Газовый котел с электрогенератором: устройство, принцип работы, обзор лучших брендов

Содержание:

Газ, который мы часто используем для приготовления пищи, отопления дома и нагрева воды для хозяйственных нужд, добывается не только из недр земли. Его можно получить, сжигая некоторые природные материалы, к примеру, древесину, опилки, уголь, торф, отходы сельского хозяйства и прочее. Даже некоторые виды мусора пригодны для этого дела (старый паркет, линолеум некоторые виды пластика). Ведь при сгорании вышеуказанных материалов выделяется газ, который, если смешать в определенных пропорциях с кислородом, прекрасно горит и выделяет относительно большое количество тепловой энергии. Только для этого вам придется приобрести специальный вид отопительного оборудования – газогенератор на дровах.

Принцип работы

Итак, чтобы дрова в топке смогли выделить необходимое количество горючего газа, необходимо, чтобы они горели при небольшой подаче кислорода. По сути, топливо должно не гореть, а тлеть. Но при этом температура внутри камеры должна быть немаленькой, не меньше +1100°С. Это одно из основных условий.

С газами такой температуры работать очень сложно, ведь их качество достаточно низкое, чтобы использовать его по прямому назначению. Просто коэффициент полезного действия от их сжигания будет не очень большим, поэтому топочные газы обычно очищают. Но перед этим их необходимо немного охладить.

</p>

Чистка газов производится на специальных фильтрах, где их очищают от золы, взвешенных частиц, кислот (муравьиной и уксусной) и других примесей. После чего они поступает в смесительную емкость, где производится смешение газов со свежим воздухом. И вот уже готовая воздушно-газовая смесь может быть использована по прямому назначению. Вот такой принцип работы газогенератора на дровах. Процесс не самый простой, поэтому и устройство данного агрегата непростое. Хотя многие домашние мастера изготавливают их своими руками.

Кстати, пиролизные котлы на твердом топливе – это одна из разновидностей газогенератора. Правда, в них отсутствует этапы охлаждения топочных газов и их очистка. Горючий материал сразу же из камеры сгорания дров попадает внутрь второй топки, где газы обогащаются кислородом и сжигаются. Для других целей газ не используется.

Достоинства и недостатки

Как и любой вид отопительного оборудования, газогенераторные котлы на твердом топливе обладают плюсами и минусами в конструкции и эксплуатации.

</p>

Достоинства

• Начнем с коэффициента полезного действия, как с самого основополагающего критерия эффективной работы агрегата. Так вот у пиролизных твердотопливных котлов он имеет диапазон 85-95%. Для сравнения: у обычных дровяных агрегатов КПД не превышает 65%. Коэффициент полезного действия определяет соотношение расхода топлива, которого хватает на выработку необходимого количества тепловой энергии. А она, в свою очередь, должна быть рационально использована для поддержания необходимого температурного режима внутри помещений. Вот такая сложная взаимосвязь.
• В газогенераторах топливо горит гораздо дольше, чем в обычных приборах. Если в качестве топлива используются дрова, то продолжительность сжигания одной закладки может хватить на пару дней. С углем этот показатель гораздо больше, до одной недели.
• Устройство газогенератора на дровах имеет определенные конструктивные особенности, которые помогают сжечь топливо до конца. Остается лишь одна зола и сажа на стенках камеры сгорания. Почему это положительная сторона? Здесь два фактора: закладка горит дольше, чистка прибора упрощается.
• Обычно твердотопливные котлы плохо поддаются автоматизации. Регулировать процессы, происходящие внутри агрегата практически невозможно. В газогенераторных печах на дровах процесс горения можно автоматизировать. Конечно, это не так просто, как, скажем, с газовыми или электрическими отопительными приборами, но такая возможность присутствует.
• Так как угарные газы очищаются и сгорают, то это говорит о том, что в окружающую атмосферу попадает незначительное количество вредных веществ. На сегодняшний день это один из самых жестких требований, который пиролизными котлами на дровах полностью выполняются.
• Современные модели газогенераторов обладают различными преимуществами, которые выделяют их из общей категории твердотопливных котлов. К примеру, в топке некоторых моделей можно впихнуть поленья длиною больше одного метра и использовать древесину с влажность до 50%.

</p>

Недостатки

• Большой недостаток газогенераторных котлов на дровах – это сложность подачи воздуха в камеру смешения с угарными газами. Естественным способом это сделать очень трудно, поэтому практически все модели в своей конструкции используют механический надув при помощи вентилятора. А это говорит о том, что наш котел тут же переходит в категорию «энергозависимых агрегатов».
• Если упустить момент падения мощности, особенно, когда она падает ниже половины своего номинала, то на стенках камеры сгорания и в дымоходе тут же начинает образовываться деготь за счет сажи и конденсации влажных паров. Поэтому совет – всегда держите минимальный температурный режим в +60°С.
• Цена генераторов на дровах для дома выше обычных твердотопливных котлов практически вдвое. Конечно, есть предложения на рынке в виде самодельных отопительных приборов, но нет гарантии, что этот вариант будет работать эффективно и экономно. Так что не стоит рисковать.

Внимание! Выше уже говорилось, что автоматизировать газогенератор проще, чем классический твердотопливный котел. Добавим, что генератор с блоком автоматики работает в разы безопаснее.

</p>

Разновидности дровяных генераторов

Существует достаточно большой модельный ряд газогенераторов, которые работают на дровах. Здесь и очень простые конструкции в виде буржуек, есть и сложные агрегаты, в которых проводятся все процессы: от сжигания дров до чистки топочных газов и их сгорания.

