Пиролизные котлы длительного горения
При восстановлении или возведении небольшого домика в деревне многие нередко задумываются об альтернативном использовании печного отопления. Актуальным становится вопрос не только достижения максимального комфорта, но и рационального экономного расходования природных ресурсов. На сегодняшний день лучшей альтернативой твердотопливным являются пиролизные котлы длительного горения. Сразу встает вопрос, почему именно такое отопительное оборудование, и какое отношение имеет к котлам «пиролиз»?
Плюсы и минусы
Котлы на твердом топливе с пиролизным сжиганием иначе именуют газогенераторными. Основные преимущества подобных котлов заключаются в возможности управления мощностью работы и высоким КПД, который может достигать 85%.
Отличительная особенность твердотопливных котлов с пиролизным сжиганием состоит в том, что в них происходит сжигание не только дров, но и выделяющегося под влиянием высокой температуры древесного газа. При подобном сжигании остается совсем мало золы и практически отсутствует сажа. Пиролизное сжигание обеспечивает в бункере топки высокую температуру, в результате чего не просто выделяется древесный газ, но и происходит его дальнейшее прохождение через форсунку. Горит газ чистым красивым пламенем белого или желтоватого цвета.
К числу недостатков пиролизных котлов относятся их более высокая цена, в сравнении с традиционными твердотопливными котлами, а также необходимость наличия электрического питания. В качестве топлива для газогенераторных котлов можно применять любые виды древа, древесные брикеты и отходы древесины, влажность которых не превышает 20%.
Неоспоримым преимуществом пиролизных котлов является возможность работать на протяжении суток при единственной закладке топлива. Конечно, продолжительность работы при одной закладке определяется рядом факторов:
Температура воздуха снаружи Заданный уровень температуры в помещении Влажность топлива Степень утепления здания Соответствие строительным нормам отопительной системы
В любом случае пиролизные котлы являются гораздо более эффективными, нежели традиционные твердотопливные котлы. Сразу возникает вопрос, на чем основано подобное утверждение?
Прежде всего, при сжигании дров, особенно в случае их переувлажнения, не удается добиться высокой температуры, что вполне возможно при сжигании древесного газа. К тому же для горения газа требуется куда меньше вторичного воздуха, благодаря чему достигается более высокая температура и повышается эффективность горения топлива. Возможность автоматизации процесса сходна с автоматикой жидкотопливных и газовых котлов, благодаря чему гораздо проще управлять процессом горения пиролизного газа.
Как работает пиролизный котел
Принцип работы газогенераторного котла основан на сухой перегонке топлива (либо пиролизном сжигании), смысл которого состоит в том, что при дефиците кислорода в условиях воздействия высоких температур происходит расщепление сухой древесины с выделением летучей части. Именно эта летучая часть именуется пиролизным газом, а твердый остаток называют коксом или древесным углем.
Пиролиз древесины происходит в широком диапазоне температур от 200 до 800 градусов. Процесс носит экзотермический характер, то есть протекает с выделением тепла, в результате этого отмечается улучшение подсушивания топлива и его прогрева, а также выполняется нагрев воздуха, который попадает в зону действия горелки.
Тепловая энергия получается в результате горения выделившегося при высокой температуре пиролизного газа, который смешался с кислородом воздуха. Нужно отметить, что в процессе горения пиролизный газ контактирует с активным углеродом, благодаря чему на выходе из котла в дымовых газах практически отсутствуют вредные примеси.
В целом, можно сказать, что основной составляющей дымового газа на выходе являются водяной пар и углекислый газ. При этом выбросы в атмосферу углекислого газа в три раза меньше, чем при работе аналогичных котлов, работающих на угле либо дровах.
При пиролизном горении образуется минимум золы и сажи, что снижает расходы на эксплуатацию оборудования, которые связаны с более редкими чистками.
