+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

[email protected]

Пиролизный котел принцип работы


Как работает пиролизный котел.

В этой статье мы поговорим о пиролизном котле. Обсудим принцип его работы, попытаемся разобраться в преимуществах и недостатках его применения для отопления частного дома или коттеджа. Как обычно, начнем с определения.

Определение пиролизного котла.

Пиролизный котел (другое название «газогенераторный») — твердотопливный отопительный аппарат, который нагревает теплоноситель в системе отопления при помощи сжигания пиролизного газа. Котел поделен внутри на камеры:

  • Загрузочная камера — в нее загружается топливо (дрова или прессованные брикеты). В ней же происходит температурное разложение древесины на газ и древесный уголь.
  • Камера сгорания — в ней происходит сгорание образовавшихся пиролизных газов. Для усиления горения в эту камеру подводится наружный воздух.

Под камерой сгорания может располагаться зольный ящик, в который попадает шлак оставшийся после сгорания.

Принцип работы.

Для лучшего понимания принципа работы, рассмотрим следующий рисунок:

Продольный разрез пиролизного котла.
  1. Панель управления.
  2.  Рычаг задвижки загрузочной камеры.
  3. Дверь загрузочной камеры.
  4. Загрузочная камера.
  5. Ручка регулировки притока первичного воздуха.
  6. Ручка регулировки притока вторичного воздуха.
  7. Дверь камеры сгорания.
  8. Горелка.
  9. Керамический отражатель.
  10. Камера сгорания.
  11. Окно прочистки.
  12. Газоход.
  13. Задвижка загрузочной камеры.
  14. Вентилятор с возможностью регулирования скорости вращения.
  15. Аварийный теплообменник.
  16. Патрубок подачи.
  17. Патрубок подключения аварийного теплообменника.

Итак, из верхнего рисунка видно, что горение в таком котле происходит странным, на первый взгляд, образом — сверху вниз. Это становится возможным благодаря наличию в составе котла вентилятора (позиция 14). Он создает тягу, которая заставляет пиролизные газы идти в камеру сгорания, где после смешивания их в определенной пропорции с вторичным воздухом происходит их воспламенение. Приток вторичного воздуха регулируется при помощи специальной ручки (позиция 6). Такую конструкцию имеют многие отопительные аппараты. В частности:

  • Buderus logano.
  • Caldera Megatherm.
  • Eko-vimar Orlanski.

Но существуют конструкции, работающие на естественной тяге. В них для работы не требуется наличие вентилятора, что делает такой отопительный аппарат энергонезависимым. Однако, управлять режимом работы такого котла становится трудно. Он будет работать по сути как обычный твердотопливный. А в нарисованной выше конструкции есть возможность управления процессом сгорания газа при помощи изменения скорости вращения вентилятора, что повышает КПД всей системы. В этой статье мы не будем подробно на них останавливаться.

Газогенераторный котел работает при высоких температурах и поэтому должен быть изготовлен из высококачественных жаропрочных сталей. Кроме этого, камера сгорания покрывается шамотными кирпичами. Они защищают металл от разрушения высокими температурами. Нужно следить, чтобы после чистки камеры сгорания все шамотные кирпичи были уложены ровно без зазоров. Также, для чистки предусмотрены специальные лючки, расположенные по разным сторонам котла. Чистку стоит производить согласно рекомендациям производителя, которые изложены в паспорте на изделие.

Котлы ведущих производителей обязательно комплектуются блоками управления (на рисунке позиция 1). Блок осуществляет контроль за температурой теплоносителя и в зависимости от нее может включать аварийный теплообменник (аварийный перегрев) или уменьшать скорость вращения вентилятора, что уменьшает тягу и приглушает тем самым горение.

Требования к топливу.

Газогенераторный отопительный аппарат привередлив к используемому топливу. Для достижения максимального КПД котла необходимо использовать сухие дрова (влажность не больше 15-20%). При использовании дров с влажностью больше 30% КПД газогенераторного котла становится таким же как у обычного твердотопливного котла. Это создает определенные трудности для потребителя. Например, если вы храните дрова в поленнице на улице, то их влажность может доходить до 50%. Для сушки дров необходимо будет сделать специальное помещение.

Если вы применяете специальные топливные брикеты заводского производства, тоже стоит иметь ввиду, что при их неправильно хранении они легко становятся влажными. Работать на каменном угле пиролизный котел тоже может, но количество выделяемых пиролизных газов в этом случае будет гораздо меньше, чем при использовании сухих дров из плотных пород дерева (бук, дуб, береза).

Не рекомендуется использовать в качестве топлива пластмассы, резины и прочие твердые бытовые отходы. При их сгорании могут выделяться едкие вещества, которые ускорят коррозию металлических частей котла.

Пиролизный котел своими руками.

Пиролизный котел штука технологически сложная и дорогая. Высокая цена заводских отопительных аппаратов порождает у некоторых людей желание сделать их самостоятельно. Таким людям могу посоветовать внимательно отнестись к выбору материалов. Если вы сделаете котел из обычной нежаропрочной стали и не будете использовать шамотные кирпичи, то ваш отопительный аппарат не прослужит долго. Пройдет 2 или 3 отопительных сезона и дно камеры сгорания прогорит. Кроме того, самодельный газогенераторный котел может быть небезопасен для жизни!!!! Из-за ошибок в конструкции возможно выделение угарного газа в помещение. Поэтому советую найти хорошие чертежи и всю остальную конструкторскую документацию, если вы до сих пор не передумали делать такой агрегат самостоятельно.

Сравнение с твердотопливным котлом.

Газогенераторный отопительный аппарат обладает более высоким КПД по сравнению с обычным аппаратом на твердом топливе (например, на буром или каменном угле). КПД обычного твердотопливника не превышает 80%. Такой результат тоже притянут за уши. А у газогенераторного аппарата КПД превышает 90% (в оптимальном режиме работы). Однако, такие «печки» гораздо дороже стоят, привередливы к топливу и требуют большего ухода. Эти три факта, по моему мнению, говорят, что лучше купить хороший твердотопливный аппарат, например, тот же Buderus или Bosch, чем переплатить в 2 раза за их газогенераторный аналог. Но это только мое мнение, не обязательно правильное.

Резюме.