К примеру, твердотопливный котел-буржуйка. По сути, это обычная буржуйка с разделенной пополам топкой горизонтальной перемычкой, один конец которой не доходит до стенки печки. Остается небольшой зазор, по которому топочные газы перемещаются в верхнюю камеру сгорания. Вторая топка представляет собой систему каналов, по которым газы перемещаются снизу вверх. При этом они захватывают свежий холодный воздух, поступающий внутрь котла из нижних сопел. Здесь же и происходит смешение и получение воздушно-газовой смеси. Кстати, холодный воздух, проходя по соплам и каналам, тоже нагревается, так что волноваться, что смесь не загорится, нет причин.

Такая буржуйка хоть и обладает неплохим КПД, все равно является малопроизводительным отопительным агрегатом. Использовать ее для основной радиаторной системы отопления не рекомендуется. А вот для теплых полов она в самый раз.

</p>

Для основной отопительной системы лучше всего подойдут твердотопливные пиролизные котлы длительного горения. Основа их эффективной работы – это правильно проводимый процесс пиролиза в первой камере сгорания, куда закладываются дрова. Как уже было сказано выше, они в топке должны просто тлеть, ведь сюда поступает небольшое количество свежего воздуха.

От того, как правильно будет проведено размещение топлива и будет зависеть качество его сжигания. Поэтому рекомендуется дрова укладывать как можно ближе друг к другу, оставляя минимальные зазоры между ними. Чем меньше свободного пространства останется, тем лучше. Существует два вида укладки дров:

1. Рядами в горизонтальной плоскости.
2. В виде клети или колодца.

Итак, подведем итог. Газогенераторы, работающие на дровах — это неоспоримо наилучший вариант из категории «твердотопливных котлов». У них достаточно большое количество преимуществ перед другими моделями данной категории. Но хотелось бы отметить высокий КПД. Даже только из-за него можно было сделать выбор в сторону газогенератора.

Не забудьте оценить статью:

Голосов: 1 Средняя оценка: 5,00 из 5

—>

Бережное отношение к энергоресурсам продиктовано в первую очередь тем, что практически все природные запасы не бесконечны. Экономное расходование всех видов топлива требует разработки новых систем либо кардинальной модернизации существующих.

Так, газовый котел с электрогенератором – это один из видов гибридных систем, позволяющих разумно распоряжаться голубым топливом. Мы познакомим вас с принципом действия оборудования, вырабатывающего наряду с тепловой энергией электрическую. Представим типичные модели гибридных агрегатов.

Эффективное потребление энергоресурсов

Даже рядовой обыватель, у которого установлен газовый котел для отопления жилья, может задаваться вопросом о рациональности использования тепловой энергии. Действительно, ведь при сжигании газа в котле, далеко не все выделяемое тепло используется.

Всегда при работе системы отопления какая-то часть тепла безвозвратно утрачивается. Обычно так происходит при выбросе продуктов сгорания из котла в атмосферу. Фактически это утраченная энергия, которой могло бы найтись применение.

О чем конкретно идет речь? О возможности применения впустую “выброшенного” тепла в производстве электрической энергии.

Если исходить из того, что система котла отопления и так оптимизирована с целью максимального повышения КПД, то «выбрасываемая» энергия все равно составляет значительную долю от энергии, которая выделяется при горении топлива

Видами топлива могут быть различны, начиная с банальных дров и всевозможных брикетов, заканчивая наиболее экономичными вариантами: магистральным газом с преобладанием метана в составе, искусственным голубым топливом и пропан-бутановыми сжиженными смесями.

Может показаться, что это далеко не «открытие Америки», но на самом деле разработанная еще в далеком 1943 году Робертом Стирлингом технология, а точнее, установка существует. Ее конструктивные особенности и основной принцип работы позволяет относить эту систему к двигателям внутреннего сгорания.

Почему же тогда не использовалась данная установка на протяжении столь значительно времени? Ответ прост – теоретическая разработка технологии в сороковых годах прошлого века, на практике оказалась очень громоздкой.

Существовавшие на момент разработки технологии и материалы не позволяли сократить размеры установки, а существовавшие методы производства электрической энергии были более рентабельны.

Включение в схему газового котла устройства, перерабатывающего бесполезно расходуемое тепло в электроэнергию, позволяет существенно повысить КПД газоперерабатывающей установки

Что может заставить нас на сегодняшний день задумываться о более бережном отношении к ресурсам, не относящимся к категории возобновляемых? Сейчас во всем мире существует общая проблема – развитие технологий неизбежно ведет к увеличению потребления электрической энергии.

Увеличение потребления происходит настолько стремительными темпами, что сетевые компании не успевают модернизировать системы передачи электрической энергии, не говоря уже про производство. Такая ситуация неизбежно ведет к тому, что элементы систем электроснабжения выходят из строя, а в некоторых случаях такое может происходить с завидной регулярностью.

Современные котлы отопления оснащены системами управления, которые тоже энергозависимы. В электропитании нуждаются циркуляционный насос, датчики, автоматика, сама панель. Весь набор устройств не может не вызывать тревоги за сохранение работоспособности при отключении электроэнергии.

Принудительные системы отопления не представляется возможным запустить без электроэнергии. Отключение электропитания в отопительный сезон для них практически катастрофично. Мало того, что это приведет неизбежно к быстрому охлаждению помещения, при длительно неработающем отоплении возможно замерзания контура.

Длительное отсутствие работы системы отопления в холодное время года приводит к замерзанию системы отопления, к появлению в ней ледяных пробок и в итоге к повреждению оборудования и труб отопления из-за разрыва

Стандартные существующие варианты решения вопроса – установка источников бесперебойного питания, генераторов всевозможных модификаций (газо -, бензо -, дизельгенераторов или нетрадиционные источники – ветрогенераторы или мини ТЭС, ГЭС).

