Пиролизные котлы отопления

Какие бывают пиролизные котлы

Хотя, как правило, пиролизные котлы работают на дровах, в топку любого из них можно добавлять сыпучее топливо (не более 20%). Однако в обычных дровяных использовать уголь не рекомендуется, так как образующийся при этом шлак засоряет камеры. В целом в зависимости от вида используемого топлива котлы бывают:

• исключительно дровяные;
• комбинированные (бурый уголь в комбинации с древесиной или по отдельности). Нужно учитывать, что не всякий пиролизный агрегат способен работать только на буром угле, и даже если это возможно, его эффективность будет гораздо ниже, чем на дровах;
• комбинированные на дрова и два вида угля (бурый, каменный уголь, брикеты бурого угля и пеллеты).

Состоят комбинированные котлы из двух камер, которые размещены друг над другом: контейнер для топлива; камера сгорания и зольник. Между ними вмонтирована специальная колосниковая решетка (она выполняет роль газообразующего жиклера). Именно благодаря этой конструктивной особенности в угольно-дровяных агрегатах (например ATMOS чешского производства) происходит фактически полное сгорание как угля любого вида, так и древесины.

Существуют и универсальные котлы, которые могут работать и как обычные газовые, твердо- или жидкотопливные, и как пиролизные. Для перехода на солярку или газ нужно поменять горелку, без которой агрегат превращается в дровяной пиролизный котел. В некоторых агрегатах предусмотрено и совмещение возможностей газогенераторного и электрического устройства.

Пиролизный котел

Доверяй, но проверяй!

Чтобы представлять себе, что это означает на практике, стоит заглянуть в технический паспорт отопительного агрегата. Обычно в нем указывается время горения на минимальной и на номинальной мощности, при чем разница между цифрами может оказаться довольно значительной. Так если время горения на минимальной мощности составляет около 35 часов, то при номинальной закладки хватит на 8 часов, а при максимальной котел придется подтапливать настолько же часто, как и обычный твердотопливный. Кстати, большинство известных зарубежных производителей (например немецкий Buderus) указывает длительность горения на одной закладке такую же, как у обычных котлов на твердом топливе – 2 часа.

Выбираем пиролизный котел

Однако основное преимущество пиролизных котлов вовсе не в том, что их нужно реже подтапливать! Поэтому при покупке стоит уделить внимание и другим, более важным параметрам котла. Это:

• его КПД (лучшими считаются немецкие Viessmann и Buderus; чешские Dakon, Viadrus и Atmos; итальянские Biasi и Ferroli);
• стальной или чугунный у него теплообменник (немецкие котлы Buderus; Dakon и Viadrus производства Чехии и Protherm – Словакии; итальянские Biasi; французские De Dietrich и др.);
• есть ли возможность использовать дополнительные виды топлива без смены горелки, какое топливо указано основным, а какой дополнительным (дрова + пеллеты; пеллеты + дрова; дрова + уголь);
• возможность переоборудования при смене горелки (дрова + газ шведские СТС; дрова + солярка (например итальянские Lamborghini, корейские Kiturami).

Существуют пиролизные котлы, не зависящие от электропитания (например Буржуй-К отечественного производства) и даже достаточно экзотические, совмещающие в себе и традиционные и новейшие способы получения тепловой энергии. Так шведские CTC (Швеция) или российские Zota в зависимости от необходимости работают на дровах или на электричестве.

https://youtube.com/watch?v=Let1sMa-fuo

Принцип работы пиролизного котла

В камеру, где происходит процесс сгорания, бьет струя сильно нагретых газов. В связи с этим для таких узлов не годятся обычные конструкционные материалы.

Существует один недостаток пирокотлов:

• малые пределы для регулировки мощностей при моменте сохранения достаточно высокого коэффициента полезного действия;
• разгонять котел более чем на 50% по теплу не получится – топливо вспыхнет в газификаторе и снизится коэффициента полезного действия.

Систему отопления на пирокотле необходимо рассчитывать исходя из циклического режима прогрева. При этом крайне желательно утеплиться снаружи ЭППС.

Принцип работы пиролизных котлов и их особенности

Создавая пиролизные котлы своими руками, люди стремятся сэкономить денежные средства в своем кошельке. Если газовое оборудование стоит довольно дешево, то твердотопливные агрегаты просто поражают своей ценой. Более-менее приличная модель мощностью 10 кВт обойдется в 50-60 тысяч рублей – дешевле провести газ, если рядом проходила бы газовая магистрально. Но если ее нет, то выходов два – приобретать заводское оборудование или делать его самостоятельно.