Пиролизный или газогенераторный котел дорогая и интересная игрушка с высоким КПД. Для большей части пользователей его применение, по моему мнению будет экономически не оправдано. Если все же решили, что вам нужен именно «пиролизник», тогда лучше купить дорогой зарубежный котел. Он прослужит вам долго и даже может успеет окупиться. На этом все. Вопросы пишем в комментариях, не забываем делиться с друзьями в социальных сетях.

znayteplo.ru

Как работает пиролизный котел

Все большей популярностью на отечественных рынках стали пользоваться пиролизные котлы. Стоимость их практически в два раза выше, чем у обычных котлов, но это не может сравниться с суммой средств, сэкономленных на топливе. Многих интересует принцип работы пиролизного котла: вызывает удивление то факт, что всего лишь на одной закладке он способен функционировать больше суток. Время, за которое такой котел сжигает одну порцию топлива, — понятие субъективное, которое зависит от множества факторов. Так, необходимо учитывать влажность топливного материала, температуру окружающей среды, степень наружного утепления помещения. Также очень важно, насколько грамотно и правильно составлена отопительная система.

Схема пиролизного котла.

Характеристики пиролизного котла

Устройство пиролизного котла связано с обработкой газов, полученных при сжигании древесного топлива. Научно доказано, что образованный газ выделяет больше тепловой энергии, чем одни только дрова. При сгорании газа задействуется гораздо меньшее количество вторичного воздуха по сравнению с горением древесного топлива, вследствие чего возрастает время, эффективность и температура горения.

Несомненным преимуществом подобной отопительной техники является то, что она чрезвычайно проста в управлении, процесс обслуживания пиролизного котла максимально автоматизирован.

Его работа автоматизирована, как и в жидкотопливных или газовых котлах.

Схема твердотопливного пиролизного котла.

Свое название пиролизные печи получили благодаря процессу сухой перегонки топлива, называемому пиролизным сжиганием. Высокая температура воздействует на древесное топливо и при искусственно созданном недостатке кислорода продолжает разлагаться, выделяя летучие компоненты — тот самый пиролизный газ. Еще одним результатом работы такой печи является образование древесного угля.

Принцип работы котла предельно прост. Сухая перегонка происходит при высокой температуре — от двухсот до восьмисот градусов. Стоит заметить, что это полностью экзотермический процесс, который направлен только на выделение тепла. Условия, которые создает пиролизный котел, позволяют параллельно проводить подсушку запасов топлива, находящихся в одном помещении с котлом. Воздух, попадающий в зону горения, немедленно становится теплым. Устройство печи организовано так, что при сгорании происходит взаимодействие пиролизного газа с частичками активного углерода. Это говорит о том, что на выходе из котла в дымовых газах отсутствуют разного рода вредные примеси. В большинстве своем это водяной пар и углекислый газ. Так что пиролизный котел гораздо меньше загрязняет атмосферу, выбрасывая в нее во время работы минимум золы и сажи. Из-за этого пиролизный котел требует чистить дымоход в три раза реже, чем обычный.

Вернуться к оглавлению

Схема устройства пиролизного котла.

Из-за высокой стоимости такого отопительного оборудования многие стремятся сделать пиролизный котел своими руками. Далеко не каждому известно, какой тип топлива для него лучше использовать и в чем состоит принцип работы.

Оптимальным вариантом для пиролизных котлов является максимально сухое древесное топливо. Таким образом будет обеспечен длительный срок эксплуатации данной печи на максимальной мощности. Так, при использовании древесины с содержанием в ней жидкости до двадцати процентов печь сможет выделить до 4 киловатт в час с одного килограмма топлива. В два раза меньше выделяет тепла печь, работающая на дровах пятидесятипроцентной влажности. Установка печи требует использования сухого топлива.

В связи с необычными свойствами данной печи одним из обязательных элементов отопительной конструкции является дымоход. Какой дымоход больше подойдет — зависит от финансовых возможностей.

Сырое топливо будет выделять слишком маленькое количество тепла и производить много дыма, сам процесс может сопровождаться различными трудностями. Использование сырых дров негативно влияет на дымоход и на общее состояние функционирования системы.

Во время использования некачественного топлива в два раза снижается мощность котла, причем для поддержания оптимальной температуры необходимо увеличить в два раза количество используемого топлива.

Вернуться к оглавлению

Наглядная схема пиролизного котла.

Несомненным преимуществом пиролизного котла является автоматика эксплуатационного процесса. Так, лучший котел, работающий на дровах, позволяет регулировать настройки мощности от тридцати до ста процентов. Использование такого котла выгодно тем, что его устройство рассчитано на низкое потребление топлива.

Пиролизные печи чрезвычайно просты в эксплуатации и не нуждаются в специальной очистке. Для поддержания оптимальной температуры в помещении своими руками достаточно подавать топливо всего несколько раз в сутки, установка сама будет поддерживать горение. Очень важно, чтобы исправно работал дымоход.

Во многом стоимость такой печи зависит от страны-производителя и различных дополнительных функций, выполняемых котлом, без которых можно спокойно обойтись.

Принцип работы котла обустроен так, что выгода его использования будет видна уже через неделю после начала эксплуатации. Комфортность и легкость в использовании, экономия топливных материалов, высокая мощность с лихвой окупают стоимость котла.

Схема обзора пиролизного котла.

Жидкое топливо и газ доступны далеко не в каждой местности и реализуются по высокой цене. Принцип работы пиролизной печи спроектирован таким образом, чтобы появилась возможность применения одного из самых дешевых природных топливных ресурсов. Во время работы котла совершаются действия, во время которых появляется возможность использования древесных отходов.

В отличие от котлов, работающих на угле, печь, функционирующая на дровах, выделяет большое количество тепла с коэффициентом полезного действия выше восьмидесяти. Газ, выделяющийся от древесного топлива, возникает в топливном бункере. Далее он проделывает путь через специальную форсунку, и на выходе в дымоход получается чистейшее белое или желтое пламя.

Принцип работы котла состоит из нескольких последовательных процедур. В части печи, называемой предпоток, происходит загрузка топливного материала — опилок или цельной древесины (большой популярностью пользуются также древесные бруски, продаваемые в наборе). На этом участке производится термическая возгонка древесного материала.