Но этот путь решения приемлем далеко не для всех, поскольку многие сложно выделить место для установки автономного поставщика электричества.

Если жители индивидуальных домов еще могут выделить место под генератор, то для установки в многоэтажном доме это практически невозможно. Таким образом, получается, что жители многоквартирных домов с системой индивидуального отопления – это первые, кто пострадает при отключении света.

Именно поэтому в первую очередь компании, выпускающие компоненты для сборки систем отопления, задались вопросом полноценного использования тепла, которое «выбрасывается» системой отопления. Задумались о том, как бесцельно расходуемую субстанцию применить в генерации электроэнергии.

Из известных технологий разработчики выбрали «хорошо забытую» установку Стирлинга, современные технологии позволяют увеличить ее эффективность, сохраняя компактные размеры.

Принцип работы двигателя Стирлинга – движение поршня двигателя вниз и вверх. Двигатель работает практически бесшумно и не вызывает вибраций оборудования

Принцип работы установки Стирлинга основан на использовании нагрева и охлаждении рабочего тела, что в свою очередь приводит в действие механизм, который вырабатывает электрическую энергию.

Внутри поршня (закрытого) расположен закачанный газ, при нагреве газообразная среда расширяется и двигает поршень в одну сторону, после охлаждения в охладителе она сжимается и двигает поршень в другую сторону.

Обзор производителей котлов с генератором

Рассмотрим на конкретных примерах системы бытовых котлов, существующих на сегодняшний день, в которых принцип использования выхлопных газов (продуктов горения) для производства электроэнергии был успешно реализован. Южнокорейская фирма NAVIEN успешно реализовала вышеуказанную технологию в котле марки HYBRIGEN SE.

В котле используется двигатель Стирлинга, который согласно паспортным данным вырабатывает в процессе работы электроэнергию мощностью 1000W (или 1кВт) и напряжением 12В. Разработчики утверждают, что вырабатываемую электроэнергию можно использовать для питания бытовых приборов.

Такой мощности должно хватить для питания бытового холодильника (порядка 0,1кВт), персонального компьютера (около 0,4кВт), жидкокристаллического телевизора (около 0,2кВт) и до 12 светодиодных лампочек мощностью по 25Вт каждая.

Котел серии hybrigen se компании navien со встроенным генератором и двигателем системы Стирлинга. При работе котла помимо основных функций вырабатывается электроэнергия порядка 1000Вт мощности

Из европейских производителей разработками в данном направлении занимается компания Viessmann. Viessmann обладает возможностью представить на выбор потребителя две модели котлов серии Vitotwin 300W и Vitotwin 350F.

Модель Vitotwin 300W была первой разработкой в указанном направлении. Она отличается достаточно компактным исполнением и внешне очень схожа с обычным настенным газовым котлом. Правда именно при эксплуатации первой модели были определены «слабые» места в работе двигателя системы Стирлинга.

Самой большой проблемой оказался отвод тепла, основа работы устройства – нагрев и охлаждение. Т.е. разработчики столкнулись с той же проблемой, с которой столкнулся Стирлинг в сороковых годах прошлого века – эффективное охлаждение, которого можно достигнуть только при значительных размерах охладителя.

Именно поэтому появилась модель котла Vitotwin 350F, которая включала в себя уже не только газовый котел с генератором электричества, но и встроенный бойлер на 175л.

Накопительная емкость для горячей воды выполняется в напольном варианте по причине большого веса как самого оборудования, так и подготавливаемой для санитарных целей жидкости

В этом случае достаточно эффективно был решен вопрос с проблемой охлаждения поршня установки Стирлинга за счет воды в бойлере. Однако решение привело к тому, что габаритные размеры и вес установки увеличились. Такая система уже не может крепиться на стену как обычный газовый котел и может быть только напольной.

Котлы компании Viessmann предусматривают возможность подпитки систем работы котла от внешнего источника, т.е. от сетей центрального электроснабжения. Компания Viessmann позиционировала оборудование как устройство, обеспечивающее собственные нужды (работу агрегатов котла) без возможности отбора избытка электроэнергии для бытового потребления.

Система Vitоtwin F350 – котел с бойлером нагрева воды объемом 175л. Система позволяет обогревать помещение, обеспечивает горячей водой и вырабатывает электрическую энергию

Для того чтобы можно было сравнить эффективность применения генераторов, встраиваемых в систему отопления. Стоит рассмотреть котел, который разработан компаниями «ТЕРМОФОР» (республика Беларусь) и компанией «Криотерм» (Россия, г. Санкт-Петербург).

Рассмотреть их стоит не потому, что они смогут каким-то образом конкурировать с вышеприведенными системами, а для сравнения принципов работы и эффективности получения электрической энергии. Эти котлы в качестве топлива используют только дрова, прессованные опилки или брикеты на основе древесины, поэтому их нельзя поставить в один ряд с моделями фирм NAVIEN и Viessmann.

Котел, названный «Отопительная печь «Индигирка», ориентирован на длительное отопление дровами и т.п., но снабжен двумя термическими генераторами электричества типа ТЭГ 30-12. Расположены они на боковой стенке агрегата. Мощности генераторов малы, т.е. в общей сложности они в состоянии генерировать лишь 50-60Вт напряжением 12В.

Принципиальное устройство печи “Индигирка” позволяет не только обогревать помещение, но и готовить еду на конфорке. Дополнение системы – два теплогенератора на 12В мощностью 50-60Вт.

В данном котле нашел применение метод Зебека, основанный на формировании ЭДС в замкнутой электрической цепи. Она состоит из двух разнородных видов материала и поддерживает точки контакта при различных температурах. Т.е. разработчики тоже используют выделяемое котлом тепло для выработки электрической энергии.

