Пиролизный котел устройство принцип работы. Пиролизные котлы — рациональный подход к проблеме отопления и утилизации отходов

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.

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.

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.

Топливо для 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.

Достоинства пиролизных котлов

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.

Пиролизный котел своими руками

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.

Секреты разработки пиролизного котла

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.

Исходящий из дымохода твердотопливного котла дым служит показателем сгорания топлива.

Дым содержит печной газ, который можно превратить в тепловую энергию, повысив КПД котла.

В настоящее время разработаны , способные вырабатывать и одновременно сжигать печной газ при горении твердого топлива.

Устройство пиролизного котла. (Нажмите для увеличения)

Котел состоит из верхней и нижней камеры. Верхняя камера служит для загрузки топлива и первичного его сгорания. Нижняя камера служит для сбора газа, выделяемого из тлеющих дров.

Собранные газы сгорают, отдавая тепловую энергию теплообменнику котла. Процесс горения автоматически регулируется принудительным нагнетанием воздуха. За эту работу отвечает подключенный к автоматике вентилятор.

Основным видом топлива являются дрова. Их загружают через верхнюю дверку камеры сгорания.

Перед розжигом заслонку дымохода открывают и подают вентилятором первичный поток воздуха для быстрого возгорания.
После обильного воспламенения заслонку с загрузочной дверкой закрывают. Поступление воздуха идет малыми объемами, что создает тление дров. Процесс происходит при температуре от 200оС до 800оС, создавая пиролиз (разложение древесины на уголь и газ).
Образовавшиеся газы через форсунку направляются во вторую камеру. Сюда же по каналу вторичной подачи поступает прогретый воздух. Смесь сгорает в трубчатых горелках при температуре 1100оС.
Проходя по дымовым каналам, сгоревший газ нагревает воду в теплообменнике и уходит через дымоход.

Для новой загрузки дров открывают заднюю заслонку и только после полного загорания в топке открывают загрузочную дверцу. Топку загружают новой порцией дров и дают им воспламениться. Дверку с заслонкой закрывают для дальнейшего горения.

Полная автоматизация агрегата позволяет его загружать топливом два раза в сутки. По заданной температуре контролер управляет работой циркуляционного насоса и вентилятора.

Набрав необходимую температуру в теплообменнике, контролер отключает подающий воздух вентилятор. После остывания воды подача воздуха возобновляется.

Обратите внимание: открытие загрузочной дверцы котла, оборудованного только вентилятором нагнетания воздуха, раньше дросселя дымохода может вызвать резкое воспламенение собравшихся в камере газов. Так можно делать только в котлах, оборудованных дымососом. Он создает в топке разрежение, препятствующее опасному возгоранию газов.

Существующие виды

Двухконтурный пиролизный котел

Различают два вида котлов:

одноконтурный агрегат состоит из двух камер сгорания, разделенные огнеупорной перегородкой;
двухконтурный агрегат имеет аналогичное устройство, но с добавлением второго контура. Он нагревает воду для горячего водоснабжения.

Еще одно различие котлов заключается в материале теплообменника:

Чугунный теплообменник рассчитан на 20 лет работы, но боится быстрых перепадов температуры в топке. В этих условиях чугун потихоньку разрушается.
Стальной теплообменник прослужит не боле 13 лет из-за неустойчивости к коррозии. Но он не боится резких скачков температур.

Полезная информация: контур для горячего водоснабжения способен подогреть небольшое количество воды за короткое время.

Плюсы и минусы агрегатов

К плюсам пиролизной конструкции можно отнести:

после полного сгорания дров остается мало сажи на зольнике и газоходах;
автоматизированное управление;
замедленное горение позволяет работать до 7 часов на одной загрузке дров;
котлы с верхней камерой сгорания газа могут работать на одной загрузке около суток;
возможность загрузки цельных дров (кругляка);
для топлива подходят все древесные отходы;
малый выброс дыма в атмосферу.