Изготовить пиролизный котел длительного горения своими руками можно, но сложно. Давайте для начала разберемся, для чего вообще нужен пиролиз. В обычных котлах и печах дрова сгорают традиционным способом – при высокой температуре, с выбросом продуктов сгорания в атмосферу. Температура в камере сгорания составляет порядка +800-1100 градусов, а в дымоходе – до +150-200 градусов. Таким образом, солидная часть тепла просто улетает наружу.

Прямое сгорание дров применяется во многих отопительных агрегатах:

Твердотопливные пиролизные котлы могут использовать несколько видов топлива, в том числе отходы деревообрабатывающего производства и сельскохозяйственной переработки.

• Твердотопливные котлы;
• Печи-камины;
• Камины с водяными контурами.

Главным преимуществом данной методики является то, что она отличается простотой – достаточно создать камеру сгорания и организовать отвод продуктов сгорания за пределы оборудования. Единственным регулятором здесь становится дверка поддувала – регулируя просвет, мы можем отрегулировать интенсивность горения, тем самым воздействуя на температуру.

В пиролизном котле, собранном своими руками или купленном в магазине, процесс сгорания топлива идет несколько по-другому. Дрова здесь сгорают при низкой температуре. Можно сказать, что это даже не горение, а медленное тление. Древесина при этом превращается в подобие кокса, одновременно выделяя горючие пиролизные газы. Эти газы отправляются в камеру дожигания, где сгорают с выделением большого количества тепла.

Если вам кажется, что данная реакция не даст особого эффекта, то вы глубоко заблуждаетесь – если заглянуть в камеру дожигания, то здесь будет видно ревущее пламя ярко-желтого, почти белого, цвета. Температура сгорания – чуть выше +1000 градусов, а тепла в этом процессе выделяется больше, чем при стандартном горении древесины.

Для того собранный своими руками пиролизный котел смог показать максимальную эффективность, необходимы дрова с низким содержанием влаги. Влажная древесина не даст оборудованию выйти на полную мощность.

Реакция пиролиза знакома нам еще со школьного курса физики. В учебнике (а может и в лабораторном кабинете) многие из нас видели интересную реакцию – древесина помещалась в стеклянную запечатанную колбу с трубкой, после чего колба нагревалась над горелкой. Через несколько минут древесина начинала темнеть, а из трубки начинали выходить продукты пиролиза – это горючие газы, которые можно было поджечь и понаблюдать за желто-оранжевым пламенем.

Аналогичным образом работает и пиролизный котел, собранный своими руками:

На одной загрузке топлива пиролизные котлы работают около 4-6 часов. Так что большим и стабильно пополняемым запасом дров стоит озаботиться заранее.

• В топке разжигаются дрова до появления устойчивого пламени;
• После этого доступ кислорода перекрывается, пламя гаснет почти полностью;
• Запускается дутьевой вентилятор – в камере дожигания появляется высокотемпературное пламя.

Устройство пиролизного котла довольно простое. Основными элементами здесь являются: камера сгорания, в которой складированы дрова, и камера дожигания, в которой сгорают продукты пиролиза. Передача тепла в отопительную систему осуществляется через теплообменник

В схеме пиролизного котла ему уделяется особое внимание

Все дело в том, что теплообменники в пиролизных котлах, собранных своими руками, устроены не так, как в газовом оборудовании. Продукты сгорания с воздухом проходят здесь через множество металлических труб, омываемых водой. Для увеличения эффективности котловая вода омывает не только сам теплообменник, но и все другие узлы – здесь создается своего рода водяная рубашка, которая отбирает излишки тепла от раскаленных элементов котельного агрегата.

Классификация

Котлы имеют отличия по расположению камер для дожигания газов:

• с верхним расположением;
• с нижним расположением.

Котлы с верхней камерой более громоздкие, требуется больше материала для сборки дымоотвода. Зато чистить их придётся намного реже, ведь частицы от сгоревшего топлива не попадают в камеру для дожигания газов.

В котлах с нижним расположением секции топливо располагается в верхней части, а газы выводятся в нижнюю, и там догорают. Это удобно, но придётся часто удалять мелкие дровяные частицы из камеры утилизации газов.

По энергозависимости котлы бывают:

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

Энергонезависимые котлы подразумевают включение в конструкцию высокого дымохода (не менее 5–6 метров) для увеличения тяги и обеспечения достаточного разрежения в отсеке сгорания.