Далее образованный генераторный газ подается в участок топки, где и происходит его сжигание. Таким образом, посредством теплообменника происходит утилизация теплоты, которую производят дымовые газы, исходящие от систем отопления. Контроль над осуществлением пиролизного процесса можно производить своими руками путем подачи необходимого объема воздуха в область предпотока.

Вернуться к оглавлению

Схема принципа работы пиролизного котла.

На данный момент уже многие хозяева поняли, какой выгодный в обслуживании пиролизный котел. Отопительного агрегата лучше, чем этот, пока не существует. Единственной преградой на пути к дешевому и качественному отоплению может быть только его стоимость. Средняя стоимость автоматического котла, работающего на дровах, начинается с тысячи долларов. Гораздо дешевле будет сделать пиролизный котел своими руками.

Какой из вариантов выбрать — заняться строительством печи своими руками или приобрести готовый, — личное дело каждого. Лучше всего будет выбрать нечто среднее — заказать разработку чертежа у специалистов. Автоматика в таком случае будет продумана на высоком уровне. В интернете присутствуют некоторые работы, но к ним лучше отнестись скептически.

Установка пиролизного котла требует использования определенных инструментов и материалов:

  • листового металла (сталь);
  • электродов;
  • стальных труб;
  • круглого прута;
  • профильных труб;
  • центробежного вентилятора;
  • болтов и гаек;
  • асбестового шнура;
  • терморегулирующей автоматики;
  • шамотного кирпича.

Пиролизные котлы на дровах могут работать до двух суток на одной загрузке. Дымоход может помочь в установлении КПД, производимого котлом. Так, не должно быть никаких признаков угарного газа. Это говорит о том, что котел работает на высоком уровне. Установка уровня КПД обычно не занимает много времени.

Вернуться к оглавлению

Схема пиролилзной печи своими руками.

Чтобы устройство котла было доведено до идеального состояния, желательно выполнить некоторые действия. Под топливный бункер можно установить регулируемый вентилятор наддува. Он предназначен для нагнетания воздуха непосредственно в сам котел. Под воздействием искусственно нагнетенного воздуха происходит ускоренное сжигание топлива. Все эти работы можно провести своими руками. Установка данной техники не требует владения специальными навыками.

Для увеличения количества выделяемого тепла автоматика должна работать слаженно и четко, топливные бункеры должны находиться на оптимальных позициях.

Добиться продления срока сгорания топлива можно в том случае, если при сооружении котла своими руками будет выполнено разделение топливных камер. При этом в одной из них будет происходить сжигание топлива, а в другом будут собираться газы. При использовании двухзонной системы газификации можно добиться энергонезависимости котла и постоянно высокого уровня мощности. Мощность печи, работающей на дровах, можно увеличить, расположив внизу топливных бункеров колосниковые решетки.

Качественным накопителем тепла в пиролизных котлах (в отличие от устройств, работающих на угле) является монтаж перемычки непосредственно в камере сгорания. Автоматика в таком случае выполняет свою непосредственную функцию.

Конструкция пиролизного котла устроена таким образом, что перед подачей топлива в нее дрова нет необходимости измельчать — главное, чтобы они смогли пройти в дверцу печи.

Пиролизные котлы, работающие на дровах, могут функционировать и источать большую тепловую энергию при использовании опилок, брикетов торфа. Некоторые котлы могут работать даже на угле. Установка подобного котла не потребует много сил и времени. Главное — правильно понять принцип его работы и выполнить качественный дымоход. Очень важно, чтобы дымоход обладал достаточной тягой для выдувания остаточных газов. Его не сложно выполнить своими руками.

Для увеличения температуры внутри системы камеры сгорания и загрузки можно облицевать с внутренней стороны при помощи огнеупорной футеровки. Эти действия создадут оптимальные условия для эффективного и высококачественного горения дров.

1poteply.ru

Пиролизные котлы принцип работы

Пиролизный котел – это не печка. В нем происходит ряд сложных процессов. А разработка котла – это ответственная задача для инженеров-конструкторов, которая требует наличие опыта, знаний и массу усердного труда и больших затрат на обкатку готовой конструкции и эксперименты. Как вы понимаете, в этой сфере отсутствует вековой опыт и проверенные поколениями технические решения, как, например, у традиционных печей.

Если вы и найдете в свободном доступе в интернете схемы котла, то это будут 2-3 схемы общего вида и 3-4 схемы печи в разрезе. Умея работать CorelDraw и в ACAD, а также при наличии соответствующего образования и опыта работы. вы сами сможете составить деталировку. Однако помните, что спецификации вы все равно не найдет. А это значит, что вам придется лишь догадываться либо выводить экспериментальным путем из какого материала должна быть та или иная деталь.

Стоит также отметить, что есть много авторов подобных конструкций, которые возьмут сравнительно небольшие деньги за полный комплект тех.документов. Гораздо больше денег и времени у вас уйдет на чай или кофе, если до всего пытаться дойти самостоятельно. Но как понять, эффективно ли будет это устройство, будет ли оно работать?

Подобными вопросами задаются все те, кто решил приобрести себе пиролизный котел или печь. И продавцы и производители предлагают их в больших количествах. Они подберут вам подходящую модель, соответствующую вашим данным и замерам. Однако, как понять какая именно модель подойдет для вашего дома, как сориентироваться по цене, какой котел экономичнее, какой надежнее? Мы уже привыкли выбирать такие бытовые приборы, как стиральные машины, телевизоры и холодильники. Но с котлами мало кто сталкивался.

В этой статье мы постараемся дать читателю ответы на все вопросы относительно пирокотла. Надеемся, что это поможет вам при покупке.

Стоит отметить, что пиролизный котел отопления означает, что он полнопоточный (для непрерывной работы вашей системы отопления котел выдает постоянный необходимый расход горячей воды). Также регистр водогрейный – это важная часть конструкции и из котла нельзя убрать водогрейку. Без нее или же с пустым контуром, котел без аварийной автоматики может прогореть или взорваться.

Газогенерация и процесс пиролиза

Пиролизные котлы принцип работы базируется на явлении пиролиза. Говоря простым языком — от нагрева молекул, вещества расщепляются на более легкие и простые части. Это означает, что продукты пиролиза легче будут гореть и будут давать больше тепла.

Чистый пиролиз подразумевает распад закладки топлива без поступления воздуха в специальные ёмкости – реторте. Затем газы собираются в накопителе – ресивере. Оттуда они используются по мере необходимости. По этой схеме работали итальянские, немецкие и французские пиролизные установки в машинах во время войны.