Есть, конечно, у этих агрегатов и минусы:

они зависимы от электроэнергии. Для бесперебойной работы понадобится установка блока питания ББП;
древесина с влажностью более 20% уменьшает КПД агрегата;
малые загрузки создают отложение дегтя в газоходах;
появление конденсата создает коррозию металла, поэтому обратную температуру воды нельзя опускать ниже 60оС;
невозможно обеспечить автоматическую загрузку дров;
высокая стоимость в отличие от обычных твердотопливных конструкций;
обязательная выкладка футеровки из шамотного кирпича. Она защищает стенки камеры сгорания от перегрева и удерживает температуру, предупреждая образование конденсата.

Нюансы установки

Котел устанавливают в нежилом помещении, придерживаясь правил:

Агрегат устанавливают на прочном индивидуальном фундаменте.
Перед загрузочными дверцами укладывают листовой металл. На расстоянии 300 мм от корпуса котла не должны находиться стены и предметы мебели.
Комната с котлом оборудуется вентиляцией с площадью сечения не менее 100 см2.
Избежать образования конденсата в дымоходе поможет утепление фольгированной стекловатой.

Все остальные действия по сбору и настройке котла выполняют согласно инструкции завода-изготовителя.

Распространенные проблемы

В заводских и самодельных агрегатах периодически возникают следующие проблемы:

Образование большого количества смолы, вытекающей из котла, возможно из-за малого сечения дымохода либо накоплением сажи. Обильное смолообразование возможно из-за низкой температуры в первой камере сгорания. Смолы хвойных пород деревьев не сгорают и вытекают наружу.
Нарушение герметичности дверок нарушит процесс горения, и дым пойдет в помещение.
Объем теплообменника надо подбирать по отапливаемой площади. Очень большой теплообменник для маленькой площади будет создавать конденсат внутри котла из-за постоянного не нагревания воды до нужной температуры. Это вызовет образование в газоходах мокрой «каши» из отходов сгорания.

Экономия и экологическая безопасность пиролизных котлов с каждым годом повышает их популярность. Правильная техническая эксплуатация агрегата обеспечит дом экономичным теплом на долгие годы.

Смотрите видео, в котором наглядно показан принцип работы пиролизного котла на примере конкретной модели:

В поисках способа отопления загородных коттеджей, коммерческих построек и промышленных объектов, которые находятся в отдалении от магистральных линий тепло- и газоснабжения, владельцы рассматривают десятки возможных вариантов.

Из всех существующих сегодня альтернатив твердотопливного обогрева пиролизные или газогенераторные котлы представляют наибольший интерес. Благодаря удобству в практической эксплуатации и высокому КПД газогенераторные модели зарекомендовали себя как надежный элемент отопительной системы.

Где применяются газогенераторые котлы

Применение пиролизных агрегатов одновременно решает несколько существенных задач:

горячее водоснабжение и обогрев,
утилизация отходов производства и ТБО.

Использование газогенераторных устройств получило широкое распространение как в бытовой, так и в промышленной сфере. Пиролизные котлы незаменимы на деревообрабатывающих предприятиях, лесохозяйственных базах и в строительных центрах.

Современные установки способны перерабатывать любые категории отходов, в частности следующие:

все виды пластика;
макулатуру;
металл;
стекло;
органику (такую, как подсолнечная лузга, древесная щепа, ореховая скорлупа и т. д).

Особенность пиролизных аппаратов заключается в том, что помимо сгорания в них топлива также сжигаются и газообразные вещества, образующиеся под воздействием высокой температуры в бескислородной среде.

Это значительно повышает энергоэффективность газогенераторной установки и минимизирует выброс продуктов горения в атмосферу. Теплоотдача достигает наивысшей степени в случае сгорания топлива, для которого характерен большой объем выделения газов.

Разновидности пиролизных котлов

В зависимости от варианта расположения отсека дожигания твердотопливные агрегаты газогенераторного типа подразделяются на модели с верхней и нижней камерой. У каждой из этих модификаций есть свои конструктивные особенности, влияющие на производительность и уровень комфорта при использовании.