Сравнение эффективности работы котлов

Сравнивая представленные виды котлов, которые не только обогревают помещение (нагревают теплоноситель), но и вырабатывают электроэнергию за счет использования выделяемого тепла, следует обратить внимание на важные аспекты при эксплуатации.

Как компания NAVIEN, так и компания Viessmann позиционируют свои котлы, указывая на несомненные плюсы – полная автоматизация процесса, отсутствие необходимости сервисного ремонта и вообще полное отсутствие вмешательства после запуска в работу со стороны покупателя.

Для работы данных котлов нужна только стабильная работа системы стабильное наличие газа (будь то магистральные поставки, установка баллонная с сжиженным газом или газгольдер). Соответственно, для работы котлов применяется бытовой газ, который после сгорания не представляет вреда для окружающей среды.

В принципе, почти то же можно сказать и про отопительную печь «Индигирка», только вид топлива тут не газ, а дрова, пеллеты или прессованные опилки.

Полное отсутствие автоматики, которая требует наличия электричества. Система выработки электрической энергии и самого котла не влияют на работу друг друга, т.е. при выходе из строя системы производства электроэнергии, котел продолжает выполнять свои функции.

Все эти газоперерабатывающие отопительные агрегаты, под горелками которых расположены двигатели Стирлинга, производят электрическую энергию, которую можно использовать в различных целях

Котлы компаний NAVIEN и Viessmann не смогут “похвастать” подобным, поскольку двигатель системы Стирлинга встроен непосредственно в конструкцию котла. Но насколько рентабельны подобные системы и через какой срок окупится подобный котел? С этим вопросом стоит детально разобраться.

Рентабельность рассматриваемых систем

На первый взгляд котлы компаний NAVIEN и Viessmann практически мини-ТЭС в условиях частного дома или даже квартиры.

Даже невзирая на большие габаритные размеры, возможность производить электрическую энергию просто за счет пользования котлом для нагрева бойлера или обогрева помещений должна побудить покупателя не задумываясь установить подобное «чудо техники».

Но при ближайшем рассмотрении котла компании NAVIEN возникают вопросы, требующие ответа. При заявленной мощности в 1 кВт (свободной мощности, которую можно использовать на свое усмотрение), котел достаточно ощутимо расходует электроэнергию при работе системы.

Что имеется в виду? Как минимум работа автоматики, пусть необходима небольшая мощность, но она нужна, для того чтобы функционировали вентилятор и циркуляционный насос. Перечисленные устройства в сумме могут не только с успехом потребить этот киловатт энергии, но его может и не хватить при «разгоне» системы.

Принципиальная схема системы отопления компании Vissmann Vitotwin 350F с напольным бойлером на 175л. Система позволяет как использовать электроэнергию от внешнего источника, так и отдавать избыток произведенной электроэнергии в общую сеть

Такие же точно вопросы возникают и по котлам компании Viessmann, но здесь хотя бы не заявлялась возможность извлечения электроэнергии для собственных нужд. Оговаривалась только возможность автономной работы системы при отсутствии внешнего снабжения.

Хотя тут же разработчики указывают, что «система может требовать дополнительной электрической мощности при пиковых нагрузках». На фоне заявленных 3500 кВт*ч производимой электроэнергии в год, данный нюанс уже вызывает сомнение, а путем простых и нехитрых вычислений получаем следующее:

3500:6 (месяцев стандартного отопительного сезона):30 (30 календарных дней в среднем):24 (24 часа в сутках) = 0,81кВт*час.

Т.е. котел производит при стабильной (постоянной) работе порядка 800Вт, но сколько потребляет сама система в процессе работы? Возможно, эти же, производимые 800Вт, а возможно, и больше.

К тому же вырабатывается электроэнергия только в процессе работы горелки. Т.е. требуется либо постоянная работа системы, либо все немного не так, как рассказывают разработчики системы.

К чему приводились эти расчеты? Система котла на дровах реально отдает свои 50Вт*ч (или 0,05кВт*ч), которые можно использовать для подзарядки планшета, телефона и т.п. даже для банальной «дежурной светодиодной лампочки». В противовес разработки двух компаний с мировым именем, но описанные разработки явно больше смахивают на хороший маркетинговый ход, и не более того.

Что касается ценовой политики на данные системы, тут вообще сложно что-то оценивать. Поскольку даже фирмы-производители Viessmann и NAVIEN сразу оговаривают, что оборудование «не требует обслуживания». В переводе на простой язык – поломалось, значит, нужно заменить агрегат полностью.

Это может касаться не всей системы, а отдельно взятых узлов: двигателя Стирлинга, системы газовой горелки и т.д. В результате получится достаточно внушительная сумма. Если исходить из того, что в среднем цена на данные системы составляет порядка 12тыс. евро или 13,5 тыс. $. Схема работы котла с генератором, то выиграть в такой ситуации может разве что производитель систем.

Печь “Индигирка” участвовать в сравнении вообще не может, не только потому, что вид топлива не газ, а цена не сопоставима (в 15 раз меньше), а потому что печь позиционирована не для бытового использования, а больше для путешествий, экспедиций и т.п.

Если в Европе ситуация с энергоносителями достаточно существенно влияет на выбор потребителя (при выборе систем отопления или энергоснабжения) с точки зрения экономичности и экологичности, то государства ЕС стимулируют это путем субсидирования на внедрение таких систем.

Для бытового потребителя в России такие системы, скорее всего, будут слишком дорого обходиться как изначально “система+установка”, так и в процессе эксплуатации.

Выводы и полезное видео по теме

Принцип действия двигателя Стирлинга, оснащающего газовый котел:

Демонстрация работы газового котла с генератором электроэнергии:

Пример дровяной печки с генератором электричества для сравнения с газовым агрегатом:

Не стоит забывать, что европейские энергогенерирующие компании вполне лояльны к “производителям” энергосберегающей техники.

