как физико-химический экзотермический процесс давно используется в различных отраслях промышленности.

Суть его состоит в распаде сложных органических соединений (нефти, угля, древесины) в условиях высоких температур и ограниченного доступа кислорода на простые вещества — твердые, жидкие и газообразные.

Таким образом, пиролизный котел — это двухкамерный отопительный прибор, в верхней камере которого при температуре от 200 до 800°С происходит экзотермическая реакция пиролиза древесины, в результате которой она распадается на фракции: древесный уголь и пиролизный газ, в основном состоящий из СО и незначительного количества СО2. Смесь пиролизного газа и воздуха подается в нижнюю камеру сгорания и, сгорая при температуре 1100-1200°С, выделяет очень большое количество тепла, которое и используется для отопления.

Этапы работы пиролизного котла

В результате котлы пиролизные твердотопливные для получения тепловой энергии фактически сжигают не дрова, а газ, обеспечивая высокий коэффициент полезного действия 85-90%. Горение газа, как известно, проще контролировать, а это, в свою очередь, позволяет автоматизировать процесс управление системой отопления.

[include id=»1″ title=»Реклама в тексте»]

Конструктивно топка пиролизного котла представляет собой две самостоятельные камеры, разделенные колосниками. В верхней газифицирующей камере загрузки при высокой температуре и дефиците кислорода медленно тлеет и пиролизуется топливо. Отводу тепла из верхней камеры препятствует лежащее на колоснике топливо, сквозь слой которого сверху вниз проходит слабый поток первичного воздуха.

Устройство и схема пиролизного котла

Выделяющийся в процессе генераторный газ одновременно с потоком вторичного воздуха поступает в нижнюю камеру сгорания, нижняя часть которой является форсункой из термостойкой керамики — шамота. Топки этого типа отопительных котлов отличаются повышенным аэродинамическим сопротивлением, а поэтому в них используется принудительная тяга, реализует которую не вентилятор, а дымосос.

Длительность работы газогенераторных котлов на одной загрузке зависит от температуры на улице и в помещении, качества теплоизоляции дома, вида топлива и его влажности, грамотного проектирования отопительной системы, но при прочих равных условиях их работа по сравнению с традиционными твердотопливными аналогами намного эффективнее.

Топливо для пиролизного котла ↑

На практике пиролизные котлы на твердом топливе могут эффективно работать на любых видах твердого топлива, будь то древесина, торф, бурый и черный уголь. Безусловно, продолжительность полного сгорания у каждого вида топлива своя и выглядит она следующим образом:

  • мягкая древесина — время сгорания не больше 5-ти часов;
  • твердая древесина — время сгорания около 6 часов;
  • бурый уголь сгорает примерно за 8 часов;
  • черный уголь горит до 10-ти часов.

Интересно в этой связи мнение пользователей, которое красноречиво отражают их отзывы: пиролизные котлы наиболее эффективны при работе на сухой древесине. Именно сухие дрова длиной 45-65 см, влажность которых не превышает 20%, не только обеспечивают максимальную мощность работы котла, но и продлевают срок его службы.

Сухие дрова длиной 45-65 см обеспечивают максимальную мощность котла и продлевают срок его службы

Конечно, при отсутствии качественных дров для генерации газа в котле подойдет любое органическое топливо с высоким выходом летучих фракций при условии, что оно допускается изготовителем котла:

  • древесные отходы;
  • топливные пеллеты и брикеты;
  • некоторые виды торфа;
  • целлюлозосодержащие отходы пищевой промышленности;
  • каменный уголь.

Если влажность топлива выше допустимой, процесс горения будет сопровождаться выделением большого количества водяного пара, а это чревато образованием копоти, дегтя, снижением теплотворной способности пиролизного газа и даже затуханием котла.

Особенности запуска и работы ↑

Запуская пиролизный котел твердотопливный, следует учитывать особенности, отличающие его от традиционных котлов, работающих на твердом топливе.

 Все понимают, что работа агрегата в режиме газогенератора благодаря двум камерам, оснащенным специальными задвижками-регуляторами — шиберами, но не все помнят, что в отличие от традиционных котлов загрузочный бункер пиролизного котла следует предварительно прогреть.

Как только температура в нем в зависимости от вида топлива достигнет оптимальных 500-800°С, можно приступать к загрузке твердого топлива и только затем приводить шибер в пиролизный режим работы и запускать дымосос.

