1 Пиролизный котел: механизм работы

• Пиролизный котел: механизм работы
• Почему у пиролизного котла таковой высочайший КПД
• Механизм работы довольно обычной
• Достоинства и недочеты
• Схема работы
• Какие виды газогенерирующих котлов есть
• Систематизация
• Механизм работы пиролизных котлов долгого горения
• Достоинства и недочеты котлов на пиролизном газе

к меню ↑

1.1 Почему у пиролизного котла таковой высочайший КПД

В отличии от традиционных твердотопливных котлов тут происходить процесс “горения напротив”, другими словами тепло выделяет не процесс горения древесной породы, а горение выделяемого газа. Сейчас давайте разберемся подробнее.

Сам процесс пиролиза представляет из себя разложение органических соединений при высочайшей температуре (200…800°С) и ограниченном количестве кислорода. При всем этом выделяется газ и отработанный кокс.

Этот механизм работы употребляют и газогенераторные котлы, где, в качестве органического вещества служит древесная порода. Выработанный таким макаром газ сгорает при температуре до 1200°С и выделяет существенно больше термический энергии, ежели сами дрова из которых он получен. Таким макаром можно получить до 50% больше тепла. КПД таких котлов добивается 85…89%.

В качестве горючего может употребляться:

• дрова,
• разные пеллеты,
• щепа,
• топливные брикеты,
• кокс,
• уголь.

При всем этом содержание канцерогенных веществ в отработанных газах, выкидываемых наружу, малое, что принципиально для людей, заботящихся об экологии.

к меню ↑

1.2 Мало химии и физики

Увлекательны и физико-химические процессы, происходящие в пиролизных котлах. Механизм работы обычных агрегатов заключается в прямом сгорании, когда пламя играет прямо на поверхности дров. Тут же все происходит по-другому. Горение в основной топке происходит приблизительно при +400-500 градусах, что на порядок меньше, чем в обычных агрегатах. Отправляясь в камеру дожигания, продукты пиролиза сгорают при температуре до +1100—1200 градусов.

Наибольшая температура наблюдается на самом конце факела, малая температура – у его основания.

к меню ↑

1.8 Достоинства и недочеты

К плюсам таковой установки можно отнести:

• Самый высочайший КПД посреди всех твердотопливных котлов, он составляет 90–93%.
• Выделяется приблизительно в 3 раза меньше вредных веществ, что делает их более экологичными.
• Большой интервал меж загрузками горючего, порядка 12 часов для мягеньких пород древесной породы и 24 часа для брикетов, пеллет и жестких видов.
• Низкое количество смол в отработанных газах продлевает срок службы дымопроводов.

Недочеты:

• Нужно горючее низкой влажности. Идеальный вариант это 20%.
• Цена таких котлов выше всех других типов такового оборудования.
• Установка с принудительной тягой делает ее зависимой от электричества.

Как оказывает влияние влажность дров на эффективность

Древесная порода для пиролизных котлов должна быть просушена до 15-20% влажности. Таковой итог трудно получить при естественной сушке, потому можно считать это основным недочетом такового типа котлов.

Сырые дрова выделяют большее количество водяного пара, который перемешивается с газо-кислородной консистенцией и понижает ее энергоемкость. Пример такового понижение в цифрах:

• Сжигание 1 кг дров с влажностью 20% – мощность 4 кВт;
• Сжигание 1 кг дров с влажностью 50% – мощность 2 кВт.

Если перенести это на работу установки, выходит что сырые дрова наращивают 1 шаг работы (см. схему выше). Другими словами работать котел будет как традиционный больше времени, как пиролизный – меньше. Эффективность будет понижаться прямо пропорционально.

Значительные минусы котлов

Если вы посетите хоть какой интернет-магазин отопительных агрегатов и поинтересуетесь, сколько стоят пиролизные теплогенераторы, то сходу увидите их главный недочет. Не самый дорогой русский котел «Суворов М» К-20 (20 кВт) обойдется в 1320 у. е., а схожий по мощности ATMOS DC 20 GS – 2950 у. е. Для сопоставления: стоимость недешевого обычного отопителя Buderus Logano S131-22 H составляет 1010 у. е.