Кое-что о топливе
Для обеспечения длительной эксплуатации пиролизного котла и его работы с максимальной мощностью следует в качестве топлива использовать максимально высушенную древесину.
К примеру, 1 кг древесины с влажностью 15-25% обладает теплотой сгорания около 4 кВт/час, то же количество топлива с влажностью 25-40% — 3 кВт/час. Если влажность древесины перевалит за 50%, то 1 кг древесины будет иметь теплоту сгорания менее 2 кВт/час.
Очевидно, что количество выделяемой энергии во многом определяется влажностью древесины. Избыток влаги является причиной низкого нагрева, плохого горения, задымленности. Регулярное использование в качестве топлива «мокрых» дров в значительной степени снижает срок службы не только дымохода, но и самого котла. Мощность котла может быть снижена вдвое, в то же время величина расхода некачественного топлива может иметь аналогичный показатель только уже в сторону увеличения.
Схема работы пиролизного котла может быть упрощенно представлена следующим порядком действий:
Загрузка дров либо древесных отходов в предпоток Термическая возгонка топлива Подача генераторного газа в топку для сжигания Утилизация теплоты дымовых газов теплообменником Контроль подачи воздуха в предпоток, необходимый для пиролизного процесса Стоимость пиролизного котла
Из изложенного выше материала становится очевидным, что пиролизные котел – это современное и эффективное решение вопроса устройства отопительной системы. Несмотря на массу столь очевидных положительных моментов эксплуатации пиролизных котлов, все же многих останавливает их высокая цена.
Цена самого примитивного отечественного газогенераторного котла составляет более тысячи долларов, а стоимость импортных аналогов еще выше. Вот и получается, что главная задача конструкторов – сделать столь эффективное оборудование более доступным.
Можно сделать своими руками
Если нет средств на покупку пиролизного котла, то это еще не повод отказываться от подобного оборудования. Можно заказать изготовление котла специалистам, что может обойтись немного дешевле, а можно и самостоятельно попытаться изготовить подобный котел. Правда, для этого придется раздобыть чертежи, а в интернете, к сожалению, их не так уж и много.
Котел Blago
Изобретатель Благодаров Ю.П. весьма лестно отзывается о своем детище – котле Blago, приводя массу аргументов в пользу своего изобретения.
Пиролизные котлы Blago отличаются от своих стандартных аналогов следующими характеристиками:
Увеличенный размер загрузочной камеры Увеличенный размер дверного проема камеры Возможность работы как с дымососом, так и с естественной тягой Отсутствие шибера прямой тяги Отсутствие ручной регулировки Наличие пластинчатого газотрубчатого теплообменника Подогрев подаваемого в топочную камеру воздуха Удобство и простота чистки Более высокий КПД Для изготовления котла использована качественная сталь Футеровка выполнена с применением качественного шамота Отсутствие дыма при дозагрузке топлива Отличное соотношение цена – качество — технические параметры
Пиролизный котел Blago не только адаптирован к погодным условиям и запросам наших потребителей, но и может уверенно конкурировать с импортными аналогами, нередко превосходя их во многих технических, физических и экономических параметрах.
Вид готового котла Blago
Пиролизный котел Blago очень сходен со своим польским прототипом IRLEH, разница состоит лишь в улучшенном качестве дожига пиролизных газов, что реализовано посредством подачи подогретого воздуха.
Размер котла Blago для домов от 100 до 200 кв.м.
Благодаря совмещению растопочной задвижки вместе с загрузочной дверцей, а также устройству дополнительной распашной дверцы удалось в значительной мере повысить пожарную безопасность оборудования, что обусловлено невозможностью выхода пиролизных газов и их самовоспламенения вне пределов котла. Благодаря этому можно не волноваться о невнимательности оператора, даже если он не откроет растопочную камеру перед открытием загрузочной дверцы, все равно пиролизные газы не смогут попасть в помещение. Это обусловлено тем, что при открытой загрузочной дверце роль предохранителя сыграет распашная дверца, которая воспрепятствует распространению газа в помещение и направит их в сторону дымохода.