Нижняя камера дожига

Наиболее востребованными являются приборы с нижней камерой дожига, поскольку закладывать топливо в них гораздо удобнее. Выход отработанных газов осуществляется через дымовую трубу, находящуюся снизу. Такое конструкторское решение не требует наличия вспомогательных устройств и обеспечивает естественный отвод летучих веществ. Тем не менее подобное оборудование не лишено определенных недостатков.

Газогенераторный котел с нижней камерой дожигания нуждаются в более частом обслуживании. Связано это с тем, что зола из первичного отсека постоянно осыпается в пиролизное отделение топки, что требует регулярного проведения очистительных процедур.

Верхняя камера дожига

Системы с верхним расположением газогенераторной камеры менее распространены по сравнению с предыдущей моделью. Несмотря на то что твердотопливные данного типа практичнее в эксплуатации, их монтаж влечет за собой весомые издержки. Изготовление дымового тракта для таких аппаратов предусматривает большой расход материалов.

Основное преимущество устройств с нижним отсеком дожигания заключено в том, что летучие вещества направляются через форсунки в газогенераторную камеру, откуда после сгорания поступают в дымоход с последующим охлаждением и выводом наружу. Процесс не сопровождается сбросом золы в пиролизный отдел котла, что позволяет производить чистку оборудования намного реже.

Классификация по принципу дожигания

Твердотопливные аппараты, функционирующие согласно принципу дожигания выделяемых газов, можно разделить на две категории: безнаддувные энергонезависимые и дутьевые электрозависимые.

Безнадувные

Первая разновидность не оснащается замысловатой электроникой и вентиляторами. Рабочий процесс осуществляется без наддува. Основное топливо горит в отсеке газификации. Выделившийся пиролизный газ, поднявшись за счет естественной тяги, комбинируется с вторичными воздушными массами. Изменение объема поступающего первичного воздуха обеспечивает возможность контроля мощности котла посредством механического тягорегулятора. Средняя температура в отсеке дожигания составляет 700 °С.

Внутренним стенкам агрегата не требуется обмуровка, т. к. они выполняют роль теплообменника. Работа энергонезависимых пиролизных аппаратов может осуществляться в режимах поддержания и набора мощности. Такие устройства должны быть оборудованы высоким дымовым трактом для лучшей циркуляции воздуха и создания необходимой тяги.

Эти конструкции используется крайне редко.

Дутьевые

Дутьевые энергозависимые котлы имеют обмурованную шамотным камнем камеру дожигания, температура в которой достигает 1200 °С. Данные агрегаты оборудуются турбинами и дымососами, управление которыми полностью автоматизировано.

Специальный программатор позволяет выбрать оптимальный режим отопления. Пиролизный газ выдувается в дожигательный отсек через специальную форсунку и горит почти белым пламенем. За счет высокого температурного режима сгоранию подвергаются практически все химические соединения в составе топлива.

Дутьевые энергозависимые аппараты способны функционировать в динамическом режиме набора мощности и в состоянии сброса теплоотдачи (дутье включено / выключено). Для таких устройств характерно длительное время эффективного горения после одной закладки топливных ресурсов.

Различия по материалам корпуса

Пиролизные котлы также различаются по корпусу, который может быть изготовлен из стали или чугуна.

Чаще всего твердотопливные аппараты представлены в стальном исполнении. Они нагреваются гораздо быстрее, но так же стремительно и остывают после окончания процесса горения. Как правило, толщина листов стального корпуса составляет не менее 5 мм.

Чугунным котлам присуща более высокая стойкость к коррозии, смолам и кислотам по сравнению со стальными аналогами. Такие агрегаты могут производить эффективную работу с 50 %-й мощностью в периоды межсезонья. Котлам с чугунным корпусом свойственна хорошая теплоотдача, в связи с чем их КПД на порядок выше, в отличие от приборов из стали.

С теоретической точки зрения для пиролизных систем допустимо использование любых разновидностей органического топлива:

дрова и древесные отходы;
бурый и черный уголь;
пеллеты;
кокс.