Все бытовые современные пиролизные котлы, работающие на твердом топливе, газогенераторные. По-другому не получится получить КПД свыше 65-70%. Однако, название «пиролизные» совсем неслучайно. Больше 90% тепла вырабатывается путем сгорания пиролизных газов. В связи с этим, дальше по тексту значения «пиролизный» и «газогенераторный» будут использоваться в качестве синонимов, кроме тех случаев, когда оговорено иное.

Рабочий цикл

Воздух проходит в камеру, где происходит газификация, в камере также тлеет топливо. Часть кислорода от этого воздуха идет на поддержание тления, что обеспечивает температуру процесса газификации от 200 до 800 градусов.

Через сопло, в камеру сгорания поступают пиролизные газы (на сленге сопло также называют хайлом). В эту же камеру поступает вторичный воздух, таким образом горят пиролизные газы.

Часть газов – частиц освобожденного углерода из состава топлива в катализаторе, переходят до окисла азота и СО2. На этот процесс уходит часть тепла. Восстановленные составляющие в камере дожигания проходят процесс окисления, при этом отдают обратно тепло. Дымовые прореагировавшие газы проходят сквозь теплообменник регистра. подогревая в нем воду, а потом улетучиваются в систему дымохода. Терморегулирующая система поддерживает в камере сгорания для полного сгорания оптимальную температуру.

Режимы работы пирокотла

  1. Розжиг. Открыт шибер либо заслонка прямого хода. Дымовые газы уходят сразу в дымоход.
  2. Рабочий режим. Закрыта заслонка прямого хода, осуществляется пиролиз. При этом тяга в самом газоходе регулируется естественным образом либо принудительно.
  3. Догрузка топлива. Открыта заслонка прямого хода, однако, в течение некоторого времени тяга в газоотводе сохраняется. он при этом разогрет и, если присутствует вентилятор, то он не выключается. Процесс пиролиза не прекращается. Также общим недостатком для котлов, основанных на процессе пиролиза, является их привередливость к материалам конструкции и топливу.

Принцип работы пиролизного котла

В камеру, где происходит процесс сгорания, бьет струя сильно нагретых газов. В связи с этим для таких узлов не годятся обычные конструкционные материалы.

Существует один недостаток пирокотлов:

  • малые пределы для регулировки мощностей при моменте сохранения достаточно высокого коэффициента полезного действия;
  • разгонять котел более чем на 50% по теплу не получится – топливо вспыхнет в газификаторе и снизится коэффициента полезного действия.

Систему отопления на пирокотле необходимо рассчитывать исходя из циклического режима прогрева. При этом крайне желательно утеплиться снаружи ЭППС.

Материалы и топливо

И покупателю и тому, кто решил самостоятельно спроектировать котел, необходимо знать, что камеры сгорания, газификатор и дожигатель без температуростойкой защиты долго не проработают. Технология нанесения и состав защиты является особым секретом любой фирмы, занимающейся производством котлов.

Наиболее предпочтительными видами твердого топлива для данных котлов являются дрова или топливные пеллеты (под них и проектируются промышленные модели). Пирокотел на угле с высоким КПД будет работать до тех пор, пока все летучие не выйдут. А их не так уж и много в каменном угле, а в древесном – их почти нет. После этого идет сгорание углерода с коэффициентом полезного действия, который соответствует печному. Эффективный котел, рассчитанный на длительное горение на угле, нужно проектировать на комбинированном рабочем цикле. При этом цикле заложенное топливо сгорает с поверхности, а цикл пиролиза происходит с горением непосредственно на поверхности топлива.

Работа «принудительных» котлов

Компьютерный вентилятор обычной конструкции загоняет в газификатор воздух. От воздушной внутренней магистрали вторичный воздух попадает в камеру сгорания. Давление при этом в рабочей полости выше атмосферного.

Рассмотрим достоинство такой схемы:

  • вентилятор самой простой конструкции;
  • камера, где происходит процесс сгорания, совмещена с дожигателем;
  • при использовании жаропрочных специальных сталей вы сможете обойтись без футеровки, ведь температура свыше 1000 градусов сосредоточена возле сопла, а у самих стен ниже 800 — 900 градусов.

Однако, все перечисленные преимущества не позволяют получить КПД выше, чем 82-84%. Воздух под давлением частично обволакивает заложенное топливо, а внутренняя часть топлива, где происходит пиролиз, получает при этом недостаточно кислорода, причем увеличивать наддув будет бесполезно. К тому же в самой камере, где происходит процесс сгорания, оказывается много воздуха. Температура в сердцевине факела не может превысить 1100 градусов, при этом тяжелые продукты не сгорают, а испаряются в трубу. При этом КПД уже не будет выше 90%.

Особо нужно отметить опасность угарного газа от котла с принудительным наддувом.Так как, если давление в емкости больше атмосферного, то даже микротрещина послужит причиной утечки газов в ваше помещение. Газы не всегда можно распознать по запаху, но они всегда ядовиты и едки.

Давление в тракте меньше атмосферного. Разница с наддувом принципиальная. В котлах с дымососом закладка топлива хорошо продувается: давление будет ниже там, куда воздуху труднее проникнуть, а вот тяга будет сильнее. Вторичный воздух можете загонять снаружи: давление его больше, чем в камере сгорания. Поэтому он, стремясь расшириться, взвихривается, перемешивается с пиролизными газами и они сгорают. При этом температура поднимается до 1200 и выше градусов.

Как вы понимаете, КПД здесь повышенное. Его также может повысить, благодаря высокой температуре и сгоранию тяжелых фракций. Также появляется возможность сделать механический «дубовый» терморегулятор. За его основу берется термобиметаллическая пластина в водогрейном контуре, которая изгибается при колебаниях температуры. От нее поступает тяга к дросселю, пропускающему наружный воздух в дымоход. Когда вода перегрелась, заслонка приоткрылась, мотор крутит, как и раньше, прямо от сети или UPS, но наружный воздух, с более высоким давлением, отталкивает часть дымовых газов. Давление в газификаторе и камере сгорания повышается, туда поступает меньше наружного воздуха и пиролиз со сгоранием поутихну.

КПД таких котлов с дымососом может быть выше 90%, а мощность при 100% безопасности и надежности – 100-150 кВт.