В России возможность генерации и передачи в сеть электрической энергии бытовым потребителем не только не закреплена законодательно, но и не приветствуется сетевыми компаниями. Поэтому представленные системы вряд ли имеют серьезные шансы на применение в условиях РФ на сегодняшний день.

Комментируйте, пожалуйста, представленную к рассмотрению статью в расположенной ниже блок-форме, задавайте вопросы, размещайте фото по теме. Расскажите о том, знакомы ли вам котлы с электрогенерирующими системами. Поделитесь полезной информацией, которая пригодится посетителям сайта.

Устройство и принцип работы дровяного газогенератора

Дровяные газогенераторы растапливаются таким же образом, как и обычные котлы. Причем там и здесь используется твердое топливо – древесина. Дрова, опилки, брикет или другое топливо укладывается в камеру, которая расположена в нижней части газогенератора. После этого производится поджег и открывается заслонка для создания тяги. Также, стоит обратить своё внимание на то, что заслонка открывается только на половину, так как может погаснуть огонь. Причиной тому является излишек поступившего воздуха.

Устройство и схема работы газогенератора

Устройство газогенератора очень простое, основу составляют две камеры, размещенные в одном корпусе. В нижнем отсеке осуществляется сгорание топлива, а в верхнем — газа. Нагретый воздух постоянно циркулирует по трубопроводам.

В нижней камере имеются специальные отверстия для забора холодного воздуха. При нагревании он поднимается и далее поступает в канал.

Чтобы получить из древесины горючий газ, необходимо обеспечить особые условия ее горения. Для этого в топку подается небольшое количество кислорода, которое не позволяет топливу просто сгореть. При этом температура в камере сгорания должна быть очень высокой, более 1100 градусов.

Дровяной генератор успешно использовался для автомобилей еще во время Второй мировой войны. Сегодня к этой идее все чаще возвращаются по соображениям экологической безопасности

В результате образуется смесь горючих газов, которую необходимо охладить. После этого газ пропускают через ряд фильтров для очистки от уксусной и муравьиной кислоты, золы, взвешенных частиц и т. п. Очищенный газ подается в смеситель, где в него поступает некоторое количество воздуха. Эта газово-воздушная смесь пригодна для дальнейшего использования, например, для подогрева воды отопительного контура или как топливо для двигателя внутреннего сгорания. Понимание принципов работы устройства поможет при создании древесного газогенератора своими руками.

Обратите внимание, что есть еще одна разновидность дровяного газогенератора — пиролизная печь. В ней также образуются горючие газы, которые поступают во вторичную камеру сгорания, а не отбираются для дальнейшего использования.

Вообще, идея дровяного газогенератора не нова, а в последние годы защитники экологии ратуют за использование таких агрегатов для автомобилей. В следующем видеоматериале продемонстрирован успешный опыт создания автомобильного газогенератора, который работает на дровах.

Для систем отопления также используются генераторы водорода. О том, как они устроены и как работают, читайте в нашей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/generator-vodoroda-dlya-sistemy-otopleniya-sobiraem-dejstvuyushhuyu-ustanovku-svoimi-rukami.html

Видео: изготовление и запуск газогенератора

Преимущества и недостатки агрегата

Среди преимуществ использования газогенераторов следует отметить:

• довольно высокий КПД, который может достигать 80-95% (для сравнения — 60%-ный КПД у твердотопливных котлов считается очень хорошим достижением);
• длительный процесс горения топлива, который избавляет от необходимости часто его подкладывать (дрова могут гореть до 25 часов, процесс горения угля может длиться до 5-8 дней);
• полное сгорание топлива, поэтому процедура очистки зольника и газохода проводится очень редко;
• регулируемый процесс горения можно автоматизировать;
• в процессе работы выделяется минимальное количество вредных веществ;
• снижаются затраты на обогрев жилища;
• можно загружать в топку поленья до одного метра длиной;
• в отдельных моделях генераторов можно использовать свежесрубленное дерево или древесину с влажностью 50%.

Возможность автоматизировать работу устройства, а также материалы, которые используются при их создании, делают дровяной газогенератор более безопасным, чем традиционный твердотопливный котел.

В качестве топлива для газогенератора можно использовать не только дрова, но и торф, уголь, опилки, старый паркет, а также некоторые другие отходы

Однако есть у этого агрегата и ряд недостатков, которые следует принять во внимание:

• В большинстве моделей для подачи воздуха используется электрический вентилятор, из-за которого устройство можно считать энергозависимым.
• При снижении мощности генератора более чем на 50% горение теряет стабильность, в результате чего выделяется деготь, загрязняющий газоход.
• Чтобы избежать выпадения конденсата, температуру обработки отопления необходимо поддерживать на уровне 60 и более градусов.

Кроме того, стоимость генераторов, которые предлагает промышленное производство, почти в 2 раза превышает расходы на покупку твердотопливного котла. Можно существенно сократить эти затраты, изготовив агрегат самостоятельно.

Как сделать газогенератор на дровах для отопления дома своими руками

Перед тем, как начать делать газогенератор своими руками, необходимо подробнее рассмотреть его конструкцию и разобраться в принципах работы.

Схема расположения элементов и черте агрегата

Агрегат должен состоять из:

• корпуса, в который заключены остальные элементы;
• бункера, называемого также камерой заполнения, в которую загружают топливо;
• камеры сгорания, в которой и происходит процесс горения топлива при очень высоких температурах;
• горловины камеры сгорания, где осуществляется крекинг смол;
• воздухораспределительной коробки с обратным клапаном;
• калибровочных отверстий, называемых фурмами, которые соединяют среднюю часть камеры сгорания с распределительной коробкой;
• колосниковой решетки, предназначенной для поддержки углей;
• загрузочных люков с герметичными крышками (верхний и боковой — для загрузки топлива, нижний — для удаления золы);
• патрубка для отвода газа, к которому привариваются трубы газопровода;
• охладителя, проходя по которому, газ остывает до необходимой температуры;
• фильтров для очистки газа от примесей.