Обозначим другие недочеты газифицирующих источников тепла:

• 2 камеры, футеровка из кирпича либо керамики плюс водяная рубаха в нижней части корпуса – перечисленные конструктивные решения существенно наращивают массу и размеры агрегатов;
• высочайшие требования к качеству горючего;
• теплоноситель с температурой 80 °C изредка применяется при подогреве личных домов, означает, не обойтись без дорогостоящего теплоаккумулятора + элементы обвязки;
• глиняние детали футеровки не вечны – от перегрева форсунка может треснуть и ее придется поменять.

Нужно сказать, пиролизные котлы завлекают домашних умельцев. Но сделать таковой агрегат своими руками очень тяжело, нужен опыт и вложение средств в закупку материалов. Безвозмездно сделать отопитель не получится. Куда проще сварить обыденный либо шахтный котел.

Примечание. Судя по отзывам хозяев котлов на направленных на определенную тематику форумах, использовать сырые дрова все-же может быть. Метод таковой: агрегат растапливается и прогревается сухими поленьями, потом подкидывается мокроватая древесная порода. Но толика такового горючего не должна превосходить 30%, по другому пойдет копоть и сажа. Послушаем мировоззрение профессионала на видео:

Плюсы пиролизных котлов

Плюсы

Недочеты

Комфортная загрузка горючего в камеру Необходимость чистки от золы камеры сгорания газа Комфортное сервис Более высочайшая стоимость, обусловленная сложной конструкцией КПД выше за счет большей камеры теплообменника Особенности котлов с верхней камерой сгорания

Камера сгорания газов сверху

В этом случаи дрова пылают в нижней камере, а выработанный газ подымается в верхнюю, где и происходит его сгорание.

Плюсы	Недочеты
Газ поступает в камеру естественным образом	Мало ниже КПД
Камеру чистить необходимо пореже
Переработанные газы выходят благодаря естественной тяге

к меню ↑

1.10 Схема работы

1. После того как дрова разгорелись, заслонка запирается и начинается стадия тления.
2. В камеру нагнетается кислород, в маленьком количества, но в достаточном чтоб поддерживать тление.
3. В это время происходит выделение пиролизных газов.
4. Газы попадают во вторичную камеру сгорания где соединяются с кислородом, который искусственно нагнетается.
5. Происходит процесс сгорания консистенции с выделением тепла. Часть энергии уходит на теплообменник для прогрева теплоносителя, часть уходит в первичную камеру для поддержания процесса пиролиза.
6. Переработанные продукты горения выходят через дымопровод, проходя при всем этом через дополнительный теплообменник и отдавая оставшееся тепло.

Весь процесс сгорания происходит под контролем системы терморегулирования. Ее можно настроить на определенную температуру в помещении.

к меню ↑

1.11 Систематизация

Котлы имеют отличия по расположению камер для дожигания газов:

• с верхним расположением;
• с нижним расположением.

Котлы с верхней камерой более массивные, требуется больше материала для сборки дымоотвода. Зато чистить их придётся намного пореже, ведь частички от спаленного горючего не попадают в камеру для дожигания газов.

В котлах с нижним расположением секции горючее размещается в высшей части, а газы выводятся в нижнюю, и там догорают. Это комфортно, но придётся нередко удалять маленькие дровяные частички из камеры утилизации газов.

По энергозависимости котлы бывают:

• без внедрения электричества: котлы с естественной тягой;
• с принудительной тягой.

Энергонезависимые котлы предполагают включение в конструкцию высочайшего дымопровода (более 5–6 метров) для роста тяги и обеспечения достаточного разрежения в отсеке сгорания.

Эффективность подогрева у таких котлов будет несколько ниже, чем у котлов с принудительной тягой.

Устройства с принудительным поддувом оснащаются одним либо 2-мя вентиляторами, которые могут работать в режиме нагнетания воздуха либо откачки спаленных газов.

