Пиролизный котел имеет свои недостатки и особенности, которые стоит знать потребителям, прежде чем делать выбор в пользу той или иной теплогенерирующей техники. Авторитетные специалисты охотно перечисляют именно недостатки в первую очередь…
Кто и как производит пиролизные котлы
Интересен тот факт, что именитые производители отопительной техники, пиролизные котлы или не производят вовсе, или имеют по одной линейке образцов, скорее экспериментальной, как дань моде.
В каталогах, на выставках солидные фирмы бочкообразную продукцию с большой загрузкой дров не показывают вовсе, объясняя это тем, что не находят в данной идее преимуществ.
Так называемые пиролизные котлы (большие металлоемкие устройства с дожигом газов, снабженные вентилятором и большой камерой для тления дров) делают те, кто гоняется за сиюминутным настроением потребителей, — мелкие фирмы, вплоть до гаражных производств.
Разберемся — почем такая ситуация?
Что подразумевается под названием пиролиз
Пиролиз – генерирование горючего газа и его последующее сжигание, — происходит во всех твердотопливных котлах, в большей или в меньшей степени. Такой же процесс идет и в обычной печи, — при горении дров или угля, в каком-то месте не хватает кислорода, появляется угарный газ CO, затем он находит недостающий кислород и сгорает, выделяя тепло, превращаясь из яда в обычный углекислый газ – CO2.
В качестве экспериментов еще 1950-х годах была разработана схема котельного оборудования, где сначала топливо тлело при недостатке кислорода, затем полученное СО дожигалось во вторичной камере. Но идеи не были воплощены, как не дающие ни каких преимуществ с весомыми недостатками и дорогостоящие.
Теперь же в рекламках ядовитый угарный газ СО называют – «древесный газ».
Схема, особенности работы
Вторично в 2000-х годах, когда у среднего производителя появились достаточные производственные возможности и материалы, началось производство на бытовом уровне. У потребителя лживая реклама вызывала интерес, — появились продажи и прибыль.
В этой горелке всегда красноватое пламя – прямой признак реакции с участием углерода.
Особенность конструкции
Особенность конструкции «пиролизный котел» — наличие вентилятора 50 – 100 Вт мощностью, принудительная подача воздуха. Причем происходит движение воздуха и в первичной камере между дров, за счет завихривания (содания разрежения) в месте расположения подающей форсунки.
Основное конструкционное отличие – большая загрузка дров и наличие вокруг них всех «обвесов» из автоматики, форсунок, камер сгорания.
Цена пиролизного котла
За что же нужно платить больше на 50 – 100 тыс рублей? В чем выгода? За сколько времени и каким образом окупится эта сумма…
Настоящие технические характеристики
Более-менее серьезные производители стараются не давать истинных технических характеристик пиролизных котлов. Иначе все увидят, что ничего там особенного там нет. Их заменяют рекламными возгласами, лозунгами, или подачей лживых характеристик через вторичные источники, без ответственности.
Насколько экономичный пиролизный котел
Подсчитаем для обычной мощности среднего дома, экономию с пиролизным котлом. Например, сожжем в обычном устройстве за сезон 7 месяцев дров на 20 тыс. руб. При этом на пиролизе сэкономим около 1800 руб, — расход дров на 18200 тыс. руб.
Но вентилятор мощностью 80 Вт., проработав 7 месяцев при цене за 1кВт электроэнергии около 5 рублей, скушает более 1500 руб. Итого, — экономия не больше 200 рублей в год. Т.е. потраченные 50 тыс. рублей не окупятся никогда.
Недостатки пиролизного котла
Имеется возможность поджечь много дров, после чего они горят постепенно 12 часов и более. К агрегату нужно подходить один – два раза в сутки. Это нравится потребителю больше всего.
Но взамен пользователь в частном доме получает большие недостатки:
- Нельзя топить сырыми дровами, котел на них просто не работает. Теплоотдача сырых дров в 2 раза ниже – энергия уходит на испарение воды, в результате они не тлеют.
- Весьма не желательно применять древесину которая дает смолу, — сосну, ель, березу, — отложениями они сильно загрязняют бочку, камеры, форсунки, затем это все проблематично очищать. А чем же топить?
- Не редко возникает перерасход дров в межсезонье, когда нужно подтопить слегка в холодную ночь… Чем фактически полностью нивелируется повышенный КПД.
- Зола, которая обязательно остается от дров, выносится струей в дымоход. Дымоход загрязняется, зола оседает беспорядочно, «по ветру» загрязняя все вокруг.
- Поломка, неправильная работа, не настроенная автоматика угрожает массовым выбросом СО, большим перерасходом дров – угарный газ и древесные частицы не догорают полностью.
- Большая цена, необоснованный расход денег.
Что выбрать — чем выгоден классический котел
Обычный котел на естественной тяге отличается тем, что сразу может работать с максимальной подачей кислорода без поломок, всегда, с любыми дровами. Такая безотказность не может не привлекать. При этом зола остается где ей и положено быть – в зольнике, а не сыпется на головы людям, — зольность это физическая характеристика древесины, которая полностью сгорать не может.