Догрузку топлива в данный котел с дымососом вы можете осуществлять без предосторожностей. Дверцу загрузочного люка и ЗПХ можно открывать — закрывать в любой последовательности. В худшем случае вы почувствуете неприятный запах. но нераскаленные яды.

Рекомендации для правильной установки готового пиролизного котла

При монтаже котла необходимо соблюдать все рекомендации пожарной безопасности. так как процессы горения в котле достигают высоких температур.

  1. Место под котел необходимо выделить в нежилой комнате.
  2. Для хорошей вентиляции воздуха, в вашей котельной необходимо сделать отверстие, равное примерно 100 квадратным сантиметрам.
  3. Котел необходимо установить на кирпичный или бетонный фундамент.
  4. Возле топочных камер котла установите защиту из листового металла двухмиллиметровой толщины.
  5. Между мебелью, корпусом и стенами возле котла необходимо оставить зазор не менее 200 миллиметров.

Принцип работы пиролизных котлов достаточно сложен. Но мы надеемся, что наша статья поможет вам разобраться в его работе и сделать правильный выбор при покупке. С повышением тарифов на коммунальные платежи все больше людей понимают, что, чем выше КПД отдачи котла, тем он экономичней и лучше в холодные зимние ночи. Поэтому и пиролизные котлы устройство которых как раз то, что вам необходимо.

  • Автор: Андрей Витальевич Васильев

Как работает пиролизный котел

  • Характеристики пиролизного котла
  • Топливо для пиролизного котла
  • Достоинства пиролизных котлов
  • Пиролизный котел своими руками
  • Секреты разработки пиролизного котла

Все большей популярностью на отечественных рынках стали пользоваться пиролизные котлы. Стоимость их практически в два раза выше, чем у обычных котлов, но это не может сравниться с суммой средств, сэкономленных на топливе. Многих интересует принцип работы пиролизного котла: вызывает удивление то факт, что всего лишь на одной закладке он способен функционировать больше суток. Время, за которое такой котел сжигает одну порцию топлива, — понятие субъективное, которое зависит от множества факторов. Так, необходимо учитывать влажность топливного материала, температуру окружающей среды, степень наружного утепления помещения. Также очень важно, насколько грамотно и правильно составлена отопительная система.

Схема пиролизного котла.

Характеристики пиролизного котла

Устройство пиролизного котла связано с обработкой газов, полученных при сжигании древесного топлива. Научно доказано, что образованный газ выделяет больше тепловой энергии, чем одни только дрова. При сгорании газа задействуется гораздо меньшее количество вторичного воздуха по сравнению с горением древесного топлива, вследствие чего возрастает время, эффективность и температура горения.

Несомненным преимуществом подобной отопительной техники является то, что она чрезвычайно проста в управлении, процесс обслуживания пиролизного котла максимально автоматизирован.

Его работа автоматизирована, как и в жидкотопливных или газовых котлах.

Схема твердотопливного пиролизного котла.

Свое название пиролизные печи получили благодаря процессу сухой перегонки топлива, называемому пиролизным сжиганием. Высокая температура воздействует на древесное топливо и при искусственно созданном недостатке кислорода продолжает разлагаться, выделяя летучие компоненты — тот самый пиролизный газ. Еще одним результатом работы такой печи является образование древесного угля.

Принцип работы котла предельно прост. Сухая перегонка происходит при высокой температуре — от двухсот до восьмисот градусов. Стоит заметить, что это полностью экзотермический процесс, который направлен только на выделение тепла. Условия, которые создает пиролизный котел, позволяют параллельно проводить подсушку запасов топлива, находящихся в одном помещении с котлом. Воздух, попадающий в зону горения, немедленно становится теплым. Устройство печи организовано так, что при сгорании происходит взаимодействие пиролизного газа с частичками активного углерода. Это говорит о том, что на выходе из котла в дымовых газах отсутствуют разного рода вредные примеси. В большинстве своем это водяной пар и углекислый газ. Так что пиролизный котел гораздо меньше загрязняет атмосферу, выбрасывая в нее во время работы минимум золы и сажи. Из-за этого пиролизный котел требует чистить дымоход в три раза реже, чем обычный.

Вернуться к оглавлению

Топливо для пиролизного котла

Схема устройства пиролизного котла.

Из-за высокой стоимости такого отопительного оборудования многие стремятся сделать пиролизный котел своими руками. Далеко не каждому известно, какой тип топлива для него лучше использовать и в чем состоит принцип работы.

Оптимальным вариантом для пиролизных котлов является максимально сухое древесное топливо. Таким образом будет обеспечен длительный срок эксплуатации данной печи на максимальной мощности. Так, при использовании древесины с содержанием в ней жидкости до двадцати процентов печь сможет выделить до 4 киловатт в час с одного килограмма топлива. В два раза меньше выделяет тепла печь, работающая на дровах пятидесятипроцентной влажности. Установка печи требует использования сухого топлива.

В связи с необычными свойствами данной печи одним из обязательных элементов отопительной конструкции является дымоход. Какой дымоход больше подойдет — зависит от финансовых возможностей.

Сырое топливо будет выделять слишком маленькое количество тепла и производить много дыма, сам процесс может сопровождаться различными трудностями. Использование сырых дров негативно влияет на дымоход и на общее состояние функционирования системы.

Во время использования некачественного топлива в два раза снижается мощность котла, причем для поддержания оптимальной температуры необходимо увеличить в два раза количество используемого топлива.

Вернуться к оглавлению

Достоинства пиролизных котлов

Наглядная схема пиролизного котла.

Несомненным преимуществом пиролизного котла является автоматика эксплуатационного процесса. Так, лучший котел, работающий на дровах, позволяет регулировать настройки мощности от тридцати до ста процентов. Использование такого котла выгодно тем, что его устройство рассчитано на низкое потребление топлива.

Пиролизные печи чрезвычайно просты в эксплуатации и не нуждаются в специальной очистке. Для поддержания оптимальной температуры в помещении своими руками достаточно подавать топливо всего несколько раз в сутки, установка сама будет поддерживать горение. Очень важно, чтобы исправно работал дымоход.

Во многом стоимость такой печи зависит от страны-производителя и различных дополнительных функций, выполняемых котлом, без которых можно спокойно обойтись.