Дрова являются самым бюджетным вариантом горючего. на дровах имеют размеры зависящие от параметров топки. Для пиролизных котлов лучше всего подходят поленья длиной около 400 мм и диаметром до 200 мм. В качестве дополнения к ним идеальны мелкофракционные древесные гранулы, а также . Они должны составлять не более одной трети от общей топливной массы. Для стабильной работы пиролизного устройства необходимо, чтобы доля влажности топлива не превышала 20%. В противном случае процесс будет сопровождаться обильным образованием пара, что повлечет за собой снижение тепловых показателей и поспособствует формированию копоти.

Принцип работы пиролизного котла

Функционал газогенераторного прибора основан на процессе сухой перегонки топлива, суть которого заключается в разложении исходного сырья на два компонента - твердую фракцию и летучую часть. При температуре 400–1 200 °С происходит экзотермическая реакция, т. е. выделяется тепло, и топливо начинает подсушиваться за счет прогревания воздуха, поступающего в зону горения. Реторта выступает в качестве сосуда, в котором осуществляется пиролиз. Это замкнутое пространство с предельно низким содержанием кислорода. Она оборудована патрубком, который отвечает за вывод конденсирующихся и сгорающих продуктов.

Благодаря активному взаимодействию пиролизного газа с углеродом в составе выделяемых веществ практически отсутствуют канцерогенные примеси - в основном они представляют собой объединение углекислого газа и водяного пара.

Конструктивные особенности

Основа твердотопливного аппарата - цельносварная конструкция, состоящая из пары герметичных отсеков:

сгорания;
загрузки.

Обшивка представляет собой металлический лист с термостойким покрытием в сочетании с негорючей базальтовой прослойкой, которая выступает в качестве теплоизолятора. Специальные колосники выполняют разделительную функцию между камерами.

В верхней части топки расположен топливный бункер, представляющий собой автономную конструкцию. Именно здесь пиролизуются топливные ресурсы в условиях дефицита кислорода и при высокой температуре. В нижней части находится камера сгорания, которая одновременно выполняет роль зольника. Находящееся на колоснике топливо препятствует отводу тепла из отсека, расположенного сверху. Во всех моделях котлов предусмотрено наличие терморегулятора, позволяющего выбрать желаемую температуру обогрева. В числе главных деталей, составляющих конструкцию пиролизного котла находятся следующие:

Патрубок подачи воды.
Дроссель дымохода.
Боров.
Загрузочная дверка.
Вентилятор.
Водный теплообменник.
Форсунка.
Нижняя дверка.
Канал подачи вторичного воздуха.
Датчик давления.

Усовершенствованные агрегаты могут быть оснащены сервомоторами - устройствами для контроля подачи воздуха.

Преимущества

Первостепенное достоинство пиролизных котлов - это практически безотходное производство. Весь процесс обслуживания устройства сводится к загрузке топливных ресурсов по мере необходимости. Во время горения пепел образуется в маленьких количествах, а сажа отсутствует вовсе, что свидетельствует о рациональном расходе топлива. Теплоноситель нагревается за счет дожига летучих газов, в связи с чем интервал закладки дров или угля приближен к минимуму. Благодаря полуавтоматическому управлению можно уменьшать или увеличивать воздушный поток, а также регулировать мощность аппарата в пределах от 30 до 100%.

В отношении экологичности твердотопливные пиролизные котлы опережают всех конкурентов. Выделяемые в процессе работы газы содержат низкий уровень вредных веществ.

Принцип действия газогенераторной установки позволяет в некоторых случаях утилизировать полимерные и резиновые отходы без нанесения ущерба окружающей среде.

Если в вашем доме нет возможности подвести газ, то газогенераторный котел однозначно стоит устанавливать. И хотя отзывы можно услышать самые противоречивые, он экономичнее, чем обыкновенный котел на дровах.

Единственное условие — это сухие дрова, если нет возможности купить пеллеты. Цена газогенераторного агрегата сопоставима со стоимостью обыкновенного твердотопливного котла. В настоящее время есть большой выбор и возможно купить любую модель, которая вас устроит.

Проанализировав технические характеристики и особенности функционала пиролизных котлов, можно сделать вывод о том, что это наиболее практичная разновидность твердотопливного оборудования, позволяющая обрести энергетическую независимость как в отдельно взятом жилом пространстве, так и на крупномасштабном предприятии.