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

Устройства с принудительным поддувом оснащаются одним или двумя вентиляторами, которые могут работать в режиме нагнетания воздуха или откачки сгоревших газов.

В некоторых моделях котлов применяется комбинированный способ с участием нагнетающих и отсасывающих газ устройств для увеличения мощности.

Справка! Механизмы, откачивающие отработанные газы, изготавливаются из особых жаропрочных (аустенитных) сплавов, их стоимость значительно выше, чем у нагнетающих вентиляторов.

По способу обогрева:

• Водяного обогрева — к теплообменнику котла подключаются водяные трубопроводы, по которым нагретая рабочая жидкость разносится по различным помещениям.
• Воздушного обогрева — вместо воды используется воздух, получающий тепло посредством того же теплообменника и распространяемый по воздухопроводам. Эффективность ниже, чем у водяного способа, применяется на производственных площадках, складах.

Фото 1. Пиролизный котел с теплообменником, предназначен для водяного обогрева, работает на дровах.

Чертеж: общий вид, рабочий процесс

Вариантов исполнения пиролизного котла много. Наипростейший вид по чертежу устроен таким образом.

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

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

А также аппаратная часть котла для автоматизации функционирования всего отопительного комплекса.

Суть происходящего внутри пиролизного котла характеризуется следующими процессами:

• Поток воздуха извне поступает в отсек газификации с находящимся там топливом.
• Некоторая 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 вместе с воздухом снаружи.
• Часть пиролизных газов восстанавливается при наличии углерода из топлива до угарного газа и окиси азота, потребляя при этом часть энергии. Смесь проходит в секцию дожигания газов и окисляется там с возвратом отнятой им энергии.

Фото 2. Чертеж пиролизного котла длительного горения, собранное по нему устройство может обогреть большой дом.

Участвующие в реакции пиролиза газовые смеси выводятся наружу через дымоход, минуя при этом теплообменник котла.

Внимание! Так как функционирование пиролизных котлов связано с большим количеством энергии, генерируемой внутри оборудования и возможном выделении разного рода вредных газов, осуществлять самостоятельную постройку котлов рекомендуется только при полном понимании всех физико-химических процессов, возникающих при его работе. Температурные фазы:

Температурные фазы:

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

Отличия устройства от обычных котлов

Включая древесину (дрова), специальные топливные брикеты (пеллеты) и отходы, получаемые на производстве. Одно из главных отличий котлов — применение различных видов твёрдого топлива, практически любого вещества, которое может гореть.

Длительность процесса сжигания топлива намного больше, чем у обычных котлов. От 8–10 часов и выше. Есть модели котлов с крупным отсеком для дров, продолжительность непрерывной работы — до 24 часов. Это значит, что пополнение камеры сгорания новыми порциями топлива осуществляется 1–2 раза в сутки.

Важно! За счёт того, что происходит почти полное разложение твёрдых материалов, пирокотлы менее вредны для окружающей среды

Эксплуатация котла

Этапы работы агрегата.

1. Твердое топливо укладывается своими руками сквозь загрузочное окошко на толстую жаропрочную решетку – колосник. Он обеспечивающий ток первичного воздуха к горючему.
2. 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.

В дровяной котел приходится топливо загружать вручную.

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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;

Автоматический газогенератор с бункером, работающий на угле.

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

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.

Вид топлива	Время полного прогорания
Мягкое дерево	не более пяти часов
Твердое дерево	примерно шесть часов
Бурый каменный уголь	около восьми часов
Черный каменный уголь	до десяти часов

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 пеллетах.

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).

Схема работы пеллетного прибора.

Преимущества горючих гранул, в качестве твердого топлива, таковы:

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

Выбор производителя котла

В целом, на сегодняшний день лидерами рынка считаются немецкие компании. Это такие фирмы как Viessmann или Buderus. Стоят качественный модели сравнительно дорого, однако зато отличаются высочайшей производительностью. Хорошее КПД позволяет «заправлять» котел примерно один раз в сутки, что существенно экономит ваше время и усилия. Затраты на топливо в этих котлах тоже снижены, а тепло распределяется по дому более равномерно. Мало того, качественные немецкие модели часто имеют еще и множество автоматических режимов, который порой облегчают жизнь еще более существенно.