На схеме, представленной ниже, видно, как происходит размещение элементов газогенератора.

На этой схеме наглядно показаны все составные элементы агрегата

Горячий газ, получаемый в генераторе, можно использовать для подсушивания топлива. Для этого часть газопровода необходимо провести по кольцу вокруг камеры сгорания, разместив его между корпусом устройства и камерой загрузки топлива. Это позволяет увеличить КПД устройства. Чертеж аппарата приведен ниже.

С чертежом будет намного проще собрать конструкцию

Поскольку работа самодельного генератора на опилках происходит при высоких температурах, к каждому элементу конструкции предъявляются довольно жесткие требования. Корпус обычно варят из листового металла, приделывая к низу небольшие металлические ножки. Традиционно его делают цилиндрической формы, но нет правила, по которому он не может иметь прямоугольную конфигурацию.

На этой схеме наглядно отражены особенности устройства дровяного газогенератора. Покидая камеру сгорания, газы смешиваются с воздухом, охлаждаются, а затем проходят окончательную очистку

Этапы выполнения работ по сборке агрегата из стали

Для изготовления бункера следует использовать малоуглеродистую сталь. Его устанавливают внутри корпуса и крепят болтами. Крышка бункера нуждается в уплотнителе. Для этого часто используют асбест, но он считается опасным для здоровья, поэтому следует приобрести прокладки из другого жаростойкого материала.

В нижней части бункера устанавливают камеру сгорания из жаропрочной стали, к камере присоединяют горловину. Корпус отделяют от горловины уплотнительным асбестовым шнуром или другим изолятором.

Мастера, которым удалось изготовить самодельный газогенератор, отмечают, что в качестве камеры сгорания удобно использовать газовый баллон, новый или бывший в употреблении. В последнем случае есть опасность возгорания остатков газа при срезании верхней части баллона. Чтобы этого не произошло, газовый баллон следует заполнить водой и после этого приступать к работе.

Воздухораспределительную коробку устанавливают вне корпуса газового генератора. Чтобы созданный своими руками газогенератор на дровах работал должным образом, на выходе из коробки следует установить обратный клапан, не позволяющий газу покидать устройство через это отверстие. Перед коробкой можно поставить вентилятор для нагнетания воздуха. Такая конструкция позволяет использовать для сжигания даже свежесрубленное дерево, влажность которого превышает 50% (норма для твердотопливных котлов — 20%)

Изготовить дровяной газогенератор можно из различных подходящих материалов, например, из металлической бочки или старого газового баллона

Колосниковую решетку чаще всего выполняют из чугуна. Чтобы упростить процедуру очистки, среднюю часть колосника делают подвижной, управляемой специальным рычагом. Важный элемент загрузочного люка — амортизационная рессора, которая позволит приподнимать крышку люка в случае избыточного скопления газа в бункере.

Самодельный газогенератор из баллона или бочки

Бочка работает как камера сгорания

Для изготовления котла подойдет любая бочка, можно даже использовать пустой газовый баллон или сделать самостоятельно, применив сварку и лист стали. Толщина листа должна быть, как правило, не более десяти миллиметров. Понадобятся кольца, которые буду служить фильтром грубой очистки газа и трубы, которые буду служить заборниками холодного воздуха. Необходимо продумать и отвод конденсата, чтобы он не скапливался на дне котла. Эту проблему чаще всего решают установкой сливного крана.

Газогенераторы, сделанные на заводе, стоят очень немало. Поэтому позволить их себе может не каждый. Народные умельцы предпочитают делать котлы самостоятельно, выполнив следующие этапы:

1. Из листа стали сварите цилиндр и прикрепите ножки. Корпус готов.
2. Сделайте бункер и закрепите его в верхней части котла при помощи болтов. Для изготовления этой составной части можно использовать менее углеродистую сталь.
3. Смастерите камеру сгорания из газового баллона.
   

   Прежде чем резать баллон, заполните его водой, т. к. сверху могут скапливаться остатки газа.

4. Затем закрепите газораспределительную коробку, её можно сделать самостоятельно или приобрести в специализированном магазине.
5. Установите колосник, собранный ранее — приспособление, которое будет осуществлять подачу и отвод воздуха.
6. Выполните монтаж дымохода.

Небольшие газогенераторы, работающие на дровах, можно установить в доме, так как при загрузке можно не опасаться скопления мусора, а топливо можно хранить рядом с котлом.

Крупные агрегаты следует устанавливать на улице как можно ближе к месту хранения топливного природного материала. В такой ситуации есть возможность без больших неудобств подвозить дрова к аппарату. Кроме того, при размещении котла во дворе получится избежать загрязнения помещения золой и грязью.

Если газогенератор располагается на улице, тогда для удобства его подключения трубы к отопительному котлу следует прокладывать по земле.

Видео: газовый генератор для отопления

Читайте также нашу статью об альтернативных источниках энергии для отопления дома: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-energii.html.

Запуск оборудования и советы по эксплуатации

Перед запуском газогенератора необходимо камеру сгорания очистить от пепла. Проверить открытие заслонки дымохода — она должна быть открыта наполовину. После этого производится закладка древесины и ее воспламенение. Эти действия схожи с действиями при топки обычных домашних печей.