Принцип работы пиролизного котла можно посмотреть на видео:

Одноклассники

1 Комментарий

Пиролизные котлы это действительно находка и нововведение в системе отопления. Это симбиоз переработки бытовых отходов и отопления жилых помещений и офисов на самом высшем уровне. С их помощью можно как беречь природу, так и отапливать помещение.
Благодаря высокой энергоотдаче они очень эффективны и не имеют аналогов на рынке обогревательных технологий.

В последние 50 лет твердое топливо все более уступало свои позиции газу и жидкому горючему. Ведь его сжигание наименее эффективно. Слишком много энергии тратится на разрывание связей меж молекулами в твердом теле. Но забывать о таком топливе пока рано. Сравнительно недавно появившиеся пиролизные котлы значительно увеличивают эффективность его сжигания.

В этой статье я расскажу вам, что представляют собой эти отопительные приборы, опишу особенности их работы и эксплуатации.

Конструкция и работа агрегата

Еще сотни лет назад люди стали понимать, что выжигать дрова – это не лучший метод освобождения заключенной в дереве солнечной энергии.

Что представляет собой пиролиз

Как выяснилось, значительно более эффективно сжигать древесный уголь. Чтобы получить его, люди начали использоваться костры угольщиков. Так появилась технология пиролиза.

Суть ее состоит в распаде сложных органических веществ (дерева, угля, нефти) под воздействием высокой температуры. Разлагаются они на простые газообразные, жидкие и твердые вещества. Чтобы термическое распадение не было обыкновенным сжиганием, к топливу искусственно ограничивается доступ воздушного кислорода.

В старину для этой цели использовались угольные ямы. Данный метод имел один значительный минус. Высвобождаемая при выжигании угля из древесины (этап первичного горения) тепловая энергия тратилась впустую.

Использовать же полностью пиролизную энергию могут специальные твердотопливные котлы.

Как устроен агрегат

Пиролизные котлы являются разновидностью твердотопливных, обычно, водогрейных отопительных приборов. В них топливо и выделяемые им газообразные вещества прогорают отдельно друг от друга.

Синонимом термина служит название газогенератор (газогенераторный котел).

Практически пиролиз (распад и некоторая газификация под воздействием нагрева) возникает при любом методе выжигания органического твердого горючего.

В газогенераторных котлах топка делится на два отсека. Их разделяет колосник, на котором размещается топливо.

В первом из них (камера загрузки, она же газифицирующая камера) при ограниченном поступлении кислорода медленно прогорает, фактически тлеет, топливо.

Выделяемые при этом летучие вещества сжигаются во втором отсеке (камера сгорания). В него одновременно поступает поток вторичного воздуха (метод двойного дутья). Нижняя часть камеры сгорания представляет собой форсунку из жаростойкой шамотной керамики.
Отведение тепла из газифицирующей камеры минимизируется. Выводу тепловой энергии из верхней части топки препятствует расположенное на колоснике горючее. Через него от верха и вниз идет слабый ток первичного воздуха.

Чтобы понять, что такое пиролизный котел, надо учесть его характерную черту. Она отличает его от прочих отопительных котлов — это верхнее дутье. Топки у подобных агрегатов обладают увеличенным аэродинамическим сопротивлением. Из-за этого тяга в них, обычно бывает принудительной.
Нередко по производственным соображениям она создается при помощи дымососа, а не вентилятора. Наличие последнего характерно для маленьких котлов.

Итак, пиролизный котел — что это такое, по сути?

Он представляет собой двухкамерное отопительное устройство. В его верхней топочной камере при режиме температур от +200 до +800˚ идет экзотермический процесс пиролиза дерева.

В итоге оно разлагается на фракции древесного угля и пиролизного газа. Последний состоит из СО (угарный газ) и незначительной примеси СО2 (углекислый газ), водорода, азота и пр.
Смесь воздуха и горючего газа поступает в нижнюю камеру. Где прогорая при режиме температур +1100-1200˚, выделяет значительный объем тепловой энергии. Она и применяется для отопления.