Чтобы уменьшить количество подходов к классическому котлу для его обслуживания до 1 – 2 в сутки есть несколько методов по увеличению аккумуляции генерируемого тепла. Самый действенный – внедрение теплоаккумулятора, или возведение теплоемких массивных конструкций. При этом сам агрегат желательно применить несколько более мощный, — с большей отдачей на аккумуляцию за одну топку.
О дровах
Как уже говорилось выше, качество топлива имеет большое значение. И для эффективности работы отопительного оборудования, и для увеличения срока его эксплуатации. Особенно это касается дров — очень нестабильного вида топлива. Эффективность работы котла зависит от равномерного поступления топлива, причём выровненного по своим теплотворным способностям. Это наиболее важно для современных технологичных отопительных приборов, обременённых автоматикой. Дрова же различаются по своим техническим качествам — влажности, удельной теплоте сгорания. Именно поэтому производители котельного оборудования настаивают на выборе качественного топлива.Пеллеты и топливные брикеты — более эффективное топливо для дровяного котла Наиболее простым способом достижения этого требования будет выбор искусственных «поленьев» — пеллет, топливных брикетов. О различиях дров и их разновидностях можно более подробно прочесть в статье Плюсы и минусы различных видов твердого топлива для котлов: древесина и её производные. В рекомендациях производителя, как правило, есть указание, какой длины поленья подходят для топки конкретной модели. Существуют варианты котлов, которые вмещают в камеру сгорания поленья метровой длины.
Полено полену рознь
Древесина разных пород деревьев имеет разную плотность, а значит — способность к выдаче тепла. Но, кроме неё, важны и другие особенности дров, влияющие на работу котла: количество негорючих (балластных) веществ и наличие смол, загрязняющих при горении дымоход и внутреннее устройство прибора.
- Берёзовые дрова
Берёза имеет плотную древесину, поэтому горит жарко и выделяет много тепла — 3750 ккал, даже если дрова сырые. Она легко воспламеняется. Но при горении таких дров, особенно сырых, выделяется дёготь — вещество, полезное в медицине, косметологии или для защиты поверхностей от гниения, но крайне вредное для внутренностей котла.Сажа на теплообменнике котла
- Ольховые дрова
Горящие ольховые дрова практически не выделяют сажи. Более того, сжигание дров из ольхи способствует очищению дымохода. Ольха легко воспламеняется, хорошо горит и выделяет достаточное количество тепла — 2100 ккал.
- Осиновые дрова
Сжигание осины, так же как и ольхи, очищает дымоход. Но сами по себе такие дрова при горении выделяют немного тепла — до 1650 ккал.
- Сосновые дрова
Хорошо и довольно жарко горят (3800 ккал), но сосновая древесина смолистая, при сгорании образуется много сажи.Дрова в складометре
- Еловые дрова
Дрова из ели сопоставимы по своим качествам с сосновыми, но имеют немного большую удельную теплоту сгорания — 3900 ккал, к тому же они менее смолистые.
- Тополевые дрова
Тополь горит жарко, но быстро сгорает.
- Дрова из яблони и груши
Дрова из фруктовых деревьев — яблони или груши — имеют плотную древесину, а значит, выделяют много тепла, горят и тлеют долго. Но эти породы обычно выращивают ради плодов, поэтому такие дрова встречаются не часто. Ещё одна особенность: стволы груш и яблонь корявые, чурки плохо колются, а поленья получаются узловатые, их сложно плотно укладывать в топке.
- Дубовые, буковые, ясеневые дрова
Дуб, бук, ясень имеют плотную древесину, при горении этих пород выделяется много тепла — до 3600 ккал. Из минусов дубовых или буковых дров можно назвать их редкость в продаже и сложность в раскалывании и растапливании ими котла. Учитывая описанные качества древесины как топлива, хороший хозяин запасает разные виды дров: одни — чтобы легко разгорались, вторые — чтобы долго и жарко горели, третьи — чтобы периодически очищать дымоход от сажи.
Как растопить котёл
В езде на велосипеде самое сложное не ехать, а начать движение и его закончить. Так и в работе котла — сложнее всего его растопить. Не рассчитывайте, что растопка котла займёт у вас мало времени: вам придётся выделить около часа на эту процедуру.Топка дровяного котла — ответственное занятие Начало топки — уборка золы и подготовка котла к работе. После того, как зольник и камера горения очищены, можно переходить к растопке.