Принцип работы котла обустроен так, что выгода его использования будет видна уже через неделю после начала эксплуатации. Комфортность и легкость в использовании, экономия топливных материалов, высокая мощность с лихвой окупают стоимость котла.

Схема обзора пиролизного котла.

Жидкое топливо и газ доступны далеко не в каждой местности и реализуются по высокой цене. Принцип работы пиролизной печи спроектирован таким образом, чтобы появилась возможность применения одного из самых дешевых природных топливных ресурсов. Во время работы котла совершаются действия, во время которых появляется возможность использования древесных отходов.

В отличие от котлов, работающих на угле, печь, функционирующая на дровах, выделяет большое количество тепла с коэффициентом полезного действия выше восьмидесяти. Газ, выделяющийся от древесного топлива, возникает в топливном бункере. Далее он проделывает путь через специальную форсунку, и на выходе в дымоход получается чистейшее белое или желтое пламя.

Принцип работы котла состоит из нескольких последовательных процедур. В части печи, называемой предпоток, происходит загрузка топливного материала — опилок или цельной древесины (большой популярностью пользуются также древесные бруски, продаваемые в наборе). На этом участке производится термическая возгонка древесного материала.

Далее образованный генераторный газ подается в участок топки, где и происходит его сжигание. Таким образом, посредством теплообменника происходит утилизация теплоты, которую производят дымовые газы, исходящие от систем отопления. Контроль над осуществлением пиролизного процесса можно производить своими руками путем подачи необходимого объема воздуха в область предпотока.

Вернуться к оглавлению

Пиролизный котел своими руками

Схема принципа работы пиролизного котла.

На данный момент уже многие хозяева поняли, какой выгодный в обслуживании пиролизный котел. Отопительного агрегата лучше, чем этот, пока не существует. Единственной преградой на пути к дешевому и качественному отоплению может быть только его стоимость. Средняя стоимость автоматического котла, работающего на дровах, начинается с тысячи долларов. Гораздо дешевле будет сделать пиролизный котел своими руками.

Какой из вариантов выбрать — заняться строительством печи своими руками или приобрести готовый, — личное дело каждого. Лучше всего будет выбрать нечто среднее — заказать разработку чертежа у специалистов. Автоматика в таком случае будет продумана на высоком уровне. В интернете присутствуют некоторые работы, но к ним лучше отнестись скептически.

Установка пиролизного котла требует использования определенных инструментов и материалов:

  • листового металла (сталь);
  • электродов;
  • стальных труб;
  • круглого прута;
  • профильных труб;
  • центробежного вентилятора;
  • болтов и гаек;
  • асбестового шнура;
  • терморегулирующей автоматики;
  • шамотного кирпича.

Пиролизные котлы на дровах могут работать до двух суток на одной загрузке. Дымоход может помочь в установлении КПД, производимого котлом. Так, не должно быть никаких признаков угарного газа. Это говорит о том, что котел работает на высоком уровне. Установка уровня КПД обычно не занимает много времени.

Вернуться к оглавлению

Секреты разработки пиролизного котла

Схема пиролилзной печи своими руками.

Чтобы устройство котла было доведено до идеального состояния, желательно выполнить некоторые действия. Под топливный бункер можно установить регулируемый вентилятор наддува. Он предназначен для нагнетания воздуха непосредственно в сам котел. Под воздействием искусственно нагнетенного воздуха происходит ускоренное сжигание топлива. Все эти работы можно провести своими руками. Установка данной техники не требует владения специальными навыками.

Для увеличения количества выделяемого тепла автоматика должна работать слаженно и четко, топливные бункеры должны находиться на оптимальных позициях.

Добиться продления срока сгорания топлива можно в том случае, если при сооружении котла своими руками будет выполнено разделение топливных камер. При этом в одной из них будет происходить сжигание топлива, а в другом будут собираться газы. При использовании двухзонной системы газификации можно добиться энергонезависимости котла и постоянно высокого уровня мощности. Мощность печи, работающей на дровах, можно увеличить, расположив внизу топливных бункеров колосниковые решетки.

Качественным накопителем тепла в пиролизных котлах (в отличие от устройств, работающих на угле) является монтаж перемычки непосредственно в камере сгорания. Автоматика в таком случае выполняет свою непосредственную функцию.

Конструкция пиролизного котла устроена таким образом, что перед подачей топлива в нее дрова нет необходимости измельчать — главное, чтобы они смогли пройти в дверцу печи.

Пиролизные котлы, работающие на дровах, могут функционировать и источать большую тепловую энергию при использовании опилок, брикетов торфа. Некоторые котлы могут работать даже на угле. Установка подобного котла не потребует много сил и времени. Главное — правильно понять принцип его работы и выполнить качественный дымоход. Очень важно, чтобы дымоход обладал достаточной тягой для выдувания остаточных газов. Его не сложно выполнить своими руками.

Для увеличения температуры внутри системы камеры сгорания и загрузки можно облицевать с внутренней стороны при помощи огнеупорной футеровки. Эти действия создадут оптимальные условия для эффективного и высококачественного горения дров.

Принцип работы пиролизного котла

Сжигание топлива в классических твердотопливных котлах – это хорошая альтернатива применению для отопления дома традиционных энергоносителей, таких как природный газ или электричество. Но данные устройства не полностью используют энергию горения дров. При работе обычного котла выделяющийся при высокой температуре из топлива газ просто уходит наружу вместе с продуктами горения. Принцип работы пиролизного котла позволяет использовать этот газ, тем самым увеличивая КПД агрегата и длительность интервала между загрузками топлива. Такие аппараты еще называют газогенераторными.

Пиролизный котел в разрезе

Из чего состоит газогенераторная установка?

Главное отличие от классического котла на дровах – наличие дополнительной камеры сгорания, в которой происходит дожигание выделяющегося газа. а в первичной топке он генерируется из дров при недостаточном количестве кислорода. Компоновка камер и устройство пиролизного котла может быть различным, топка может находиться как снизу, так и сверху, принцип действия это не меняет. Традиционно она располагается снизу, над зольником, в который для удобства очистки помещают выдвижной ящик. Крышка зольника откидывается вверх и в рабочем режиме служит для регулировки количества воздуха, поступающего в топку. Это реализовано с помощью цепного привода, который натягивается или отпускается термостатом. Последний установлен в верхней части котла.