Чистое желтовато-белое пламя — свидетельство правильной настройки газогенератора и отсутствия в дымовой смеси токсичных продуктов горения

При такой последовательности действий при запуске обеспечивается медленное бескислородное сжигание топлива, эффективное выделение и сгорание пиролизного газа чистым желтовато-белым и постоянная комфортная температура в отапливаемом помещение на протяжении суток.

Как выбирать пиролизный котел ↑

Покупать пиролизные котлы отопления, не сомневаясь в эффективности их работы, смело могут те, у кого есть возможность покупать сухие дрова или хотябы высушить их в случае превышения влажности.

[include id=»2″ title=»Реклама в тексте»]

Если же уверенности в такой возможности нет, можно выбрать современный высокотехнологичный отопительный котел, в топке которого сочетается 80% высокоэффективного пиролизного сжигания топлива и 20% традиционного. Современные комбинированные котлы обеспечивают качественное сжигание не только дров, но и древесных отходов, торфа, угля или любой их смеси влажностью до 50%.

Комбинированный котел оснащен загрузочной камерой очень большого объема и способен сжигать 80% топлива в режиме пиролиза, а 20% — в режиме обычного твердотопливного котла

При прочих равных условиях рекомендуется выбирать котел, объем загрузочной камеры которой способен вместить дрова длиной до 65 см. Причем обе камеры должны быть покрыты качественным керамобетоном: он обеспечивает оптимальную температуру внутри аппарата, качественное сжигание топлива  и защищает его стенки от прогорания. Хороший котел должен обеспечивать длительность горения топлива до 10-ти часов и служить не менее 20-ти лет.

Перечень достоинств и недостатков ↑

В завершение приведем неоспоримые «плюсы» газогенераторных отопительных аппаратов и «минусы», от которых пока не свободен пиролизный котел — отзывы пользователей.

Итак, достоинства:

  1. Просты в обслуживании и при отсутствии магистрального газоснабжения остаются оптимальным вариантом отопления.
  2. Удобство загрузки: один раз в 10-15 часов, то есть по сравнению с традиционными котлами на твердом топливе в 2 раза реже.
  3. Высокая экологичность: топливо сгорает практически полностью, дымовые газы почти не содержат токсичных продуктов горения, а в процессе работы газогенератора концентрация СО2в 3 раза ниже, чем соответствующий показатель обычного твердотопливного котла.
  4. Незначительное количество золы в топке и внутри дымохода после завершения работы облегчает чистку и последующую заправку газогенератора.
  5. Очень высокая скорость нагревания теплоносителя, воды или воздуха, до комфортной температуры 60°С.

Недостатки:

  1. Высокая стоимость газогенераторных котлов: в 1,5-« раза дороже традиционных твердотопливных аналогов.
  2. Все модели пиролизных отопительных аппаратов — одноконтурные агрегаты, не нагревающие воду для бытовых нужд.
  3. Слишком требовательны к топливу: не работают на топливе повышенной влажности.
  4. Не способны к работе в полном автоматическом режиме: загрузку топлива необходимо производить вручную.

Видео о правилах эксплуатации пиролизных систем ↑

И все же высокая экологичность, эффективность и экономичность, достигаемые благодаря полному сжиганию топлива и мизерным теплопотерям, сполна компенсируют недостатки пиролизных газогенераторных котлов и  круг их почитателей неуклонно ширится.

Источник: http://strmnt.com/dom/comm/d-heating/piroliznye-kotly-dlitelnogo-goreniya.html

Котел пиролизного горения: преимущества и недостатки

Долгие годы твердое топливо (газ, дрова и т.д.) сдавало свои позиции жидкому топливу и газу.

Связано это с тем, что сжигание твердого топлива наименее эффективно – слишком много энергии уходит на разрыв связей между молекулами, которые в твердом теле всегда прочнее, чем в жидкости или газе.

Казалось, еще чуть-чуть, и место твердому топливу останется только в воспоминаниях о древних очагах и архаичных паровозах. Однако, списывать твердое топливо со счетов пока рано, повысить эффективность его сжигания позволяет пиролизный котел длительного горения.

Котлы на твердом топливе становятся снова востребованными

Что такое пиролиз

Еще в средние века люди поняли, что сжигать дрова – не самый лучший способ высвобождения накопленной в древесине энергии солнца.

Гораздо более эффективным оказалось сжигание древесного угля, и по всей Европе задымили костры угольщиков.

Угольщики, популярные герои европейских сказок, знакомые каждому читателю братьев Гримм, не знали, что технология, с помощью которой они выжигали древесный уголь, в будущем получит название пиролиз.