Прогрев топки котла и дымохода
Для собственного комфорта и правильного запуска котла в работу требуется прогреть его топку и дымоход. Если отопительный прибор не оборудован принудительной системой дымоудаления, для того чтобы топливо начало гореть, необходимо создать тягу. Образование тяги основано на законе Архимеда: нагретые газы становятся легче и стремятся «всплыть». Для их движения и удаления отопительные приборы, работающие на сжигании топлива, оборудованы дымоходом. Схема котла. Фото сайта www.viessmann.ru/ Конструкция котла такова, что путь для дыма затруднён: на его дороге встречается теплообменник и сложной формы конвективная поверхность, снижающая скорость движения продуктов сгорания. Да и патрубок дымохода обычно расположен горизонтально, что тоже затрудняет перемещение дыма. Поэтому, если котёл не прогрет, продукты сгорания ищут наиболее простой путь. И чаще всего дым начинает просачиваться в помещение. В некоторых случаях вертикальную часть дымохода оборудуют подтопком (маленькой топкой, служащей для прогрева дымохода) с дверкой, открыв которую можно сжечь небольшой объём легкогорючего топлива (например, бумаги) непосредственно в самом дымоходе. При использовании подтопка прогревается внутренняя часть дымоходного канала. Если такой возможности не предусмотрено, то в топку закладывается растопка — скомканная бумага, береста — что-то легко воспламеняемое. Поверх растопки — щепки и лучинки, затем поленья небольшой толщины. Дровами камеру сгорания нужно заполнить не более чем на половину расчётного объёма. В момент растопки нужно открыть шибер дымохода и клапан поддувала, обеспечив приток воздуха для горения. Встречаются советы перед началом топки распахнуть в котельной окно, если оно есть: не забывайте, что для физико-химического процесса горения нужен кислород. Как правильно топить котёл дровами Для сжигания килограмма дров требуется около 5 кубических метров воздуха. Если приток воздуха в топку котла производится из помещения котельной, то обязательно нужно устроить приточную вентиляцию — особенно, если в котельной нет окон или они герметичные (со стеклопакетами). После укладки поленьев поджигается растопка. Когда появляется устойчивое горение, дверку топки нужно прикрыть и дать прогореть закладке.
Выход на расчётную мощность
Как только камера сгорания и дымоход достаточно прогрелись, можно переходить к основной стадии работы котла. Для этого следует повторить процесс растопки, используя хорошо горящие материалы. Теперь основная закладка дров производится уже полная, чтобы, согласно инструкции к прибору, заполнить камеру сгорания. После того как топливо разгорелось, котёл через некоторое время выйдет на расчётную мощность. Теперь процесс горения будет происходить некоторое время самостоятельно. Как долго — зависит от объёма камеры сгорания и принципа работы котла. После того, как закладка дров прогорит, потребуется сделать новую.Правильно работающий котёл — источник тепла и комфорта в загородном домеВажно! При растопке не используйте жидкости для розжига или легко воспламеняющиеся бензин, солярку и прочее.
Регулировка температуры твердотопливного котла
Эффективность работы системы отопления зависит от равномерной подачи температуры. И если в газовых и жидкотопливных котлах этот вопрос решён непрерывной подачей топлива, то в твердотопливных котлах такой возможности нет. Да и само твёрдое топливо при сгорании отдаёт температуру неравномерно: в начале и конце сжигания порции дров — меньше, в середине процесса — больше. Частично решить эту проблему помогает система регулировки интенсивности горения топлива, то есть подачи воздуха, необходимого для горения.
Термостатический регулятор тяги
Дверки котла имеют уплотнители, поэтому воздух под колосники поступает через нижнюю заслонку. Величину открытия этой поддувальной заслонки регулирует термостатический регулятор тяги. На нём выставляется необходимая температура, а сам регулятор механически (цепочкой) соединён с дверкой поддувала. Если температура недостаточна, регулятор приоткрывает поддувальную дверку, если велика — закрывает. Нужно понимать, что твердотопливный котёл — весьма инертное устройство, а регулятор тяги управляет процессом горения с большой погрешностью. Поэтому и вся система отопления должна быть спроектирована с учётом этой особенности.
Вентилятор и контроллер
Более плавная регулировка процесса горения возможна при помощи вентилятора, нагнетающего в топку заданное количество воздуха. Количество оборотов лопастей прибора регулируется контроллером, учитывающим показания термодатчика, и значением выставленной пользователем температуры.
Шибер
Шибер — это заслонка на дымоходе, иначе называется дроссель. Шибер устанавливается после котла и перекрывает канал дымохода. Нужно его устанавливать или нет — зависит от модели оборудования. Некоторые разновидности котлов снабжены заслонкой штатно, в других случаях производители могут рекомендовать установить заслонку в дымоходе дополнительно. Шибер позволяет увеличить КПД отопительного прибора, частично перекрывая дымоход и уменьшая скорость отведения нагретых продуктов сгорания. На какую величину открывать или закрывать заслонку, можно определить только опытным путём, потому что это зависит от температуры воздуха на улице, влажности, атмосферного давления, направления и силы ветра. Правильно подобранное отопительное оборудование, а главное — эффективное его использование принесёт в дом тепло, а от хозяев потребуется только дополнить его домашним уютом.
Сделав для себя выбор в пользу того или иного вида отопительного котла на твердом топливе, необходимо иметь представление о том, как правильно топить собственный домашний твердотопливный котел. Варианты в данном случае могут отличаться, если брать во внимание вид нагревательного прибора. Используемые на сегодняшний день агрегаты на твердом топливе условно делятся на две группы, агрегаты с ручной подачей топлива и изделия, снабженные автоматической подачей топливных ресурсов.
Остановимся на том, как топить котлы разных видов и какой топливо оптимально подходит для домашнего отопления.
Принцип работы твердотопливных котлов
Твердотопливные котлы, которые сегодня представлены в продаже, в основном все оснащены системами управления и вентиляторами, обеспечивающие подачу воздуха в камеру сгорания. Блок управления состоит из датчика температуры, установленного на теплообменнике. Сигналы о снижении и повышении температуры теплоносителя, заставляют срабатывать автоматику, которая включает или выключает нагнетатель воздуха. В результате автоматика сама осуществляет контроль над температурным режимом, регулируя интенсивность горения.