Из этого следует вывод, что принцип работы газогенератора такой. Он для получения тепла практически выжигает не дрова, а газ. Этим гарантируется высокий уровень КПД агрегата — 85-90 процентов.

Прогорание газа легче контролировать. Это дает возможность автоматизировать управление котлом.

Схема и продолжительность работы газогенераторов на одной закладке топлива зависима от следующего:

температуры воздуха в помещении и на улице;
наличия и качественности теплоизоляции здания;
вида топлива и его качества;
грамотности проекта системы отопления.

Однако работает газогенератор при равных условиях, в сравнении с обычными котлами на твердом топливе, всегда значительно эффективнее.

Эксплуатация котла

Твердое топливо укладывается своими руками сквозь загрузочное окошко на толстую жаропрочную решетку – колосник. Он обеспечивающий ток первичного воздуха к горючему.
Далее нужно поджечь топливо, закрыть дверку и включить дымосос. После этого нужно выждать, пока огонь не охватит все топливо. Этот этап называется выходом агрегата на рабочий режим.

Когда агрегат на него выйдет, автоматически к топке ограничивается поступление первичного воздуха. В итоге горение почти прекращается. Тлеть продолжает лишь часть горючего. Генерируемой им тепловой энергии достаточно для распада оставшегося топлива и выделения пиролизных газов.
Полученные летучие вещества – это большей частью углеводород, немного водорода, угарного газа и азота из первичного воздуха. Они принудительно гонятся дымососом под колосниковую решетку, в камеру сгорания.
Там к летучим веществам добавляется вторичный воздух. От контакта с его кислородом пиролизный газ загорается и выделяет большой объем тепловой энергии. При этом немного тепла поступает обратно к нижнему слою топлива и поддерживает процесс пиролиза.
Полученная тепловая энергия служит для нагревания теплоносителя – воздуха или воды.

Какое топливо может применяться в газогенераторе

На фото — виды твердого топлива, на котором может работать газогенератор.

Газогенераторы наиболее эффективны при работе на топливе с большим выходом горючих газов:

на дровах, древесных опилках и отходах, топливных брикетах (древесных и торфяных) и пеллетных гранулах;
на буром каменном угле;

некоторые из моделей способны работать на коксующем или черном каменном угле (классов «Орех-1» либо «Камень»).

Влажность топлива для пиролизных приборов имеет определяющее значение. Для древесины она должна составлять не больше 25-30 процентов.

Это связано с тем, что водяные пары разбавляют горючие газы и препятствуют горению. Работая на влажном топливе, котел резко теряет мощность, а нередко и вовсе потухает.

Пиролизный котел на дровах наиболее эффективен при работе на сухих поленьях, имеющих длину 40-65 сантиметров и влажность около 20 процентов. Они обеспечивают максимум мощности агрегата и увеличивают срок его эксплуатации.

Пиролизное топливо, исходя из его вида, имеет разные периоды полного прогорания. Ниже я привожу таблицу с этими сроками.

Некоторые владельцы недвижимости, собираясь ставить газогенератор, не хотят сооружать дровяной сарай либо тратить время на просушку дров, взятых из открытой поленницы. В этом случае я вам рекомендую приобрести пиролизный отопительный котел на .

Так выглядят топливные гранулы — пеллеты.

Такие твердотопливные отопительные приборы работают на горючих гранулах, которые и называются пеллетами.

Они изготавливаются из перемолотых и спрессованных:

отходов деревообработки – опилок, стружки, сучков, коры;
отходов маслобойного производства (например, подсолнечной лузги);
торфа;
сушеного навоза (кизяка).

Преимущества горючих гранул, в качестве твердого топлива, таковы:

Пеллеты удобней складировать и хранить, нежели поленницы дров.
Такое топливо полностью готово к использованию, его не нужно сушить и колоть.
Под пиролиз гранул будет достаточно маленькой загрузочной камеры.
Стандартизированный размер пеллетного топлива дает возможность автоматизировать его подачу и закладку в котел.