В неких моделях котлов применяется комбинированный метод с ролью нагнетающих и отсасывающих газ устройств для роста мощности.

Справка! Механизмы, откачивающие переработанные газы, делаются из особенных жаропрочных (аустенитных) сплавов, их цена существенно выше, чем у нагнетающих вентиляторов.

По методу подогрева:

• Водяного подогрева — к теплообменнику котла подключаются водяные трубопроводы, по которым подогретая рабочая жидкость разносится по разным помещениям.
• Воздушного подогрева — заместо воды употребляется воздух, получающий тепло средством такого же теплообменника и распространяемый по воздухопроводам. Эффективность ниже, чем у водяного метода, применяется на производственных площадках, складах.

Чертеж: вид, рабочий процесс

• Камера сгорания котла.
• Отсек газификации.
• Секция дожигания газов.
• Колосниковые решётки.
• Теплообменник (входной/выходной патрубки).
• Трубопровод отвода газов (дымопровод).
• Отверстия для поддува.
• Дверка в отсек для закладки горючего.

В котел могут быть включены температурные датчики и приборы для контроля и поддержания обычных режимов работы.

Также аппаратная часть котла для автоматизации функционирования всего отопительного комплекса.

Сущность происходящего снутри пиролизного котла характеризуется последующими процессами:

• Поток воздуха снаружи поступает в отсек газификации с находящимся там топливом.
• Некая часть кислорода будет поддерживать процесс горения (тления). Газы, являющиеся продуктами горения, через сопло попадают в камеру сгорания котла и там окисляются в присутствии вторичного кислорода, который поступает совместно с воздухом снаружи.
• Часть пиролизных газов восстанавливается при наличии углерода из горючего до угарного газа и окиси азота, потребляя при всем этом часть энергии. Смесь проходит в секцию дожигания газов и окисляется там с возвратом отнятой им энергии.

• Участвующие в реакции пиролиза газовые консистенции выводятся наружу через дымопровод, минуя при всем этом теплообменник котла.

Внимание! Потому что функционирование пиролизных котлов связано с огромным количеством энергии, генерируемой снутри оборудования и вероятном выделении различного рода вредных газов, производить самостоятельную постройку котлов рекомендуется только при полном осознании всех физико-химических процессов, возникающих при его работе.

Температурные фазы:

• сушка, пиролиз древесной породы — 450 °C;
• сгорание древесного газа и вторичного воздуха — 560 °C;
• продувание пламени и возврат тепла — 1200 °C;
• отвод оставшихся товаров горения — 160 °C.

Отличия устройства от обыденных котлов

Включая древесную породу (дрова), особые топливные брикеты (пеллеты) и отходы, получаемые на производстве. Одно из основных различий котлов — применение разных видов твёрдого горючего, фактически хоть какого вещества, которое может пылать.

Продолжительность процесса сжигания горючего намного больше, чем у обыденных котлов. От 8–10 часов и выше. Есть модели котлов с большим отсеком для дров, длительность непрерывной работы — до 24 часов. Это означает, что пополнение камеры сгорания новыми порциями горючего осуществляется 1–2 раза в день.

Принципиально! За счёт того, что происходит практически полное разложение твёрдых материалов, пирокотлы наименее вредоносны для среды.

к меню ↑

1.12 Секреты разработки пиролизного котла

Чтоб устройство котла было доведено до безупречного состояния, лучше выполнить некие деяния. Под топливный бункер можно установить регулируемый вентилятор наддува. Он предназначен для нагнетания воздуха конкретно в сам котел. Под воздействием искусственно нагнетенного воздуха происходит ускоренное сжигание горючего. Все эти работы можно провести своими руками. Установка данной техники не просит владения особыми способностями.

Для роста количества выделяемого тепла автоматика должна работать слаженно и верно, топливные бункеры должны находиться на хороших позициях.