Система пожарной безопасности устройства сконструирована таким образом, чтобы предотвратить любую нештатную ситуацию, которая может возникнуть по вине оператора. В топочную камеру можно закладывать поленья от полуметра длиной, при этом продолжительность работы котла на одной закладке может достигать 10 часов.
Пиролизный котел «Теплолов»
Еще одним видом отопительных водогрейно-воздушных котлов являются котлы типа «Теплолов». Это довольно простые и надежные устройства, которые предназначены для организации теплоснабжения зданий разного назначения. В качестве топлива можно использовать отходы кусковой древесины, прессованные брикеты и деревянные поленья. При этом длина поленьев должна находиться в пределах 0,38-1,0 м, их диаметр должен быть не меньше 0,1 м и не больше 0,25 м.
Минимально допустимые размеры брикетов – 3/30 см. Мелкие отходы древесины, в том числе и опилки, можно сжигать вместе с поленьями, при этом их количество не должно превышать трети объема загрузочной камеры.
Большая загрузочная дверь и увеличенный объем камеры позволяют снизить затраты труда на колку дров. В качестве топлива можно использовать древесину, влажность которой не превышает 30%.
Тип устройства котлов «Теплолов», как и принцип сжигания топлива, имеет некоторые отличия от стандартных твердотопливных котлов. В основе работы оборудования лежит принцип термического разложения топлива. При течении процесса в загрузочной камере на фоне дефицита кислорода и высокой температуры происходит выделение пиролизного газа, сжигание и теплоотдача которого сходны с работой представленного выше пиролизного котла Blago. Коэффициент полезного действия и выбросы в атмосферу углекислого газа также близки к показателям работы котлов Blago.
Конструкция котла «Теплолов»
Котел «Теплолов» состоит из двух, расположенных друг над другом камер. В верхнюю камеру, представляющую собой топливный бункер, выполняется закладка топлива, здесь же происходит его горение с выделением приролизного газа.
Именно благодаря газификации в первой камере происходит подсушивание дров и подогрев воздуха, который затем направляется в камеру сгорания. В нижней камере происходит сжигание пиролизного газа, здесь же накапливается и зола. Камеры соединены между собой специальной газифицирующей форсункой. Регулировка мощности котла выполняется дозировкой наддува вторичного воздуха.
К положительным характеристикам пиролизных котлов «Теплолов» можно отнести довольно точную регулировку, что не часто реализуется в стандартных твердотопливных котлах. Чувствительный терморегулятор дает возможность точной установки температуры теплоносителя. Подогрев поступающего в зону горения воздуха делает работу котла более экономной, а пиролизное сжигание сводит к минимуму количество отходов и увеличивает срок работы оборудования. Мощность котла может достигать 40-50 кВт, а время работы на одной загрузке определяется качеством топлива и может достигать 12 часов.
В качестве теплоносителя можно использовать как воду (водяной теплый пол или традиционные навесные батареи), так и воздух. Последний вариант выглядит более перспективным, так как позволяет более быстро прогреть помещение. Еще одним положительным моментом можно считать отсутствие необходимости доставки теплоносителя и снижение затрат на обеспечение герметичности труб.
Утечка теплоносителя не принесет никаких убытков, работа системы может быть остановлена и возобновлена в любое время. Этот аспект является довольно актуальным для владельцев загородных домов и дач, где люди проживают не постоянно, ведь воздух в трубах не может замерзнуть, что нередко случается с водой, и разрушить отопительную систему.
Движение теплоносителя основано на естественной циркуляции – горячий воздух поднимается по трубам вверх, а приток холодного воздуха происходит самотеком.
Готовый котел «Теплолов» стоит около 1400 евро. При наличии чертежей, которые вы можете приобрести у создателей этих котлов и самостоятельном выполнении работ эту цифру можно уменьшить вдвое.