Топка котлов с помощью автоматики сводит человеческое участие к минимуму. После закладки топлива всю работу аппарата контролируют автоматические устройства и механические приспособления. Прибор, достигнув оптимального режима работы, переходит в режим тления. С понижением температуры и ослабевания интенсивности горения, снова включается система наддува. Процесс монотонный и постоянный, благодаря которому обеспечивается подача воздуха в камеру сгорания и улучшается выход продуктов горения через дымоход.
Если топливо в топке закончилось, автоматика задействует теплоноситель, собравшийся в тепловом аккумуляторе. Подобная схема предотвращает быстрое остывание системы отопления и снижение температуры теплоносителя до критических значений. В ряде случаев система автономного отопления дополняется электрокотлом — нагревательным элементом, который является резервным источником тепла при остановке основного отопительного агрегата.
Важно! Контролировать количество закладок топлива в котел — задача, которую по-прежнему должен контролировать человек. Зная мощность устройства и потребности отопительной системы, можно рассчитать количество закладок топлива. Автоматика способна только на непродолжительное время поддерживать всю систему в работоспособном состоянии, защищая оборудование от перегрева и от полной остановки.
Принцип действия твердотопливных котлов прост и понятен. Грамотная обвязка позволяет не только создать нормальные условия для функционирования нагревательного прибора, но и обеспечит бесперебойную работу всей системы отопления в доме.
Выбираем топливо для твердотопливных котлов
Вид отопительного прибора, требования, выдвигаемые ко всей системе энергоснабжения, позволяют определить, чем топить домашний твердотопливный котел, какое топливо лучше. На вопрос, можно ли топить аппарат разными видами топлива, ответить однозначно нельзя. Все зависит от вида отопительного прибора. Принцип действия оборудования определяет выбор — уголь, дрова, кокс и пеллеты, к чему есть доступ на сегодняшний день.
От того какое топливо используется в системе и какого качества, зависит работоспособность агрегата. Тем более что запас топливного ресурса делается в больших количествах, соответственно подготовка к отопительному сезону связана с большими расходами.
Самые распространенные виды топлива, используемые сегодня в быту:
- дрова;
- уголь, каменный или бурый;
- прессованные торфяные или деревянные евробрикеты;
- пеллеты.
Если с выбором, чем и как топить нагревательный агрегат трудно определиться, оптимальный вариант – это пользоваться торфяными брикетами или топить пеллетами. Такое топливо готово к употреблению, обладает необходимыми физическими характеристиками. Единственный минус такого вида топлива — высокая цена.
Дрова так же отличаются высокими технологическими характеристиками. Но здесь следует придерживаться жесткого правила:
Для того, что бы топить в домашних условиях, лучше используйте только твердые сорта древесины. Они дольше горят, имеют высокую теплоотдачу. Старайтесь не применять для розжига дрова сосновых деревьев. Они обладают повышенной смолистостью, что приводит к быстрому загрязнению камеры сгорания аппарата и теплообменника. Дрова должны быть сухими. Дрова с повышенной влажностью хуже горят, в процессе горения выделяется большое количество пара, который превращается в конденсат.
Уголь, удобен, практичен и выгоден во многих отношениях. Помимо доступной цены уголь отличается высокими технологичными характеристиками. Сюда можно отнести и продолжительную длительность горения, и высокую теплоотдачу. При горении уголь выделяет минимум вредных веществ.
Как правильно топить оборудование разных видов
Часто возникает вопрос о том, как топить тот или иной нагревательный аппарат. Пеллетные твердотопливные котлы сегодня становятся популярными ввиду их высокой эффективности. Несмотря на высокую стоимость топливного ресурса, такое устройство имеет автоматизированную подачу топлива. Благодаря своей конструкции такая техника меньше всего нуждаются в постоянном обслуживании.
Для нагревательных приборов других видов: пиролизных, агрегатов длительного горения и котлов в классическом исполнении, требуется иной подход в организации работы. Отопительные приборы каждого вида имеют свои особенности и специфику.
Начнем с того, что твердотопливные котлы в традиционном, в классическом исполнении сегодня практически вышли из употребления. В некоторых домовладениях еще можно встретить устройства, работающие ан дровах или на угле, обладающие минимальными функциями и низкой производительностью.
Наиболее распространены сегодня пиролизные котлы и агрегаты длительного горения – высокотехнологичные приборы, отвечающие всем необходимым требованиям и стандартам безопасности. Для отопительных приборов этих видов характерна высокая производительность и экономичность. Нагревательные приборы длительного горения имеют высокий КПД — 80%. Среди твердотопливных агрегатов самый высокий КПД – 85% имеют котлы пиролизного типа.
Это интересно: Как топить печь углём?
Топка котла длительного горения
Растапливать технику, работающую на твердом топливе, можно двумя разными способами, прогоранием и слоями. Каждый вариант позволяет увеличить продолжительность горения одной загрузки. В топку закладываются дрова. Для скорейшего розжига необходимо добавить бумагу или щепы. После появления пламени, загрузочная дверь закрывается и включается блок управления отопительного прибора.
Далее процесс протекает следующим образом. Дрова, уголь или брикеты горят сверху вниз, отдавая максимально возможное количество тепла. Горение в топке таким способом может протекать длительное время.