Достигнуть продления срока сгорания горючего можно в этом случае, если при сооружении котла своими руками будет выполнено разделение топливных камер. При всем этом в какой-то из них будет происходить сжигание горючего, а в другом будут собираться газы. При использовании двузонной системы газификации можно достигнуть энергонезависимости котла и повсевременно высочайшего уровня мощности. Мощность печи, работающей на дровах, можно прирастить, расположив понизу топливных бункеров колосниковые решетки.

Высококачественным накопителем тепла в пиролизных котлах (в отличие от устройств, работающих на угле) является установка перемычки конкретно в камере сгорания. Автоматика в таком случае делает свою конкретную функцию.

Конструкция пиролизного котла устроена таким макаром, что перед подачей горючего в нее дрова нет необходимости размельчать – главное, чтоб они смогли пройти в дверцу печи.

Пиролизные котлы, работающие на дровах, могут работать и излучать огромную термическую энергию при использовании опилок, брикетов торфа. Некие котлы могут работать даже на угле. Установка подобного котла не востребует много сил и времени. Главное – верно осознать принцип его работы и выполнить высококачественный дымопровод

к меню ↑

1.13 Правила эксплуатации

Чтоб получить от газогенераторного отопителя неплохую теплопотерю при наименьшем расходе горючего, производители советуют придерживаться последующих правил:

• использовать только сухие дрова, допустимая влажность 12…20%;
• при установке и обвязке котла непременно использовать трехходовой смесительный клапан или всеохватывающее устройство Laddomat-21 для поддержки температуры в оборотной полосы на уровне 65 °C;
• рабочая температура теплоносителя на подаче – 80…90 °C;
• теплогенератор должен работать на мощности, близкой к наибольшей, нельзя длительно эксплуатировать агрегат в режиме малой производительности (наименее 50%);
• очень лучше топить большими поленьями, но не круглыми колодами;
• совместно с пиролизными котлами безотступно рекомендуется использовать буферную емкость, которая будет аккумулировать избытки термический энергии;
• требование к наименьшему объему теплоаккумулятора – 25 л. на каждый кв мощности отопителя.

Пояснение. Если в котловой бак пойдет прохладный теплоноситель с температурой ниже 65 градусов, то в процессе газификации горючего в первичной камере появляется конденсат и деготь. Подробнее о правильной обвязке читаем в отдельном руководстве о подключении ТТ-котлов.

Котел на угольном горючем либо антраците рекомендован тем владениям, где ведется разработка месторождений либо транспортировка угля налажена подабающим образом. Отопительные системы с применением процесса сжигания опилок прибыльно организовывать на объекте по обработке древесной породы.

Черта мощности аппарата

Избрать нужную мощность котла долгого горения, поможет подрядная организация по монтажным работам отопительной системы. Если вы обустраиваете комфорт своими руками, посчитайте площадь отапливаемого помещения.

Обычно на 100 метров площади назначается 10 кВт мощности котла. Легким математическим подсчетом обусловьте требуемое значение. Приобретенные данные посодействуют отыскать лучший твердотопливный котел долгого горения в бессчетном ассортименте на рынке отопительного оборудования. Обычно, к приобретенному значению рекомендуется прибавить 10 % , в целях обеспечения припаса мощности на случай сильного заморозка.

Загрузочная камера

Существует показатель, который находится в зависимости от соотношения объема загрузочной камеры и чертой мощности котла. Достаточным, значение считается, если укладывается в спектр коэффициента от 3,3 до 5 л./кв. Коэффициент является принципиальным аспектом который помогает избрать котел долгого горения для дома.

Если итоговая цифра поближе к наибольшему порогу индекса, тем больше радости домовладельцу — ему не так нередко будет нужно производить до загрузку устройства.

Для примера разглядим пиролизный котел Viessmann Vitoligno 100-S 25. Согласно техническим данным, размер загрузочной камеры у аппарата имеет объем 110 л.. Мощность равна 25 кВт. Вычисляем индекс: 110/25 = 4,4 л/кВт. Как лицезреем, коэффициент укладывается в применимые рамки и считается очень неплохим.