К примеру, фирма Dakon давно зарекомендовала себя как лидера в линейке бюджетных производителей. По конструкции котлы данной фирмы мало чем отличаются от немецких, работают почти также надежно, при этом стоят на порядок дешевле. Конечно, служат они в итоге меньше, да и таким высоким КПД не могут похвастаться, зато все же позволяют сэкономить. Одна из последних моделей фирмы называется Daman Pyro – она имеет встроенные вентиляторы для равномерной подачи газа, при этом позволяет регулироваться мощность работы, что особенно полезно в периоды потеплений. Корпус модели чугунный, что обеспечивает долговечность.

Особенности и виды котлов-утилизаторов

• Разные характеристики, которые зависят от температуры газов, поступающих в котел. По данной температурной характеристике котлы делятся на: низкотемпературные (с T ниже 600 градусов Целься) и высокотемпературные (с T выше 1100 градусов Цельсия). Если температура газа низкая, то циркуляция происходит конвекционным типом, при высокой – излучение теплового воздуха. При температуре свыше 1300 градусов структура твердых примесей газа меняет свое состояние на газ.
• Пар, который образуется с помощью утилизатора, имеет разные значения давлений: низкое или пониженное (Р = 1,5 МПа, t=400°С), умерено-повышенное (4,5 МПа и 450°С) и высокое (10-14 МПа и 550°С).
• Водотрубные или газотрубные утилизаторы различают по способу движения всех рабочих тел: пара, воды, газа, отработки и тепла.

• С принудительной или естественной циркуляцией. Котлы делят по виду перемещения жидкостей по технологическим линиям и регистрам.
• Котел утилизаторы схема которого может иметь различную компоновку и варианты монтажа: башенные, напольные с креплением к пьедесталу, настенные и подвесные. Очень часто утилизаторы с использованием газа низкой температуры выполняют в виде змеевиков с переменной конвекцией.

Рекомендации по установке и эксплуатации

Собранный своими руками пиролизный котел необходимо установить на небольшом фундаменте – соберите его из кирпича или соорудите бетонную стяжку. Рекомендуемая толщина – около 10 см. Установив аппарат на подготовленном месте, удостоверьтесь, что он не качается и стоит достаточно устойчиво. Только после этого приступайте к дальнейшим операциям.

Для обеспечения пожарной безопасности постелите перед котлом (с той стороны, где располагается дверца камеры сгорания) металлический лист. Если из топки выпадут горящие угольки или дрова (случается всякое), лист не даст огню распространиться. Следует отметить, что это достаточно распространенное требование для всех твердотопливных котлов и прочих агрегатов, вроде каминов и печей-каминов.

Плазменная резка металла — самая точная и филигранная, но доступ к такому оборудованию есть не у всех. Однако, обычный сварочный аппарат справится с той же задачей ничуть не хуже.

Отдельное внимание уделяется расстоянию между пиролизным котлом, собранным своими руками, и стенками – оно должно составлять не менее двух метров. Также следует обеспечить хорошую вентиляцию помещения, так как отопительное оборудование довольно интенсивно сжигает кислород – нужно обеспечить его приток. Для этого достаточно сделать вентиляционную отдушину

Для этого достаточно сделать вентиляционную отдушину.

Изготавливая пиролизный котел своими руками, не экономьте на металле. Помните, что металл толщиной 4-5 мм прослужит значительно дольше, чем металл толщиной всего 3 мм. Если камеры дожигания или сгорания прогорят, вам придется провести довольно сложный комплекс ремонтных работ – пиролизный котел нужно будет разрезать, заменить прогоревшие детали, после чего сварить его обратно и испытать.

Рекомендации по эксплуатации:

• Не используйте в изготовленном своими руками пиролизном котле сырые дрова – они плохо воспламеняются, с трудом прогорают и неохотно отдают продукты пиролиза. Оптимальное содержание влаги в древесине – не более 15-20%. Приобретая сухие дрова, выделите место под их хранение – сюда не должны попадать атмосферные осадки;
• Обязательно используйте автоматику и группу безопасности – это поможет предотвратить выход пиролизного котла из строя. Помните, что собранные своими руками отопительные агрегаты нуждаются в особенном контроле;
• Перед началом каждого отопительного сезона проверяйте котел и отопительную систему на герметичность. Также нужно проверять проходимость дымохода – его чистка осуществляется раз в 4-5 лет;
• Не делайте слишком большой запас по мощности – собранный своими руками пиролизный котел повышенной мощности не сможет обеспечить нужный КПД и будет сжигать топливо зря. Если нужен очень мощный агрегат, присмотритесь в сторону заводских моделей.

