Пиролизные котлы: принцип работы и преимущества

Устройство и принцип работы пиролизного котла.

Пеллетный твердотопливный котел

Пеллетный котел, как следует из названия, требует для своей работы особое топливо – пеллеты. Сгорают они с помощью особой пеллетной горелки, куда попадают посредством специального шнекового механизма. Основным преимуществом пеллетного котла является возможность функционирования без обслуживания в течении длительного времени.

В зависимости от ёмкости бункера, печь будет поддерживать температуру неделю, а то и дольше. По сравнению с обычными котлами, требующими ежедневного обслуживания, это достаточно удобно. Пеллетные твердотопливные котлы, не смотря на сложную систему автоматики, считаются вполне надежными и не требующими постоянного ремонта. Однако автоматический процесс загрузки топлива имеет определенные недостатки.

К примеру, плановое техническое обслуживание котла провести самостоятельно невозможно, для этого придется обращаться в службу сервиса. Кроме того, при покупке такого твердотопливного котла следует учитывать еще стоимость самих пеллетов. Для изготовления гранул могут применяться различные виды древесных остатков и иных материалов, что влияет на цену и качество. Купить пеллеты сейчас не составляет никаких проблем, выбор большой, однако лучше предпочитать надежных производителей и не экономить на качестве.

Стоит учесть, что пеллеты, изготовленные из хвойных пород древесины, использовать нежелательно т.к. это чревато смолистыми отложениями на шнековом транспортере и стенках камеры сгорания.

Достоинства и недостатки твердотопливного котла

Теперь чтобы скачать приложение от 1xBet на свой Андроид телефон достаточно перейти по ссылке и скачать APK файл. Больше нет необходимости искать официальный сайт букмекерской конторы.

Специалисты отмечают ряд несомненных преимуществ:

На заметку! Если встроить в сеть накопитель для горячей воды, котел на дровах потребует меньше топлива. Буферная емкость или теплоаккумулятор сохранит запас горячего теплоносителя для прогрева дома при отключенном котле.

Недостатков немного, но они есть:

Минус в малой эффективности источников энергии. В сравнении с газом дрова требуют больше времени для отдачи тепла. Все недостатки не столь значительны, их перекрывает весомое достоинство – дровяной агрегат работает в любых условиях.

Принцип работы

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

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

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

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

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

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

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

Совет! Во время работы пиролизного котла необходимо следить, чтобы температура воды в обратной трубе составляла не менее 50-60 °С. В противном случае образующийся конденсат приведет к быстрой коррозии стального оборудования и выходу его из строя.

Пиролизные твердотопливные котлы длительного горения

Все объясняется довольно просто. Сначала разберемся, что такое пиролиз, и какое отношение он имеет к котлам.

Итак! Под пиролизом понимают процесс разложения вещества под действием значительных температур без кислорода.

На этом принципе и основана работа твердотопливных пиролизных котлов длительного горения.

Принцип работы и устройство пиролизного твердотопливного котла

Твердотопливные котлы пиролизного горения, состоят, как правило, из двух отсеков. В первый укладывается топливо и поджигается — начинается процесс горения, в результате которого температура в отсеке поднимается до 600-800 градусов.

Затем к топливу ограничивают, или практически прекращают подачу кислорода, что приводит к замедлению процесса горения. Начинается, так называемый, процесс тления. В результате под воздействием высоких температур топливо разлагается на древесный уголь и газ.

И вот здесь выделяющийся газ попадает во  второй отсек, где, смешиваясь с подогретым воздухом —  сгорает. В результате сжигания топлива мы получили дополнительную его разновидность, в виде выделившегося газа. Произошла,  своего рода,  газогенерация. Поэтому пиролизные котлы еще называют — газогенераторными.

Из этого видно, что  пиролизные твердотопливные котлы, работая по такому принципу, выделяют гораздо больше тепла! Это позволяет значительно экономить топливо и делает возможным увеличение продолжительности работы на одной закладке.

Возможные виды топлива для пиролизного котла длительного горения

Твердотопливные котлы пиролизного горения, также как и обычные, традиционные отопительные котлы  — «всеядные». Это значит, что в них может использоваться различное топливо. Какое же конкретно?

Ну, в частности:

  • дрова различных видов;
  • уголь;
  • торфяные брикеты;
  • отходы деревообрабатывающих производств: опилки, щепа, стружка и др.;
  • сельскохозяйственные отходы (шелуха, солома,  кукуруза и др.);
  • опилки.

Дрова, применяемые для отопления, должны  иметь влажность  в пределах 20-30%. Только тогда можно достичь  максимальной мощности котла, которая может доходить до 85%.