Все преимущества и недостатки газогенератора

Конкурентом газогенераторных агрегатов являются обычные твердотопливные отопительные приборы с нижним типом дутья и единой топливной камерой. Хочу вас предупредить, что некоторые современные модели традиционных котлов также имеют возможность подавать в факел вторичный воздух.

Как правило, газогенераторы нагружаются на 50-100 процентов. При таком режиме работы пиролизные твердотопливные агрегаты сохраняют уровень КПД на планке в 85-90 процентов. При загрузке в 30 процентов работать они могут, однако производители котлов не рекомендуют такой режим.

Явные достоинства газогенераторных котлов

Управляемое принудительным дутьем первичного воздуха горение дает возможность агрегату работать на одной закладке долгое время. Оно может составлять до 12 часов. При этом появляется возможность автоматически регулировать параметры.

Для сравнения: обыкновенные котлы на дровах работают на одной загрузке около 3-4 часов. У приборов верхнего горения параметр варьируется от 30 часов на дровах и до недели на черном каменном угле.

Полное прогорание заложенного топлива. Это гарантирует экономичность отопительного прибора. Также требуется реже очистка газоходов и зольника.
Двухступенчатый метод сжигания топлива дает возможность уменьшить излишек воздуха в отходящих газах. Это тоже увеличивает экономичность.
Горение летучих веществ легко воспринимает регулирование и управление. Это дает возможность автоматизации работы пиролизного прибора. Практически так же, как и функционирования жидкотопливных и газовых аналогов.

Все вы знаете, насколько едким и дурно пахнущим может быть дым от сжигания органики. Однако сами продукты прогорания любых органических веществ совершенно безвредны. Это обыкновенная вода и углекислый газ.

Опасна же не до конца сгоревшая органика. Она выделяет разные токсичные (например, угарный газ) и плохо пахнущие летучие вещества, уходящие в воздух с дымом.

Благодаря полному прогоранию топлива, выброс газогенераторами органических отходов в воздух сведен к минимуму. Это уменьшение происходит еще и вследствие высокой температуры в загрузочной камере, которая подавляет угарный газ.

Использование пиролизных агрегатов побуждает отказываться от невысушенного топлива. Это увеличивает эффективность хозяйственной деятельности.
Инструкция по применению не исключает возможности сжигать крупные, в том числе и не колотые, дрова. Благодаря этому возрастает экономичность газогенератора. В сравнении с обычными твердотопливными котлами — на 5-8 процентов.

Газогенератор можно совместить с для косвенного нагревания. Это дает возможность применять его как для отопления, так и для системы горячего водоснабжения.
Пеллетная разновидность пиролизного котла компактна и не отнимает много места в доме. Она не нуждается в трудоемких процедурах запуска и использования, потому как имеет высокий уровень автоматизации.

Существующие недостатки

Высокая цена, она почти в два раза больше, чем у традиционных твердотопливных приборов.

Зависимость от электроснабжения. Без дымососа или дутьевого вентилятора газогенератор работать не будет.
Высокие требования к влажности горючего.
У некоторых моделей агрегатов возникают изменения производительности. Они происходят в ходе поначалу возрастающего, затем уменьшающегося выхода горючих газов в процессе пиролиза топлива. Уменьшение мощности может составлять до 40 процентов.
На неполных (менее 50 процентов) закладках горение не отличается стабильностью. Также повышается отложение дегтя в дымоходе.
Температура обратного теплоносителя не должна составлять менее +60˚. Это условие выполняется, чтобы пресечь оседание конденсата в газоходе и коррозии металла. Данную проблему легко разрешить, подмешивая к обратной воде прямую.

Дровяные пиролизные котлы лишены возможности автоматической загрузки топлива. Паленья для этого слишком крупные. Однако пеллетные аналоги этого недостатка лишены. Подачу гранулированного топлива в них можно автоматизировать.

Вывод

Как вы поняли из статьи, пиролизные котлы являются современным и высокоэффективным видом твердотопливных агрегатов. Они имеют очень высокий КПД и позволят вам экономно расходовать топливо.

Просмотрите видео в этой статье, оно расскажет о газогенераторах более наглядно. Если у вас возникли вопросы, задавайте их в комментариях.