Для справки: Для некоторых моделей одной загрузки хватает на 24 часа (в режиме ожидания до 48 часов).
После включения агрегат необходимо довести до оптимального режима работы, установив заведомо высокую температуру нагрева. После выхода оборудования на оптимальный температурный режим, можно снизить мощность котла, установив необходимые температурные параметры.
Особенности растопки пиролизного твердотопливного котла
Отопительная техника, работающая на основе пиролиза, отличается тем, что позволяет использовать в качестве топлива практически любое органическое сырье, имеющее низкую влажность (не более 20%). Горение осуществляется поэтапно. Сначала происходит из-за высокой температуры распад органических соединений в топливных компонентах с последующим выделением древесного газа. Такой процесс называется пиролиз. Далее, уже во второй камере сгорания происходит высокотемпературное горение горючего газообразного вещества. При этом требуется постоянный приток кислорода.
Процесс работы агрегата пиролизного типа легко контролировать, повышая или уменьшая подачу воздуха. Основное преимущество таких котлов — высокая эффективность и теплоотдача при минимальных количествах загрузки. После сгорания в топке практически не остается продуктов горения. Чистить такой топочную камеру у такого нагревательного прибора гораздо легче и удобнее, чем у агрегатах других видов.
На что надо обратить внимание
Работа любого отопительного прибора на угле, дровах и других топливных полуфабрикатах неразрывно связана с системой вентиляции. От качества вентиляции и состояния дымохода зависит эксплуатационные характеристики нагревательного оборудования, технологические параметры всей системы отопления в доме.
Вытяжка должна работать в соответствии с установленными нормами пожарной безопасности.
Важно! Неправильно сделанная вытяжка создаст угрозу попадания вредных продуктов горения в жилые помещения. Недостаточная тяга приведет к снижению мощности устройства. Регулярная очистка дымохода позволит избежать возгорания сажи, что может вызвать возгорание домовых конструкций, создать пожароопасную ситуацию.
Правильно сделанный дымоход, чистка нагревательного прибора обеспечат длительную работу твердотопливного котла на оптимальных режимах работы. Частая смена одного вида топлива на другой может стать причиной нестабильной работы отопительного агрегата, сбоев в системе ГВС и теплоснабжения. У каждого агрегата должно быть одно, основное топливо, тогда как другие виды могут использоваться кратковременно, по необходимости.
Среди отопительного оборудования, работающего на твердом топливе, пиролизный котел занимает особое место. О чудодейственных свойствах этих теплогенераторов придумано много небылиц. Мы хотим развеять мифы и объективно представить твердотопливные газифицирующие котлы в нормальном свете – как эффективные источники тепла со своими преимуществами и недостатками. Для начала поясним, что такое пиролиз.
Кратко о пиролизном горении
Процесс пиролиза – это медленное разложение углеродного топлива, происходящее под воздействием высокой температуры при недостатке кислорода. На выходе получается горючий газ либо жидкое топливо – в зависимости от исходного сырья и условий протекания химической реакции.
Пиролизные котлы отопления производят и сжигают именно газ, отсюда второе название – газогенераторные или газифицирующие. Начальное сырье – сухие дрова, уголь, топливные брикеты.
Справка. Для пиролизного горения используется самое разнообразное твердое топливо, содержащее углеводородные соединения. Пример – производство жидкого горючего из старых автомобильных покрышек либо сжигание мусора в промышленных газогенераторных печах.
Как происходит пиролиз древесины:
- В закрытый резервуар (реактор) загружается определенный объем измельченной древесины или опилки.
- Металлический сосуд нагревается снаружи до 500…900 °C, сквозь фурмы (дутьевые отверстия) ограниченно подается воздух.
- Дерево тлеет и разлагается на составляющие – водород, метан, угарный газ, водяной пар, углекислый газ. По окончании реакции на дне остается немного золы.
- Полученная газовая смесь охлаждается, очищается, потом закачивается в баллоны для дальнейшего использования.
Перед загрузкой внутрь газогенератора древесина подсушивается. Иначе энергия нагрева станет расходоваться на испарение воды, реакция пиролиза сильно замедлится, на выходе получим кучу водяного пара.
Отметим, что любой процесс сжигания твердого топлива сопровождается выделением древесного газа, даже в костре (смотрим фото). Подробнее пиролиз описывается в другой нашей публикации.
2 типа газогенераторных котлов
Принцип работы обоих агрегатов одинаков, только сжигание организовано по-разному. В любом пиролизном котле имеется 2 камеры:
- топливник, где происходит горение, разложение дров с выделением горючих газов;
- вторичная камера, где топочные газы сгорают, выделяя дополнительное тепло.
То есть, принцип действия пиролизного котла основан на раздельном сжигании топлива. Древесина горит, отдает тепло и нагревает верхние слои, отчего выделяется угарный газ и водород. Смесь поступает во вторичную камеру и сгорает благодаря отдельной подаче воздуха.
Для более понятного описания дровяных и угольных теплогенераторов мы решили воспользоваться классификацией известной чешской фирмы Atmos, которая более 10 лет производит двухкамерные отопители. Итак, котлы делятся на 2 группы:
- Обычные пиролизные. Здесь раздельная подача воздуха организована за счет естественной тяги дымохода.