Следуя этим рекомендациям, вы сможете обеспечить свой дом теплом, не затрачивая много денег на электроэнергию и обходясь без газа. Среднее потребление электроэнергии пиролизным котлом, собранным своими руками, составляет 80-120 Вт/час (при работающем вентиляторе).

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром являются прекрасным альтернативным источником энергии в частных домах в условиях частых перебоев газоснабжения.

Котел твердотопливный длительного горения с водяным контуром может работать на дровах и на других видах твердого топлива: уголь, древесные отходы и т.д.

Главный минус этого типа котлов – высокая цена. Кроме того, в отличие от многих других видов котельного оборудования, пиролизный котел длительного горения с водяным контуром чаще всего энергозависимый.

От электричества питаются не только циркуляционный насос и приборы контроля, но и встроенный вентилятор: на естественной тяге это оборудование, как правило, не работает.

Твердотопливные дровяные и угольные котлы по популярности уступают только газовым. При этом они имеют один серьезный недостаток — загрузку топлива необходимо проводить несколько раз в сутки.

При обычном сгорании дров КПД котлов не превышает 75%, и часть горючих веществ просто улетает в трубу.

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром гораздо практичнее и эффективнее.

Ни для кого не будет секретом то, что котлы пиролизные отопления на данный момент являются очень необходимыми и востребованными устройствами отопительных систем. Именно по этой причине очень многих наших людей стали интересовать именно эти агрегаты.

Пиролизный котел представляют собой особый котел отопления, который в качестве топлива может использовать паллеты, уголь, дерево, и иные материалы.

Одним из основных критериев, в зависимости от которого подразделяют отопительные котлы, является вид топлива, на котором они работают. Таким образом, на сегодняшнем рынке можно встретить котлы на паллетах, угле, дровах. Также можно для себя найти котлы так называемые универсальные.

Наиболее распространенным на данный момент являются дровяные твердотопливные котлы, которые имеют множество преимуществ. Первое – это то, что топливо считается самым доступным. Также необходимо отметить то, что такие котлы продаются по приемлемым ценам.

Отличительной чертой пиролизных котлов является контроль уровня кислорода в камере сгорания, и соответственно контроль температуры и скорости сгорания топлива. Пиролизный котел на твердом топливе обеспечит вашу независимость от газа и электричества, поскольку расходы на эти энергетические источники значительно превышают стоимость твердого топлива.

Как работает пиролизный котёл отопления на угле

Твердотопливный пиролизный котёл на угле имеет высокий КПД, от 80 до 92%. Обычный, классический агрегат, имеет коэффициент полезного действия не более 76-80%. Принцип работы пиролизного котла на угле заключается в следующем:

• Любое твердое топливо, при нагреве и недостатке кислорода, начинает окисляться. В процессе окисления вырабатывается углекислый газ. После смешения с кислородом, получается горючая газовоздушная смесь.

В конструкции котла предусмотрено две камеры сгорания. В основной топке сжигается уголь. В котлах с естественной тягой, шиберную заслонку полностью открывают, пока топливо не разгорится. После того, как температура в топочной камере достигнет 450-600°С, заслонку прикрывают, начинается процесс пиролиза угля в котле. Выделяемый газ направляют во вторую камеру дожига.

В автоматических моделях, все процессы: розжиг, подача воздуха и поддержание температуры в топке, осуществляются без участия человека.

В камере дожига газа, поддерживается постоянная температура 600-800°С, необходимая для эффективного сгорания СО. Стенки топки выложены шамотным кирпичом, что уменьшает теплопотери.

Устройство котла с пиролизным сжиганием угля, сделано с учетом особенности горения данного типа топлива. Для поддержания пламени, требуется большее количество воздуха, чем, к примеру, для дров или брикет. Равномерное распределение воздушных потоков, осуществляется с помощью колосников. Решетка дополнительно предотвращает осыпание угля в зольник.

Уголь выделяет в 2-3 раза больше тепла чем древесина, поэтому, теплообменник разогревается сильнее. Колосники из стали быстро деформируются, из-за чего рекомендуется устанавливать чугунную решетку. Стальные твердотопливные пиролизные котлы отопления на угле делают из жаропрочной толстостенной стали

Особое внимание уделяют прочности сварного шва

Обычный классический дровяной котел, категорически запрещается топить углем.

Лучшим вариантом являются чугунные твердотопливные пиролизные котлы, работающие на угле. Чугунная конструкция оптимально приспособлена к использованию угольного топлива. Теплообменник из чугуна не боится сильного нагрева, не деформируется и не выгорает с течением времени.

