Пиролизные котлы длительного горения: минусы и плюсы, принцип действия

Несмотря на появление новых способов отопления, жители и Западной Европы, и США, и СНГ, особенно те из них, кому недоступен по тем или иным причинам природный газ, продолжают отапливать дома самым доступным топливом — углем, торфом или дровами. Правда на смену старинным печкам пришли котлы традиционные и котлы пиролизные — современные и эффективные, оснащенные автоматическими системами управления. Они работают на доступном твердом топливе, которое сгорает практически без остатка, обеспечивают высокую мощность и КПД и способны до 24 часов работать на одной или двух загрузках, обеспечивают минимальные потери тепла.

Содержание

• Принцип работы, устройство пиролизного котла
• Топливо для пиролизного котла
• Особенности запуска и работы
• Как выбирать пиролизный котел
• Перечень достоинств и недостатков
• Видео о правилах эксплуатации пиролизных систем

Принцип работы, устройство пиролизного котла

Газогенераторные пиролизные котлы длительного горения — это домашние лаборатории, добывающие из дров газ, который в последствии используется для отопления. Пиролиз как физико-химический экзотермический процесс давно используется в различных отраслях промышленности. Суть его состоит в распаде сложных органических соединений (нефти, угля, древесины) в условиях высоких температур и ограниченного доступа кислорода на простые вещества — твердые, жидкие и газообразные.

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

Этапы работы пиролизного котла

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

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

Устройство и схема пиролизного котла

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

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

Топливо для пиролизного котла

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

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

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

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

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

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

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

Особенности запуска и работы

Запуская пиролизный котел твердотопливный, следует учитывать особенности, отличающие его от традиционных котлов, работающих на твердом топливе. Все понимают, что работа агрегата в режиме газогенератора благодаря двум камерам, оснащенным специальными задвижками-регуляторами — шиберами, но не все помнят, что в отличие от традиционных котлов загрузочный бункер пиролизного котла следует предварительно прогреть.

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

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

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

Как выбирать пиролизный котел

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

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

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

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

Перечень достоинств и недостатков

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

Итак, достоинства:

Просты в обслуживании и при отсутствии магистрального газоснабжения остаются оптимальным вариантом отопления.

Удобство загрузки: один раз в 10-15 часов, то есть по сравнению с традиционными котлами на твердом топливе в 2 раза реже.

Высокая экологичность: топливо сгорает практически полностью, дымовые газы почти не содержат токсичных продуктов горения, а в процессе работы газогенератора концентрация СО2в 3 раза ниже, чем соответствующий показатель обычного твердотопливного котла.

Незначительное количество золы в топке и внутри дымохода после завершения работы облегчает чистку и последующую заправку газогенератора.

Очень высокая скорость нагревания теплоносителя, воды или воздуха, до комфортной температуры 60°С.

Недостатки:

Высокая стоимость газогенераторных котлов: в 1,5-« раза дороже традиционных твердотопливных аналогов.

Все модели пиролизных отопительных аппаратов — одноконтурные агрегаты, не нагревающие воду для бытовых нужд.

Слишком требовательны к топливу: не работают на топливе повышенной влажности.

Не способны к работе в полном автоматическом режиме: загрузку топлива необходимо производить вручную.

Видео о правилах эксплуатации пиролизных систем

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