Для увеличения срока службы аппарата рекомендуется регулярно проводить чистку камеры сгорания и дымоходов. Если этого не выполнять, то очень скоро один из элементов газогенератора выйдет из строя из-за перегрева. Для того чтобы осуществлять контроль за температурой, устанавливают датчики в верхней части котла и в середине трубопровода.

Герметичность также играет важную роль. Так как попадание влаги может привести к погашению огня, и излишек воздуха снизит давление в системе.

Чтобы ваш самодельный газогенератор на дровах работал правильно, необходимо обязательно отрегулировать подачу воздуха, отвод газов и другие процессы. Лучше всего при изготовлении агрегата использовать чертежи, основанные на инженерных расчетах, учитывающих такие показатели, как площадь сгорания топлива и т. п.

Некоторые умельцы вышли из положения другим образом: они сделали копию газогенератора, который уже успешно работает, точно соблюдая все пропорции. Готовый дровяной газогенератор можно установить как вне жилого дома, так и в подвальном помещении.

Это устройство позволяет генерировать горючий газ при сжигании угля и дров. Это удобно и эффективно в холодное время года. В этой статье речь пойдет о генераторах газа, об их разновидностях, преимуществах и недостатках, а также о том, как такое приспособление можно смастерить самому в домашних условиях.

Что собой представляет газогенератор на дровах

Газогенератор имеет довольно простую конструкцию, так как все процессы, идущие в нем, основаны на пиролизном горении дров. То есть, идея газогенераторов базируется на пиролизных котлах, где дерево сгорает в недостатке воздуха, выделяя при этом большое количество различных газов. Далее будет приведена информация о строении этого приспособления.

Содержание:

• Чертеж ↓
• Плюсы и минусы ↓
• Виды ↓
• Как сделать своими руками ↓
• Необходимые материалы и инструменты ↓

• Корпус. Его обычно изготавливают из листовой стали. Все элементы соединяются сваркой. Вообще корпус может иметь как цилиндрическую, так и прямоугольную форму хотя форма цилиндра является более распространенной, да и смотрится эстетично. В нижней части сваривают ножки, на которых конструкция будет стоять.
• Бункер. Его также изготавливают из листовой стали с малым содержанием углерода. Как и корпус, бункер также может иметь форму цилиндра или прямоугольника. Он вносится внутрь корпуса, и крепится к стенкам корпуса с помощью болтов. Также должна быть крышка, закрывающая отверстие сверху, которое ведет в бункер. В качестве уплотнителя используют асбест или какой-нибудь другой материал.
• Камера сгорания. Она располагается внизу, и изготавливается обычно из стали с повышенным содержанием хрома. Здесь происходит горение твердого топлива в условиях недостаточного воздухоснабжения. Между внутренними стенками корпуса и камерой сгорания имеются асбестовые шнуры. На боковых стенках камеры сгорания находятся несколько отверстий, или как их еще называют, фурмы для подачи воздуха, через которые воздух подается в камеру сгорания. Эти фурмы соединяются с воздухораспределительной емкостью, которая сообщается с атмосферой. Когда воздух выходит из этой емкости, он преодолевает обратный клапан. Функция этого клапана заключается в том, чтобы заблокировать выход образовавшегося при горении дров газа наружу.
• Колосниковая решетка находится в нижней части устройства. Ее функция заключается в поддержании раскаленного топлива. Также через многочисленные отверстия этой решетки зола, образовавшаяся в ходе горения топлива, попадает в зольник.
• Загрузочные люки. В конструкции бытовых газогенераторов имеются три таких люка. Первый находится сверху, ее крышка откидываются горизонтально. В качестве герметизации при закрытии и уплотнения используются асбестовые шнуры. В современных моделях в зоне крепления люка можно найти специальную пружину-амортизатор, который автоматически приходит в действие, если внутри устройства давление превысило определенную норму. Под действием этой пружины люк опрокидывается. Сбоку конструкции имеются еще два загрузочных люка. Первый из них расположен на уровне зоны восстановления. Этот люк используется для загрузки топлива в эту зону. Нижний люк располагается на нижнем конце устройства, на уровне зольника. Он применяется для ее очистки. Газ, образовавшийся в ходе горения твердого топлива, выводится из верхней части конструкции. Для этого там имеется специальный патрубок для вывода газа.

Далее будут рассмотрены процессы, в ходе которых из древесины выделяются горючие газы. В целом, всю конструкцию можно разделить на несколько зон:

• Зона подсушки. Она находится в верхней части конструкции, сразу же под загрузочным люком. Здесь топливо быстро сушится благодаря тому, что температура в этой зоне достигает порядка 190 градусов по Цельсию.
• Зона сухой перегонки. Она расположена ниже зоны сушки. Иссушенное топливо здесь подвергается обугливанию благодаря тому, что температура достигает до 500 градусов. В ходе этих процессов из топлива удаляются смолы и некоторые кислоты органического происхождения.
• Зона горения. Находится в нижней части. Топливо попадает сюда и сгорает при температуре в 1200 градусов. Через специальные фурмы подается воздух. В ходе горения выделяются угарный и углекислый газы.
• Зона восстановления. Газы, выделившиеся в ходе горения топлива, поднимаются вверх, и достигают зоны восстановления. Сюда через специальный люк загружают уголь, который держится на колоснике. Угарный и углекислый газы реагируют с углем. Когда во взаимодействие вступают углекислый газ и уголь, то в ходе реакции образуется угарный газ. Но в угле имеется вода, которая также проявляет активность по отношению к газам. В результате всех этих реакций образуются угарный газ, углекислый газ, водород, метан, некоторые летучие непредельные углеводородные соединения, азот. Эта смесь газов очищается от всех примесей, затем смешивается с воздухом. Это и есть конечный результат. Полученная смесь газов может применяться для бытовых нужд.