Процесс пиролиза древесины

Пиролиз – процесс распада органических веществ под действием высоких температур. Для того чтобы термический распад не превратился в обычное сжигание, к материалу, который подвергается пиролизу, искусственно ограничивают доступ кислорода. В древности для этого применяли угольные ямы.

Серьезным недостатком такого способа является то, что выделяемая при выжигании угля из дерева (так называемое первичное горение) энергия терялась впустую.

Полностью использовать энергию пиролиза помогают специальные устройства, удостоенные множеством положительных отзывов – газогенераторы или пиролизные твердотопливные котлы.

Устройство и принцип работы котла

Камера первичного сжигания или пиролизная камера напоминает своим устройством топку обычной печи. Твердое топливо (дрова, опилки, древесные или торфяные брикеты, пеллетные гранулы) помещается через загрузочное окно на массивную огнеупорную решетку – колосник, обеспечивающий приток к топливу воздуха, который называют первичным.

Принцип работы котла длительного горения

Топливо поджигают и ждут, пока весь объем топлива будет охвачен пламенем. Это называется выходом газогенераторного котла на режим. Именно с этого момента и начинаются отличия от обычных печей и котлов или, как их еще называют, печей и котлов прямого сжигания.

После выхода котла на режим доступ первичного воздуха значительно ограничивают, в результате чего горение практически прекращается. Продолжает гореть только часть топлива.

Выделяемого им тепла хватает для разложения остальной части топлива с выделением пиролизного газа – смеси летучих органических веществ.

Пиролизный газ принудительно, реже самотеком попадает во вторичную камеру – камеру сгорания или камеру дожига, в которую осуществляется подача достаточного количества воздуха, который называют вторичным.

От контакта с кислородом нагретый до высоких температур (более 300 градусов Цельсия) газ моментально вспыхивает и горит с выделением большого количества тепла.

Происходит выполнение главной функции котла – нагрев теплоносителя.

Подробно принцип работы пиролизного котла показан на видео.

Преимущества газогенераторных котлов

Газогенераторные твердотопливные котлы обладают целым рядом преимуществ перед котлами прямого горения.

Но главная выгода от полного сгорания заключается не в этом. Всем известно, каким зловонным и едким бывает дым от горения отходов производства. На самом деле продукт горения любой органики – углекислый газ и обычная вода. Безвредные вещества без цвета и запаха.

Опасность представляет органика «недогоревшая» — различные токсические и дурно пахнущие вещества, образующиеся в процессе распада органических отходов, попадающие в атмосферу вместе с дымом.

За счет полного сгорания топлива выделение отходов органики пиролизными котлами сведено к минимуму.

Процесс сгорания топлива

Во-первых, это делает газогенераторы гораздо более экологичными, чем котлы прямого горения, во-вторых, позволяет использовать для пиролиза не только специализированное топливо, но и отходы швейного, кожевенного, скорняжного и т.п. производства.

]

Таким образом, достигается двойной эффект: отходы приносят пользу, участвуя в нагреве теплоносителя в котле, и одновременно решается вопрос безвредной утилизации отходов на месте, без вывоза их на полигон, что потребовало бы дополнительных затрат.

Из-за специфики твердого топлива, в частности неравномерности горения, работа твердотопливных приборов всегда хуже поддавалась регулированию и управлению, чем работа печей и котлов на жидком или газообразном топливе.

Принцип пиролиза решает и эту проблему, так как основной процесс горения происходит в камере дожига, где горит пиролизный газ.

Это дает возможность сделать работу пиролизных котлов полностью управляемым и поддающимся автоматизации.

Недостатки газогенераторных котлов

Если вы решили купить газогенераторный котел, вам, конечно, необходимо узнать и о его недостатках.

  • Прежде всего, такие котлы имеют более высокую цену, чем обычные. Разница в цене окупится в процессе эксплуатации, однако будьте готовы к крупным первоначальным вложениям.
  • Газогенераторы предъявляют очень серьезные требования к влажности топлива: влага препятствует процессу пиролиза. Если влажность топлива превышает 20%, вам придется досушивать его перед использованием, иначе котел просто погаснет после снижения подачи первичного воздуха при выходе на режим.При низкой подачи воздуха, влажное топливо просто погаснет
  • Также существует опасность гашения первичной (пиролизной) камеры из-за низкой температуры теплоносителя, который возвращается в котел из системы отопления (так называемый обрат). Если условия эксплуатации таковы, что теплоноситель успевает сильно остыть до возврата в котел, приходится монтировать дополнительную обходную трубу (байпас) для подмеса горячей воды в обрат через трехходовой клапан. Это усложняет конструкцию и снижает эффективность системы в целом.
  • Большинство моделей пиролизных котлов (практически все промышленные модели) используют принудительную тягу с помощью специальных воздушных насосов, что требует подключения котла к электрической сети.