Принцип работы пиролизного котла

Все основные элементы и детали установки можно увидеть, изучив подробный чертеж пиролизного котла. Главная топка снабжена дверцей для загрузки дров и в процессе работы плотно закрыта. Над ней устроена вторичная камера сгорания, в которой расположены устройства подачи воздуха. Они могут иметь различную конфигурацию в аппаратах разных производителей, но задача их одинакова: подавать в камеру дожигания подогретый воздух через множество отверстий определенного диаметра. Нагрев воздуха происходит по пути от дверцы зольника до распределителей.

Конструкция пиролизного котла предусматривает возможность очистки верхней камеры дожигания, для этого она оборудована специальной дверцей. Пространства обеих камер сообщаются между собой каналом, по которому поднимаются газы для сжигания. Внешней оболочкой корпуса является водяная рубашка, нагреваемая обеими топками. Для подачи теплоносителя в систему отопления в нее врезаны патрубки с резьбой. Контроль температуры воды и давления осуществляется по приборам, установленным на фронтальной панели.

Дымоход для пиролизного котла ничем не отличается по своему устройству от труб для выброса продуктов горения классических агрегатов. Одно из требований – достаточная тяга для работы котла. Наиболее простая конструкция агрегата не предусматривает установку дутьевого вентилятора, поэтому горение идет за счет естественной тяги. Второе требование — это чтобы часть трубы, находящаяся на улице, была утеплена. Причина – низкая температура дымовых газов (до 150 ⁰С), поэтому очень высока вероятность выпадения на ней конденсата и быстрого разрушения материала трубы.

Описание схемы работы пиролизных котлов

Полное представление о работе агрегата может дать принципиальная схема пиролизного котла. Вначале главная топка загружается топливом и разжигается. При этом заслонка зольника максимально открыта. После того как дрова разгорятся, дверца начинает прикрываться, процесс горения замедляется и переходит в тление. Тогда и начинается интенсивное выделение древесного газа, который поднимается и попадает во вторичную камеру дожигания. Туда же через множество калиброванных отверстий подается нагретый воздух. Последний попадает в канал из того же проема под крышкой зольника и по дороге получает тепло от горячей стенки топки.

Принципиальная схема котла

Весь технологический процесс протекает благодаря естественной тяге, создаваемой дымоходом, поэтому скорости движения воздуха и дымовых газов в каналах невелики. Схема работы пиролизного котла заключается в том, что во вторичной камере нагретый воздух вступает в термохимическую реакцию с древесными газами и воспламеняет их. В результате сгорают не только газы, но и мелкие летучие частицы, благодаря чему дым из трубы практически незаметен. В действительности пиролизное сжигание топлива более экологично, нежели традиционное, поскольку продукты сгорания от него содержат гораздо меньше оксидов углерода и азота, а также частиц золы.

Дрова, находящиеся в топке, горят медленнее чем обычно, поэтому одной загрузки может хватить на 10–12 часов работы, в зависимости от мощности газогенераторной установки и влажности дров. Настройка пиролизного котла заключается в ограничении подачи воздуха для горения. Слишком малое его количество не позволит начаться термохимическому процессу во вторичной топке, а слишком большое вызовет неполное сгорание газов и понижение КПД агрегата. Для аппарата, работающего на естественной тяге, потребуется настройка расхода воздуха в каждом индивидуальном случае, так как высота и диаметр дымоходной трубы может очень различаться. Соответственно, сила тяги будет разной. В некоторых случаях ее следует увеличить путем поднятия трубы на большую высоту.

Если цепной привод крышки зольника снабжен термостатическим регулятором, то настройка аппарата сводится к установке желаемой температуры теплоносителя. Термоэлемент, встроенный в водяную рубашку газогенераторной установки, воздействует на привод цепи в зависимости от температуры воды и сам прикрывает или открывает заслонку, регулируя интенсивность горения.

Сравнение пиролизного и твердотопливного котла

Для создания искусственной тяги, которая не будет зависеть от параметров дымохода, котлы пиролизного типа дополнительно снабжаются дутьевым вентилятором и комплектом автоматики, регулирующим его работу. Если обычный агрегат может работать с КПД порядка 85–90%, то дутьевая машина помогает его развивать до 93%. Здесь есть недостаток — зависимость от внешних источников энергии.

Достоинства и недостатки

Источники тепла данного типа обладают многими преимуществами:

  • Принцип действия и работа пиролизных котлов позволяет достигать отличных показателей эффективности при сжигании твердого топлива – 90–93% КПД .
  • Процесс более экологичен, в атмосферу выбрасывается гораздо меньше вредных веществ.
  • Интервал между загрузками топлива не меньше, чем у агрегатов длительного горения – 12 часов, работать кочегаром придётся не чаще 2 раз в сутки.
  • Обслуживание и чистка установки не представляют проблемы, ко всему внутреннему пространству есть доступ, а многие аппараты оборудованы выдвижным ящиком зольника. Принцип действия пиролизного котла практически безотходный, золы и пепла остается очень мало, поэтому операцию выполнять надо нечасто.
  • Экономичность. Ориентировочно расход топлива на 100 м² помещения при его высоте до 3 м составляет 10 кг в сутки.
  • Установки, работающие на естественной тяге, не зависят от наличия электричества в сети.

Как и любой другой аппарат, работающий на твердом топливе, пиролизный котел отопления нуждается в защите от закипания теплоносителя внутри водяной рубашки. Это может привести к разрыву оболочек и дорогостоящему ремонту. По этой причине производители ставят на свои изделия дополнительные водяные ТЭНы охлаждения, которые одновременно могут служить источником горячей воды для хозяйственных нужд.

Из недостатков агрегатов пиролизного типа можно выделить следующие:

  • Требуется топливо с невысоким содержанием влаги, влажность дров не должна превышать 25%. Процесс интенсивного выделения газов для дожигания сильно затруднен, если дрова откровенно сырые. Это негативно влияет на работу пиролизного котла, снижая его КПД.
  • Практика эксплуатации показывает, что на стенках первичной камеры со временем появляются отложения дегтя и смол, поскольку температура в ней относительно невысокая, а в качестве топлива чаще всего берут березу или древесину хвойных пород. Этот налет надо периодически удалять, он затрудняет передачу тепла водяной рубашке.
  • Стоимость выше, чем у классического твердотопливного котла. Это оправдано, ведь технология процесса более прогрессивная и дает высокие показатели, которые позволят экономить при эксплуатации.