Чертеж

Как уже было сказано, газогенератор на дровах имеет довольно простую конструкцию. Далее все вышесказанное относительно устройства конструкции будет представлено в схематическом виде для полного понимания.

Плюсы и минусы

Газогенераторы на дровах имеют большое количество преимуществ и немного недостатков.

Преимущества следующие:

• Коэффициент полезного действия у газогенераторов достигает отметки в 90%. По сравнению с ними, у твердотопливных котлов КПД достигает отметки лишь в 75%.
• В генераторах газа дрова горят очень долго. Одной только закладки дров может хватить на 20-25 часов работы устройства. А если в качестве топлива использовать уголь, то одной закладки может хватить на несколько суток.
• Топливо обычно сгорает полностью, при этом остается минимум золы. Поэтому в использовании газогенераторов нет необходимости в постоянной чистке зольника.
• В некоторых устройствах имеются автоматизированные системы регулирования процесса горения.
• При горении выделение вредных веществ сведено к минимуму. Именно поэтому в настоящее время идут активные попытки использовать газогенераторы в автомобилях, чтобы снизить выброс вредных веществ в атмосферу.
• Заметно экономится бюджет семьи.
• В топку сгорания можно загружать длинные дрова, то есть, нет необходимости в их разрезке на мелкие куски. В топку могут помешаться дрова длиною в 1 метр.
• В качестве топлива можно использовать любое твердое топливо.

А теперь о недостатках. Их всего три:

• В большинстве устройствах на выходе воздуха из воздухоразделительного коробка имеются вентиляторы. Они могут работать механически, но во многих моделях их функционирование требует наличие электричества. Из-за этого работа генератора становится энергозависимым.
• Внутри дымохода может выпасть конденсат. Чтобы избежать этого, температуру следует держать на отметке в 60 градусов.
• Заводские конструкции стоят очень дорого. Поэтому следует изготовить газогенераторы своими руками. Чертежи можно найти в Интернете.

Виды

Газогенераторы можно классифицировать по типу горения топлива. Так, выделяют три вида:

• Генераторы прямого горения. В конструкциях этого типа воздух в камеру сгорания подается снизу через колосниковую решетку. Патрубок для вывода газа находится в верхней части конструкции. Такие конструкции предназначены для сжигания угля или антрацита.
• Генераторы опрокинутого горения. В таких конструкциях воздух в камеру сгорания подается не снизу, как в первом случае, а прямо на уровне зоны горения. Зато газы выводятся на уровне зольника, и могут применяться для подогрева вновь загруженного топлива.
• Генераторы горизонтального горения. В конструкциях этого типа воздух также подается через специальные формы на уровне зоны горения. Отбор газа производится также сбоку через патрубок, расположенный за специальной решеткой, на уровне зоны горения. Зона, в которой происходит извлечение газов, в этом случае мала. Она сосредоточена главным образом между фурмой и решеткой, за которой имеется патрубок для вывода газа.

Как сделать своими руками

Газогенераторы, изготовленные в заводских условиях, стоят очень дорого, так что не все могут позволить себе покупку такого агрегата. Но простейший вариант газогенераторов можно смастерить самому в домашних условиях. Это обойдется не очень дорого, да и сам процесс изготовления не имеет особых сложностей. Самое главное – следует взять чертеж простейшего газогенератора. Их можно найти в интернете и распечатать.

Далее будет приведена пошаговая инструкция, которой следует руководствоваться при изготовлении генератора своими руками:

1. Первым делом следует смастерить корпус будущей конструкции. Его делают из листового металла. Стороны соединяют с помощью сварки. Также снизу присоединяют ножки.
2. Далее изготавливают бункер. Он также может быть любой формы. Для его изготовления используют малоуглеродистую сталь. Готовый бункер кладут в корпус и закрепляют там болтами. Для бункера делают крышку.
3. Затем в нижней части бункера устанавливают емкость, которая будет служить камерой сгорания дров. Ее можно смастерить из старого газового баллона. Внимание: Перед применением баллона необходимо заполнить его водой, так как при срезании верхней части, остатки газа могут возгораться.
4. Верхнюю часть баллона срезают, оставшаяся часть и будет камерой сгорания.
5. Теперь необходимо сделать воздухораспределительный коробок. Его устанавливают вне корпуса. На выходе от коробка следует установить обратный клапан. Место установки следует выбрать исходя из чертежа.
6. Колосник изготавливают из чугуна. Его также устанавливают исходя из используемого чертежа.
7. Теперь необходимо смастерить приспособления для подачи воздуха и отвода газов. Их устанавливают сверху или в нижней части устройства. Место установки определяют по чертежу.
8. Самый последний шаг – установка дымохода.

Необходимые материалы и инструменты

Для того чтобы своими руками сделать генератор газа, необходимо иметь следующие инструменты и материалы:

• Бочка для корпуса конструкции.
• Старый газовый баллон.
• Фильтры для очистки газа, а также клапаны. Их можно найти в строительных магазинах.
• Болты (несколько штук).
• Аппарат для сварки.

Напоследок, следует отметить, что процесс изготовления генератора не содержит особых сложностей, поэтому любой желающий может смастерить его самостоятельно. Главное – нужно руководствоваться приведенной здесь пошаговой инструкцией.

Используемые источники:

• http://otepleivode.ru/otoplenie/kotlyi-i-vodonagrevateli/gazogenerator-na-drovah.html
• https://sovet-ingenera.com/otoplenie/kotly/gazovyy-kotel-s-elektrogeneratorom.html
• https://aqua-rmnt.com/otoplenie/kotly/gazogenerator-na-drovakh-dlya-otopleniya-doma-svoimi-rukami.html
• https://homehill.ru/otoplenie/kotly/gazovye/gazogeneratory.html