- Газифицирующие модели с принудительным наддувом с помощью вентилятора (или дымососа), оборудованные автоматикой.
Рассмотрим каждую разновидность отдельно, используя в качестве примеров котлы «Атмос».
Принцип работы пиролизного агрегата
Для описания возьмем маломощную модель Atmos DC15E максимальной производительностью 15 кВт. Изнутри котел пиролизный выглядит так (ориентируемся по чертежу):
- сферические корпусы обеих камер сварены из стали толщиной 6—8 мм, верхняя – это топливный бункер, нижняя – камера догорания;
- изнутри стенки защищены огнеупорной оболочкой из керамики (футеровкой);
- из верхней топки в нижний отсек ведет газоход, чей размер ограничивается соплом керамической форсунки;
- подвижная колосниковая решетка встроена в проходное сечение форсунки;
- сзади к камерам подведены отдельные воздушные каналы, поступление воздуха регулируется механическим термостатом (цепным регулятором тяги) и ручной заслонкой;
- внутренний корпус окружен водяной рубашкой из металла 3 мм, обшитой слоем утеплителя и внешней облицовкой;
- на случай перегрева внутрь рубашки вмонтирован змеевик – водяной контур аварийного охлаждения котла, штуцеры выведены на верхнюю панель;
- на задней стенке располагаются патрубки подключения к системе отопления и дымоходу;
- роль зольника играет вторичная камера дожига, где размещен защитный керамический элемент, показанный ниже на фото.
Примечание. Устройство пиролизных теплогенераторов других европейских производителей (например, Buderus, Viessmann) практически не отличается от конструкции «Атмосов», хотя последние заметно дешевле.
Схема работы твердотопливного котла DC15E следующая. Крупные поленья закладываются в топку и разжигаются, первичный воздух идет через заслонку в задней стенке. Дальнейшие процессы:
- Дрова сжигаются в режиме интенсивного либо среднего горения. Начинается реакция пиролиза, дым вместе с топочными газами движется в нижнюю камеру, минуя сопло форсунки.
- Доля выделенного тепла расходуется на поддержку пиролизного процесса, другая часть передается теплоносителю.
- Благодаря подаче вторичного воздуха горючие газы дожигаются в нижнем отсеке, выделяют тепло, которое передается стенкам водяной рубашки.
- Естественная тяга увлекает продукты горения в дымовую трубу.
- После прогорания топливной закладки срабатывает котловой термостат, отключающий циркуляционный насос отопления.
Схема подключения аварийного контура охлаждения к водопроводу через клапан теплового сброса - В случае перегрева в работу включается водяной контур, подключенный к водопроводу (не к сети ГВС, как можно подумать). Подачей холодной воды занимается клапан теплового сброса, реагирующий на сигнал температурного датчика.
При полноценной работе температура в топливнике достигает 800 градусов, агрегат выходит на максимальный КПД 83% (заявлен производителем). Если «прижать» воздух заслонкой и перевести котел в режим длительного горения, эффективность упадет до 71%.
Причина – уменьшение количества теплоты от прямого сжигания дров, снижение температуры, замедление пиролиза. Внешний вид и конструкция отопителя представлена на видео:
Описание газифицирующих теплогенераторов
В целом конструкция этих котлов повторяет устройство пиролизных теплогенераторов, но есть и существенные отличия:
- первичный и вторичный воздух нагнетается вентилятором, как правило, дымососом;
- воздушные потоки направляются на топливо с боковых стенок;
- температурой теплоносителя управляет блок автоматики;
- изменена форма керамической форсунки и отбойника во вторичном отсеке;
- в задней части установлен жаротрубный теплообменник;
- КПД котлов лежит в пределах 81…87%, наибольшая температура факела пламени – 1250 °C (данные производителя «Атмос»).
Принцип работы газифицирующего отопителя такой же – верхний отсек служит бункером для дров и газогенератором, в нижнем происходит сжигание. Благодаря высокому расходу воздуха в камере догорания образуется факел пламени, повышается температура, древесина и уголь сгорает лучше.
Газогенераторные котлы разных брендов могут отличаться в мелочах – формой топливника, способами распределения воздуха в камерах, конфигурацией форсунки. В недорогих моделях вместо фигурной керамики может применяться кирпичная футеровка, отсутствовать контур водяного охлаждения, использоваться металл 4–5 мм толщиной.
Правила эксплуатации
Чтобы получить от газогенераторного отопителя хорошую теплоотдачу при минимальном расходе топлива, производители рекомендуют придерживаться следующих правил:
- использовать только сухие дрова, допустимая влажность 12…20%;
- при установке и обвязке котла обязательно применять трехходовой смесительный клапан либо комплексное устройство Laddomat-21 для поддержки температуры в обратной линии на уровне 65 °C;
- рабочая температура теплоносителя на подаче – 80…90 °C;
- теплогенератор должен работать на мощности, близкой к максимальной, нельзя долго эксплуатировать агрегат в режиме малой производительности (менее 50%);
- очень желательно топить крупными поленьями, но не круглыми колодами;
- вместе с пиролизными котлами настоятельно рекомендуется применять буферную емкость, которая будет аккумулировать излишки тепловой энергии;
- требование к минимальному объему теплоаккумулятора – 25 литров на каждый киловатт мощности отопителя.