к меню ↑

2.2 Котлы с принудительной подачей воздуха

Одним из вариантов конструкций являются котлы со интегрированным в их вентилятором, который употребляется для нагнетания воздуха. Рассредотачивание воздушных потоков по камерам по внутренним каналам осуществляется с помощью автоматичного блока управления.

к меню ↑

5.2 Аннотация

1-ый шаг. Из листового металла вырезаем стены корпуса котла в количестве 4 штук. В фронтальной стене вырезаем отверстия для топочной камеры и зольника.

2-ой шаг. Вырезаем отверстия для трубников и дымососа.

3-ий шаг. Соединяем вкупе все железные стены, кроме задней. Для этого используем сварочный аппарат. Кропотливо отшлифовываем соединения меж сторонами грядущего отопительного котла.

4-ый шаг. Собираем теплообменник котла в согласовании с представленной схемой. Свариваем трубы.

5-ый шаг. Вставляем теплообменник в корпус котла. Убеждаемся в плотности соединений при помощи компрессора. При отсутствии течей привариваем заднюю стену корпуса.

6-ой шаг. Устанавливаем решетку колосника. Она поделит корпус котла на 2 камеры. В одной (нижней) будет тлеть загрузка, во 2-ой – сгорать газы. Нижнюю камеру укомплектовываем воздуховодом, а после обкладываем огнестойким кирпичом с каждой стороны.

Седьмой шаг. Монтируем дверцы зольной камеры и топливника. Они должны очень плотно прилегать к корпусу.

Восьмой шаг. Устанавливаем собранный котел на за ранее выложенную кирпичную опорную площадку.

Девятый шаг. Подключаем дымопровод. Трубу для отведения дыма рекомендуется обернуть минеральной ватой для утепления.

Десятый шаг. Подключаем к агрегату водяной контур.

Одиннадцатый шаг. Устанавливаем дутьевой насос.

Дополнительно котел можно заавтоматизировать, установив систему температурных датчиков и регуляторов. Они будут держать под контролем интенсивность подачи воздуха.

к меню ↑

5.3 Сборка внутренних частей

Для высококачественной сборки нужна четкая вырезка листового металла по данным размерам. Это тяжело сделать без помощи других с внедрением болгарки, потому данный шаг работы лучше доверить спецам, которые выполнят работу при помощи проф оборудования. Если срез будет совершенно ровненьким, то и швы получатся осторожными.

Сборку приготовленных материалов можно подразделить на последующие главные этапы.

Железные листы соединяют и сваривают в согласовании со схемой. В итоге выходит двухкамерная конструкция.

Снутри отделения для загрузки горючего к задней части камер приваривают стену и воздуховоды, которые делают из профильной трубы 60 х 30 мм. За ранее по всему ее периметру просверливают отверстия для равномерного рассредотачивания подаваемого воздуха.

AtmosDC 25GS

Напольная модель от чешского производителя с механическим управлением. Имеет мощность 17–25 кВт, что позволяет отапливать помещения площадью от 150 до 250 квадратных метров. КПД добивается 80%.

Котел работает на древесном горючем. Благодаря вытяжному вентилятору обеспечивается равномерное горение на различных мощностях и упрощается растопка котла. Одна загрузка сгорает в течение 8–12 часов в режиме непрерывной работы. Конструкция обеспечивает удачный сбор золы.

Размеры котла — 680 x 1200 x 1045 мм, вес — 408 кг. Стоимость в разных точках реализации варьируется от 230 до 280 тыщ рублей.

к меню ↑

6.2 Ferroli SFL 3

Напольная металлическая газогенераторная система от итальянского производителя. Модель создана для отопления производственных и жилых помещений площадью 200-250 квадратных метров. Мощность агрегата составляет 22,5 кВт. КПД добивается 87,6%.

В качестве горючих материалов подходят:

• древесная порода;
• пеллеты;
• каменный и бурый уголь;
• брикеты.

Загрузочная камера вмещает большие поленья, что уменьшает трудовые затраты на подготовку горючего. Модель имеет малогабаритные размеры — 520 x 940 x 510 мм. Вес устройства составляет 193 кг. Малая стоимость — 81 тыща рублей.