Заключение

При выборе источника тепла для дома лучше ориентироваться на изделия средней ценовой категории, сильно экономить в этом вопросе не стоит. Ведь от того, как работает пиролизный котел, зависит комфорт и тепло вашего дома.

Источники: http://kotel.guru/kotly/tverdotoplivnye/piroliznyy-kotel-ego-princip-raboty-i-ustroystvo.html, http://1poteply.ru/kotly/princip-raboty-piroliznogo-kotla.html, http://cotlix.com/princip-raboty-piroliznogo-kotla

msklimat.ru

Принцип работы твердотопливных котлов

Какого бы вида ни был твердотопливный котёл, все имеют высокий уровень коэффициента полезного действия, именно благодаря конструкции и принципу устройства. На этой страничке рассмотрим и попробуем разобраться как работают твердотопливные котлы. Основное отличие между обычными твердотопливными котлами и твердотопливными котлами длительного горения состоит в том, что во втором случае горение происходит намного дольше благодаря принципу сгорания. Итак рассмотрим принцип работы твердотопливных котлов и как работают котлы на твёрдом топливе, чтобы понимать как выбрать котёл.

Принцип работы котла длительного горения на твёрдом топливе.

Как правило, такие твердотопливные котлы работают по принципу “верхнего горения”. Как работает котёл длительного горения? До того, как кислород попадает непосредственно в топку, где происходит горение, он подогревается. Греется для того, чтобы в итоге уменьшить количество отходов горения: сажи, золы. Кислород подаётся не снизу вверх, а сверху вниз. Таким образом горит только верхний слой твёрдого топлива, уложенного в топке. Из-за того, что воздух заходит сверху, он не проникает вниз и там процесс горения невозможен. Горит только верхний слой топлива. Когда верхний слой сгорает, включается подача на нижний слой. Так постепенно по мере сгорания воздух подаётся всё ниже и ниже. Благодаря такому подходу всегда горит верхний слой топлива, и нетронутым остаётся тот, что снизу, пока до него не дойдёт очередь. Это позволяет очень экономно расходовать топливо, и контролировать процесс горения. Именно с такой технологией твёрдое топливо горит очень долго.

Такие котлы не только экономичны но и экологичны. Конечно, при условии использования огнестойких строительных материалов, которые не только обеспечат максимальный КПД котла, изолируя тепло, но и обезопасят от возможных возгораний.

Наглядно понять, как работает пиролизный котёл, можно из этого ролика:

Как работает пиролизный котёл. Устройство и принцип работы пиролизного котла.

Принцип работы пиролизного твердотопливного котла построен на процессе разложения твёрдого топлива на пиролизный газ и кокс. Достигается это с помощью недостаточной подачи воздуха. Из-за слабой подачи воздуха топливо медленно тлеет, но не горит, в результате образуется пиролизный газ. В результате газ соединяется с воздухом. происходит горение и выделяется тепло, которым греется теплоноситель. Благодаря такому процессу в дыму крайне мало вредных веществ, да и сажи и золы незначительно. Так что в случае с пиролизными котлами, так же можно говорить об экологичности.

Итак, рассмотрим подробнее принцип работы пиролизного котла.

  • Что такое пиролиз? Пиролиз — процесс сжигания в условиях недостаточного количества кислорода. Результатом такого горения являются твёрдые продукты горения и газ: твёрдые отходы — это зола и смесь летучих углеводородов  плюс углекислоты.
  • Принцип работы газогенератора(или пиролизного котла), заключается в том, что такой твердотопливный котёл разграничивает процесс теплотворения на два процесса. Первый, это обычный процесс горения твёрдого топлива, при ограничении подачи кислорода. При дефиците воздуха, твёрдое топливо очень медленно тлеет выделяя газ. Ограничивает подачу кислорода, котёл очень просто, механической заслонкой, которая в зависимости от количества воздуха в топке, либо открывается либо закрывается. При этом можно вручную «поддать жару», приоткрывая заслонку.
  • Вторая часть процесса сгорания топлива, заключается в прогорании летучих отходов процесса горения в первой топке. Во второй топке прогорает так называемый пиролизный газ — результат горения твёрдого топлива в первой топке.
  • Регулировка при этом, также как и в случае подачи воздуха в первую топку, происходит очень просто. Термостат контролирует процесс горения и изменяет работу котла ровно настолько, насколько необходимо для выработки необходимого количества тепла. По принципу работы он не особо отличается от термостата для водонагревателя.
  • Эффективность пиролизных котлов. На сегодняшний день самые эффективные котлы — те, в которых горение происходит сверху вниз. Конечно, это накладывает определённые сложности, например, в таких котлах приходится делать принудительную тягу, ведь вторая камера дожига пиролизного газа находится под колосником. Если проще: топливо рассыпается в продукта отходов процесса горения — в золу. При этом образовывается газ, который также дожигается. В результате: максимальное выделения тепла, практически с безотходным процессом горения. Плюс, золу можно использовать как удобрение.

Принцип работы пиролизного котла устроен таким образом, что помимо максимально эффективного сгорания топлива, мы имеем и минимальные отходы процесса горения. Основной минус — это цена пиролизных котлов, но положительных моментов, на самом деле очень много:

  • Минимум отходов и минимальная чистка топки, в сравнении с другими твердотопливными котлами.
  • Долгое время автономной работы без дозагрузок, благодаря экономичной подаче воздуха.
  • Автоматизация процесса горения. Котёл сам регулирует когда увеличивать горение и когда уменьшать.
  • Твёрдое топливо больших размеров подходит для таких котлов, так как в любом случае дожигание топлива проходит практически полностью.

Автоматика и механика твердотопливных котлов.

Несмотря на все уровни контроля за процессами горения и безопасности эксплуатации в целом, твердотопливные котлы практически не содержат сложных автоматических устройств. Именно благодаря тому, что чаще всего температура регулируется механикой, в котлах практически нечему ломаться. Кроме того сама конструкция котлов является простой и надёжной. Потому и монтаж твердотопливного котла своими руками выполнить реально, но лучше обратиться к специалистам. Даже сделать котельную своими руками можно, но зачем лишние проблемы, если можно всё доверить профессионалам?

tverdo-kotel.com


Смотрите также