Пояснение. Если в котловой бак пойдет холодный теплоноситель с температурой ниже 65 градусов, то в процессе газификации топлива в первичной камере образуется конденсат и деготь. Подробнее о правильной обвязке читаем в отдельном руководстве о подключении ТТ-котлов.
Применение буферной емкости обусловлено эффективным режимом работы котла – интенсивное горение, температура на выходе 80…90 градусов. Именно при таких условиях достигается высокий КПД 86–87%. «Душить» теплогенератор по воздуху нельзя, эффективность сжигания снизится до 40–50%, как у самодельной печки-буржуйки.
Реальные преимущества пиролизных отопителей
Перечислим плюсы газифицирующих котлов, декларируемые продавцами, а потом отсеем откровенные байки:
- пиролизные источники тепла являются полноценными газогенераторами, выделяющими горючий синтез-газ;
- агрегаты очень экономичны и экологичны благодаря высокому КПД;
- котлы полностью сжигает уголь и дрова, практически без остатка;
- длительность горения – свыше 10 часов (самый скромный показатель – 8 часов).
Примечание. Рекламисты и не слишком добросовестные производители всегда сравнивают газогенераторные агрегаты с обычными котлами прямого горения, «забывая» о столь же эффективных пеллетных отопителях. Но даже такое сравнение не слишком выигрышное.
Первое заявление чересчур смелое. Вспомним: интенсивный пиролиз начинается от сильного нагрева и недостатка кислорода, а что происходит в котле? Вентилятор нагнетает воздух в топку с избытком, никакого тления нет. Синтез-газ, конечно, выделяется, но прямое сжигание топлива тоже присутствует.
Разберем остальные преимущества:
- Утверждение насчет экономичности и экологичности – не сказки. За счет приличного КПД котел лучше осваивает энергию топлива и выбрасывает в атмосферу гораздо меньше токсичных соединений – оксида азота и угарного газа. При 1 условии: рекомендации по режиму работы и влажности дров полностью соблюдаются.
- Причины более полного сжигания – сухие дрова и принудительное нагнетание воздуха. Если заложить в традиционный турбированный котел брикеты из опилок или сухую акацию, то зольный остаток тоже будет нулевым. Много легкого пепла попросту выдувается вентилятором в дымоход. Значит, указанный факт преимуществом не является.
- Длительность горения зависит от 2 факторов: КПД и вместительности топливного отсека. По эффективности твердотопливные котлы проигрывают пиролизным на 10%, это небольшая прибавка к продолжительности работы. Главный фактор – объем камеры сгорания, если он достигает 80 л и более, дрова прогорают за 6–8 часов.
Справка. Чешский производитель Atmos так и описывает достоинства своих теплогенераторов (дословно): большой бункер для топлива – продолжительное время горения. Отсюда вывод: заявление о длительности работы правдиво, только причина другая – вместительность топки, а не факт генерации древесного газа.
Также много небылиц рассказывается об экономичном режиме тления, который в пиролизных агрегатах попросту отсутствует. В инструкции по эксплуатации «Атмос DC15E» так и написано – уменьшение интенсивности пламени ведет к снижению эффективности и повышению расхода топлива.
Существенные минусы котлов
Если вы посетите любой интернет-магазин отопительных агрегатов и поинтересуетесь, сколько стоят пиролизные теплогенераторы, то сразу увидите их главный недостаток. Не самый дорогой российский котел «Суворов М» К-20 (20 кВт) обойдется в 1320 у. е., а идентичный по мощности ATMOS DC 20 GS – 2950 у. е. Для сравнения: цена недешевого традиционного отопителя Buderus Logano S131-22 H составляет 1010 у. е.
Обозначим другие недостатки газифицирующих источников тепла:
- 2 камеры, футеровка из кирпича или керамики плюс водяная рубашка в нижней части корпуса – перечисленные конструктивные решения значительно увеличивают массу и размеры агрегатов;
- высокие требования к качеству топлива;
- теплоноситель с температурой 80 °C редко используется при обогреве частных домов, значит, не обойтись без дорогостоящего теплоаккумулятора + элементы обвязки;
- керамические детали футеровки не вечны – от перегрева форсунка может треснуть и ее придется менять.
Надо сказать, пиролизные котлы привлекают домашних умельцев. Но сделать такой агрегат своими руками очень непросто, нужен опыт и вложение средств в закупку материалов. Бесплатно изготовить отопитель не получится. Куда проще сварить обычный или шахтный котел.
Примечание. Судя по отзывам владельцев котлов на тематических форумах, использовать сырые дрова все-таки возможно. Алгоритм такой: агрегат растапливается и прогревается сухими поленьями, затем подкидывается влажная древесина. Но доля такого топлива не должна превышать 30%, иначе пойдет копоть и сажа. Послушаем мнение эксперта на видео:
Выводы и рекомендации по выбору
Выбирать из всех существующих котлов пиролизный имеет смысл при таком раскладе:
- вы готовы платить за эффективность и сохранение окружающей среды;
- бюджет позволяет приобрести отопитель и теплоаккумулятор нужного объема;
- в котельной хватает места под оборудование;
- есть возможность заготавливать качественные дрова, покупать брикеты либо сушить свежесрубленную древесину.