Использование котлов в быту

Идеальными условиями для пиролизного котла является столярное производство, отходы которого – просто идеальное топливо для газогенератора. Но что делать, если вы собираетесь установить пиролизный котел для отопления частного дома и не хотите при этом оборудовать дровяной сарай или возиться с сушкой дров из открытой поленницы? В таком случае ваш выбор – пеллетный котел.

Пеллеты — современный вид топлива

Пеллетный газогенераторный котел – это водогрейный агрегат, использующий в качестве топлива горючие гранулы – пеллеты.

Пеллетные гранулы изготавливают из перемолотых и прессованных отходов столярного производства (стружки, опилок, коры, сучьев), маслобойного производства (подсолнечной лузги), торфа, кизяка (сушеного навоза). В чем же преимущество гранулированного твердого топлива?

  • пеллетные гранулы гораздо удобнее хранить и складировать, чем дрова
  • гранулированное топливо готово к немедленному применению, не требует колки и сушки.
  • для пиролиза пеллетного топлива достаточно небольшой первичной камеры.
  • стандартный размер пеллетных гранул позволяет полностью автоматизировать процесс подачи топлива.

Комбинация газогенератора с бойлером косвенного нагрева позволит использовать бытовой пиролизный котел не только для отопления, но и для горячего водоснабжения.

Компактные бытовые пеллетные котлы занимают немного места в доме и не требуют выполнения сложных процедур запуска и эксплуатации, так как обладают высокой степенью автоматизации. Удобство бытовых пиролизных котлов подтверждается многочисленными положительными отзывами.

Качественный газогенератор при соблюдении условий эксплуатации послужит вам долгие годы и позволит сэкономить значительные средства.

Источник: http://klivent.biz/otopleniye/dlitelnogo-piroliznogo-goreniya.html

Твердотопливные котлы: принцип работы устройств и советы по выбору

   Ни для кого не секрет, что частный дом – будь то дача или альтернатива квартире – требует внимания и содержания.

Жизнь в частном доме всегда приятнее стен квартиры, расположенной в многоэтажном доме с общим двором, запахом города и прочими недостатками.

Но в числе первых задач, которые возникают с самого начала и являются актуальными на протяжении всего периода эксплуатации дома – это его обогрев.

Твердотопливный котел — Фото 01

   Подбор системы отопления может оказаться гораздо сложнее, чем это кажется на первый взгляд. Необходимо правильно подойти к вопросу, учитывая индивидуальные особенности конкретного дома, изучив различные варианты и подводные камни. Сердцем такой системы является котел, с которого, собственно, и нужно начинать решение своего вопроса.

   Наиболее актуальным сегодня является решение с использованием твердотопливного котла. Приобретение такого вида оборудования является лучшим советом в ситуации с отоплением частного дома. Это оправдано рядом факторов, которые делают твердотопливный котел незаменимым агрегатом.

Достоинства твердотопливных котлов

   Так что же отличает от котлов-собратьев именно то, что он твердотопливный? Почему так быстро такие котлы набрали популярность, и какие конкретно преимущества он имеет? Отзывы о твердотопливных котлах длительного горения самые положительные, основаны на достоинствах этого оборудования, а основными из них являются:

  • Высокий уровень КПД. Оборудование устроено так, что процесс сгорания топлива происходит рационально.
  • Экологичность. За счет использования угарного газа в качестве топлива, а не выброса его через дымоход в атмосферу, достигается эффект почти безотходного производства без загрязнения окружающей среды.
  • Простота регулировки. Процесс происходит путем изменения количества подаваемого воздуха. Также существует возможность регулировки температуры воды в системе.
  • Автоматика. Наличие автоматики в различных котлах осуществляет их интеллектуальное регулирование, в том числе, сигналы об угрозе безопасности и приводит работу к автоматическому выключению.
  • Экономичность. Стоимость дров, к примеру, ниже стоимости электроэнергии в пятнадцать раз, а возможность комбинирования различных видов топлива уникально, с точки зрения удобства и экономичности.
  • Автономность. В своей работе котел не требует подключения к электрическим и другим инженерным коммуникациям.
  • Безопасность и рабочий ресурс. Специальный теплообменник устроен таким образом, что система не перегревается чрезмерно, что напрямую влияет на срок службы котла. С помощью термостата осуществляется регулировка и плавный переход между режимами.