Уголь может быть как бурый, так  и каменный (в некоторых моделях). Однако у него меньше присутствует летучих веществ, чем у древесины.

Отходы деревообработки и сельского хозяйства, желательно, чтобы были   спрессованы в топливные брикеты.

Опилки можно сжигать вместе с  дровами, но засыпать их нужно не больше 30% от загруженного топлива. Так как минимальный размер загружаемого топлива, для эффективной работы котла, должен быть в пределах 7-10 см в поперечном сечении.

Поэтому, покупая котел, Вы должны точно знать, с  применение какого вида топлива у вас будет меньше всего затрат.

Основные преимущества твердотопливных котлов длительного горения

  1. Использование двух камер сгорания позволяет значительно увеличить коэффициент полезного действия.
  2. Возможность контролировать процесс горения.
  3. Пиролизные котлы дольше  горят! Это позволяет работать котлу до 12 часов на одной закладке топлива.
  4. После сгорания, тления топлива, почти не остается золы и сажи. И, как следствие, нужно реже проводить  чистку оборудования.

Выводы из всего сказанного

Пиролизные твердотопливные котлы — это новый вид отопительного оборудования. Но тем не менее они   все увереннее занимают лидирующее положение на рынке и пользуется все большей и большей признательностью людей.

Читайте также:  Как выбрать генератор для частного дома: пошаговый обзор

И если  пиролизные котлы длительного горения дороже традиционных твердотопливных, то это с лихвой окупается экономией топлива, используя самый дешевый его вид  —  дрова, или отходы древесины.

Это очень актуально сейчас, когда значительно и постоянно дорожает газ, уголь и электроэнергия.

В данном видео объясняется принцип работы пиролизного твердотопливного котла

Похожие записи по теме

  • Энергосберегающие обогреватели — обыкновенное чудо в нашем доме.
  • Масляные обогреватели — выбирай комфорт
  • Какой камин лучше выбрать для своего дома?
  • Устройство и принцип работы газовых котлов
  • Размеры радиаторов отопления

Принцип работы

  • Газогенераторные котлы оснащены программным устройством, функция которого – установить удобный режим отопления.
  • После получения заданных параметров осуществляется автоматическое управление работой турбины.
  • В отсек для загрузки твердого топлива подается определенный объем воздуха, обеспечивающий требуемый режим горения. Это позволяет поддерживать в системе нужную температуру.

Ключевым принципом эффективного функционирования пиролизных котлов является использование технологии генерирования газа за счет разложения древесины. Осуществляется это при воздействии на твердое топливо высокими температурами в диапазоне 200-800оС при условии ограниченной подачи воздуха. То есть получение основного потока тепловой энергии базируется не в загрузочной камере, где непосредственно происходит сжигание твердого топлива. Выделяемый в условиях нехватки кислорода пиролизный газ проходит через форсунки в камеру дожига, и, смешиваясь там с вторичным воздухом, сгорает при температуре 1100-1200оС. Его воспламенению способствует дымосос, создающий необходимую тягу. Этот процесс характеризуется выделением колоссального объема тепла. Участки котла, где скапливается небольшое количество отходов в виде золы и сажи, нуждаются в регулярной очистке.

Принцип работы

Продвижение пиролизного газа через теплообменник сопровождается передачей тепловой энергии теплоносителю, после чего он удаляется через дымоход. Это обеспечивает максимальное использование выделяемого тепла и продление процесса сгорания твердого топлива.

Важно! Для эффективной работы пиролизного котла применяется топливо, влажность которого не превышает 20%, в противном случае процесс газообразования невозможен.

Основные достоинства пиролизных котлов

Для котлов этого типа используется различное топливо. Чаще всего применяются дрова длиной до 400 мм и диметром до 200 мм или брикеты длиной 300 мм. Вместе с ними можно добавлять опилки и другие древесные материалы, однако объем этих добавок рекомендуется ограничить третью объема, иначе не гарантируется стабильная работа котла.

Топливо для пиролизного котла должно иметь влажность не выше 45%. Чем более сухое топливо применяется, тем большую мощность можно достигнуть и тем реже требуется чистка котла.

К примеру, сгорание 1 кг древесины с показателем влажности 20% позволяет получить 4 кВ энергии, а при аналогичном показателе влажности 50% энергия снизится до 2 кВт. Таким образом, увеличение влажности топлива может привести к значительному увеличению расхода топлива.