Модель теплогенератора подбирается по мощности и функциональности. Как правильно выбрать источник тепла на дровах для дома, читайте в нашей инструкции.
Изначально пиролизные бытовые котлы рассчитаны на установку бака-аккумулятора и использование хорошего топлива. Это западноевропейская практика, где твердотопливные агрегаты нельзя эксплуатировать без буферного резервуара.
У нас доходы не столь высоки, оттого домовладельцы экономят на всем – оборудовании, горючем, способе сжигания. Отсюда вывод: на данный момент газогенераторные установки несовместимы с нуждами и расходами большинства домовладельцев, ведь их не удастся правильно эксплуатировать.
Содержание:
Что такое пиролиз?
Пиролиз – это процесс распада органических материалов при высокой температуре без поступления кислорода. Применительно к отопительным котлам под этим понятием имеют в виду выделение летучих газов из древесины. Пиролиз происходит всегда при сгорании любого органического вещества, но именно в пиролизном оборудовании созданы условия, при которых выделение газа происходит наиболее интенсивно.
Устройство и принцип работы.
Разберемся, как работает пиролизный котел. Он состоит из двух камер сгорания, расположенных вертикально. В первичной топке горит древесина. Специально устроено ограничение поступления воздуха – кислород попадает только через дымоход и небольшие отверстия. В дымоходной трубе иногда дополнительно устанавливают шибер – регулируемую заслонку, частично закрывающую отверстие.
Вторая камера сгорания располагается сверху первой. Они соединены между собой газоходом. В этой части и происходит окончательное догорание выделенных газов. Если открыть слишком большой доступ воздуха, то эти газы сгорят еще в нижней топке.
А так в нижней части тлеет древесина и под действием высоких температур активно выделяются горючие летучие материалы. В этом и заключается основной принцип действия пиролизного оборудования, за счет чего повышается КПД устройства, а горение одной закладки дров длится намного дольше.
Рассмотрим этапы и принцип работы пошагово:
- Твердое топливо закладывается в нижнюю топку и разжигается.
- Закрывается герметичная дверца камеры.
</span> Камера сгорания пиролизного котлаСухая древесина обугливается и медленно тлеет под действием повышенной температуры выше 600 градусов.</li>Активно выделяются летучие горючие вещества и, поднимаясь в верхнюю камеру, там воспламеняются, дополнительно отдавая энергию теплоносителю.</li>
Преимущества и недостатки
Преимущества пиролизного оборудования:
- Топливо сгорает практически полностью, почти не оставляя после себя золы. Чистить аппарат приходится реже.
- Экологичность – в верхней топке окончательно догорает максимальное количество вредных веществ, которые в обычных котлах выходят в атмосферу через дымоход.
- Так как внизу вместо открытого огня идет процесс тления, одной порции дров хватает на больший отрезок времени, по сравнению с тем, сколько времени горит это же количество топлива в обычном котле. Одна закладка может тлеть до 12 часов, что значит дополнительную экономию.
- Повышенный уровень коэффициента полезного действия по сравнению с классическими моделями.
- За счет высокой температуры горения можно использовать практически любое сухое твердое топливо и использовать в его качестве отходы производства, которые можно достать бесплатно, если вы работаете на производстве. Можно ли топить углем, написано в инструкции по эксплуатации каждой конкретной модели.
Недостатки пиролизных котлов:
- Повышены требования к качеству топлива. Оно должно быть максимально сухим, иначе без кислорода оно просто потухнет на первом этапе.
- За счет усложнения конструкции такие аппараты стоят дороже обычных аналогов и больше подвержены поломкам. Чтобы сэкономить, можно сделать такое оборудование самому, найдя чертежи и схемы подобных самодельных аппаратов.
- Некоторые модели имеют в конструкции вентиляторы для принудительной тяги. Это делает котлы энергозависимыми.
- Если теплоноситель успевает слишком сильно остыть, это может привести к тому, что прекратится горение в верхней камере. Чтобы этого избежать, устанавливаются дополнительные обходные каналы примеси горячей воды, что усложняет и удорожает подключение.
Использование пиролизных котлов в быту
Пиролизный котел отлично подойдет как для промышленного использования, так и для обогрева своего дома. Популярные фирмы, производящие бытовые пиролизные аппараты, это Протерм, Благо, Буржуй-К.
</p>
Удобнее всего использовать твердотопливное оборудование работающее на пеллетах, так как они изначально продаются просушенными. Также есть возможность настроить автоматическую подачу гранул, что сделает эксплуатацию котла еще более удобной. Если в паре с котлом установить бойлер косвенного нагрева, это позволит обеспечить жителей горячим водоснабжением.
Предлагаем Вашему внимаю видео о принципе работы пиролизного котла:
Используемые источники:
- http://teplodom1.ru/kotly/263-piroliznye-kotly-stoit-li-priobretat.html
- https://7dach.ru/natashapetrova/kak-pravilno-topit-kotel-drovami-109540.html
- https://znatoktepla.ru/kotly/tverdotoplivnie/toplivo-dlya-tverdotoplivnogo-kotla.html
- https://otivent.com/chto-takoe-piroliznyj-kotel
- https://boilervdom.ru/kotly/po-tipu-topliva/kak-rabotaet-piroliznyj-kotel-poshagovoe-opisanie-principa-dejstviya.html