Процесс горения — Фото 02

Схема твердотопливного котла — Фото 03

Принцип работы и виды твердотопливных систем

   В качестве твердого топлива, для функционирования котлов могут использоваться различные его виды. Распространенной «пищей» для таких агрегатов является угольное и древесное сырье, пеллеты и другое. Также нередко можно встретить котлы на твердом топливе длительного горения, в которых есть возможность комбинировать разные виды горючего.

Котел на отопление на твердом топливе – прибор, заправка топливом которого в некоторых случаях происходит не меньше через 30 часов. Это происходит благодаря особому принципу сгорания топлива. Процесс сгорания происходит пластами, от верхнего к нижнему.

   Наиболее популярным видом топлива сегодня являются дрова. Это происходит потому, что котлы отопления длительного горения на дровах отличаются рядом преимуществ, включая указанные выше.

Невысокая стоимость самого котла, а также неприхотливость в обслуживании и качестве горючего материала делают его очень удобными для эксплуатации обывателем.

Минимальная цена котла длительного горения на дровах для дома составит около 30 тыс. рублей.

Твердотопливный котел на дровах — Фото 04

   Отдельно следует упомянуть пиролизное оборудование. Дровяные котлы длительного горения также могут функционировать по методу пиролиза, в процессе которого сжигаемое топливо расщепляется, выделяя при этом древесный газ, а он, в свою очередь, сжигается.

Благодаря этому, время между погрузками в котел топлива существенно увеличивается. Это существенно отличает такое оборудование от обычного твердотопливного. Являясь очень экономичными, пиролизные котлы отличаются высокой ценой и очень требовательны к качеству твердого топлива.

Поэтому если вы хотите в процессе эксплуатации платить меньше, а получать больше – пиролизный агрегат для вас.

Пиролизные котлы длительного горения — Фото 05

   Угольный вариант отопления почти так же распространен, как и отопительный котел на дровах длительного горения. Кроме этого, существуют пеллетные агрегаты, обладающие все теми же достоинствами.

Покупая топливо в виде пеллет, вы всегда сможете варьировать при выборе его цену и качество.

Топливные пеллеты – отличный вариант в тех случаях, когда нет возможности и необходимости запасаться углем, дровами или другими видами топлива.

Автоматический твердотопливный котёл на угле с бункером — Фото 06

Устройство пеллетного твердотопливного котла длительного горения — Фото 07

   Шагая в ногу со временем, хочется преуспеть во всем. Специально для этого случая существуют автономные отопительные котлы, работающие на твердом топливе. Система позволяет потребителю отсутствовать во время ее работы.

Уехали в гости? На уик-энд? Система автоматики отвечает за безопасность работы оборудования, может регулироваться посредством пульта управления, а современные производители могут предложить даже такую опцию, как извещение и отчет о работе котла на мобильный телефон.

  Среди прочих особенностей современных твердотопливных котлов следует вспомнить и фактор загрузки в него топлива. Из-за возможности загрузки большого объема горючего материала, вы обеспечите беспрерывную работу прибора на весьма длительный период.

Твердотопливный котел в автоматическом режиме — Фото 08

Как подобрать котел

   Первым вопросом будет то, какой мощности должно быть ваше отопительное оборудование и как ее рассчитать. Принято считать, что 10 м2 помещения потребляют 1 кВт мощности. То, есть умножая количество квадратных метров площади, которую необходимо будет обогреть, на 100 Вт, вы получите необходимую мощность котла. Для уверенности к полученному результату рекомендуется добавить 10%.

   Однако при более дотошном и профессиональном подходе учитывать следует и высоту потолков, и климатические условия региона, и даже степень теплоизоляции стен. В случае необходимости, с этим вам помогут специалисты.

   Следующим основным фактором для вас должен стать комфорт. Как потом можно будет ощутить, он заключается в частоте загрузки топлива в котел. В соответствии с этим условием, нужно будет рассматривать различные варианты, так как цена может очень сильно колебаться.

   В наше время вы сможете приобрести любую разновидность котла длительного горения, обратившись в специализированную компанию. Исходя из своих пожеланий, предпочтений, а также размера бюджета, вы подберете необходимую технику, и специалисты этой компании помогут вам с этим.

Источник: http://rmnt-aqua.ru/tverdotoplivnye-kotly-princip-raboty-ustrojstv-i-sovety-po-vyboru/

Ссылка на основную публикацию