Твердотопливные котлы пиролизного типа обладают следующими достоинствами:

  • Большая эффективность, чем у многих установок, работающих на аналогичном топливе. Также пиролизные котлы отличаются удобством в эксплуатации.
  • Сгорание газа не приводит к образованию сажи, а количество образующейся золы минимально. Благодаря этому чистка котла требуется значительно реже.
  • Высокий КПД по сравнению с котлами обычного строения.
  • Длительное горение топлива. Это позволяет поместить топливо в камеру загрузки один раз для работы котла в течение суток.
  • Продукты сгорания характеризуются небольшим содержанием вредных веществ. В процессе пиролиза топливо окисляется полностью, что делает его более чистым. Отходящие газы практически полностью состоят из водяного пара и углекислоты.
  • Возможность регулировки мощности в широких пределах.
  • Утилизация отходов происходит без загрязнения окружающей среды.

Устройство и принцип работы пиролизного котла

Принцип работы пиролизного котла основывается на двух последовательных этапах, первый из которых схож с аналогичным процессом, применяемым в обычных печах.

То есть, топливо помещается в камеру сгорания, где поджигается при достаточном количестве кислорода. Дальше процессы разняться.

В пиролизном котле происходит следующее:

  • После того, как все топливо оказывается охвачено пламенем, доступ кислорода резко ограничивают.

  • Это приводит к тому, что гореть может только часть топлива, тогда как остальной объем просто разлагается под воздействием выделяемого тепла, что приводит к образованию смеси летучих органических веществ – пиролизного газа.

В пиролизных котлах существует вторая камера сгорания, куда и поступает этот газ – в большинстве моделей это делается принудительно, с целью повышения эффективности оборудования.

Здесь происходит встреча разогретых летучих веществ (температура газа выше 300 градусов Цельсия) с кислородом. Итог – газ вспыхивает и начинается процесс горения с интенсивным выделением тепловой энергии, которая уже используется по прямому назначению отопительного котла.

Виды топлива

Дрова

Один из самых эффективных видов топлива для пиролизных котлов – это дрова. У них очень высокий процент выхода летучих веществ, что и требуется для процесса пиролиза. Важно подбирать высушенную древесину, этот параметр сильно влияет на КПД.

Дровяной котел производит наименьшее количество вредных выбросов в атмосферу. Также на дровах продолжительность работы оборудования большая, по причине отсутствия в них серы, которая разрушительно действует на корпус аппарата. При приобретении важно подобрать подходящий размер брусков. Для этого рулеткой меряется глубина топки.

Уголь

Виды топлива

Уголь может сильно различаться по чистоте, а соответственно и теплоотдаче. Самый дорогой и эффективный бурый уголь. При тлении он вырабатывает наибольшее количество газа. На втором месте каменный уголь и на третьем антрацит. Работая на угле, котел износится быстрее из-за содержания в нем серы, которая приводит к коррозии.

Пеллеты

Пеллеты

Пеллеты – это гранулы, которые производят из измельченных отходов. Сырьем для них могут быть древесные опилки, торф, бумага, солома и так далее. Они экологичны, при их производстве не используются химические вещества. Современные пеллетные котлы оснащены системой автоматической загрузки топлива по мере потребности.

Советы по выбору пиролизного котла

Каждый производитель предлагает ряд моделей котлов в зависимости по мощности. Чтобы не ошибиться с выбором, нужно знать некоторые параметры. Вот несколько советов:

  • Необходимую мощность можно рассчитать исходя из площади помещения и степени утепленности. Примерно нужно брать 1 вКт на 10 м2, при этом набросить несколько кВт, учитывая еще и функции котла как бойлера. Так, если у вас площадь 80 м2, то подойдет вариант мощностью на 10 кВт, но если площадь 100 м2 и стены не утеплены, то 10 кВт будет мало;
  • Размеры топки важны, если вы будете топить дровами, чем она больше, тем большие размеры дров можно будет туда поместить;
  • Время горения без дозагрузки обычно указано с учетом топлива отменного качества, так что берите 2/3 от этих данных. Например, при заявлены 10 часах можно рассчитывать на 6;
  • Энергонезависимость очень важна для выбора котла на дачу или отдаленное от электричества место, кроме того, это еще и экономия электричества.

Пиролизный или обычный котел?

Главная отличительная особенность пиролизного твердотопливного котла от стандартного твердотопливника длительного горения – дожиг пиролизных газов. Это позволяет увеличить КПД на несколько пунктов. Так, если обычный котел на твердом топливе выдает 80%, то пиролизный — 85% и более. Хотя максимальные показатели можно получить лишь на топливо высокого качества, которое не всегда есть в наличии.

Особенно интересны пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром для системы отопления и нагрева воды на бытовые нужды. Некоторые из пиролизных котлов полностью автономны от государственных энергоносителей, то есть не зависят от подачи электричества. Многие модели разных производителей практически идентичны, поэтому выбор не так прост. Не редкость и самодельные пиролизные твердотопливные агрегаты, чертежи которых пестрят на просторах интернет.