Конструкция пиролизного котла под уголь отличается от аналогичного дровяного оборудования устройством камеры сгорания и способом загрузки топочной камеры. Выделяют следующие особенности:

• Автоматические и полуавтоматические котлы – основное различие между теплогенераторами данного типа, заключается в автоматизации подачи угля в топку. В полностью автоматических моделях, закладка топлива осуществляется посредством шнековой передачи, в полуавтоматических версиях, загрузку выполняют вручную.

Конструкция загрузочной камеры – угольные котлы выпускаются с верхней загрузкой топлива. Используется принцип верхнего и нижнего горения.

Теплотехнические характеристики котла напрямую зависят от типа и материала теплообменника, и степени автоматизации устройства. Автоматические модели отличаются высоким КПД, достигающим 92%.

Принцип работы

Из-за того, что внутри пиролизных котлов длительного горения сжигаются не дрова, а природный газ, достигается достаточно высокий КПД – 85-90%. Процесс горения в таком случае проще поддается контролю, что дает возможность введения автоматического управления оборудованием. Для разделения верхней и нижней камеры используется колосник. Получения газа в верхнем отделении достигается за счет медленного тления и пиролизации топлива. И это все – в условиях дефицита кислорода. Препятствием для потери тепла из этой камеры служит топливо на колоснике: сквозь него происходит слабое поступление первичного воздуха.

Подача получаемого в результате тления топлива газа в нижнюю камеру происходит вместе со вторичным воздухом. В роли форсунки выступает дно нижнего отделения, для изготовления которого используется термостойкая керамика. Отличительной особенностью таких топок являются усиленные показатели аэродинамического сопротивления, что позволяет использовать в них принудительную тягу, создаваемую дымососом.

Применение газогенераторных котлов

Хотя подобные котлы чаще всего используются в промышленных масштабах, тем не менее, их применение возможно и обычными людьми.

Существуют бытовые котлы, в которых топливо горит по 10-12 часов, то есть всего два раза в сутки.

Золы в топке после сгорания остаётся очень мало, так как топливо сгорает почти полностью, соответственно обслуживание таких котлов сведено к минимуму.

Такие котлы выпускают как именитые фирмы, например Buderus, так и отечественные производители, такие модели как, “Траян”,”Буржуй К” и другие.

Практически идеальный случай – эксплуатация подобного оборудования, на небольшом производстве, например в столярном цехе, отходы из которого можно использовать именно в таком оборудовании.

Для бытовых нужд специалисты рекомендуют использовать так называемые пеллетные котлы.

Для автоматической загрузки в таких котлах имеется бункер, куда засыпается топливо, которое после этого самостоятельно и в нужном количестве подаётся в топку:

Их топливо – пеллеты, которые состоят из прессованных опилок, коры, стружек и других подобных отходов.

Преимущества такого варианта очевидны:

• Прессованное топливо занимает минимум места и его очень удобно хранить.

• Использовать пеллеты можно сразу, без предварительной подготовки.

• Пирализ в таких котлах не требует существенных размеров первичной камеры, следовательно, подобное оборудование занимает меньше свободного пространства.

• Возможность реализации автоматической подачи топлива в топку.

Виды топлива

Топливо для котлов пиролизного типа довольно разнообразно по виду и «калорийности», от которого зависит КПД. Вот подходящие типы топлива:

• уголь (позволяет обеспечить малое количество подходов при закладке топлива, за счёт длительного горения угля);
• дрова (весьма недорогой и распространённый вид, единственное условие для успешной топки – влажность древесины должна быть не больше 22%);
• брикеты (могут быть изготовлены из таких материалов, как древесина, солома, торф, опилки);
• антрацит (древнейшее отложение углеродов, при горении выделяет большое количество тепла);
• кокс (продукт, получаемый из каменного угля);
• пеллеты (солома, опилки, древесина).

Виды по способу сжигания топлива и конструкционным особенностям

Горение — процесс быстрого разложения древесины на газы с последующим окислением углерода до углекислоты. Оптимальное горение всегда выделяет большое количество тепла. Увеличить время и эффективность горения древесины можно различными способами.

Колосниковые

Горение происходит на колосниковых решётках, через которые проходит воздух. Топливо горит во всём объёме, интенсивность пламени регулируется подачей воздуха через зольную дверцу.

В режиме длительного горения такой котёл неэффективен, так как горение замедляется задержкой подачи воздуха.

Бо́льшая часть разложившейся до пиролизных газов древесины не сгорает и оседает на стенках дымохода в виде сажи. Оптимальным вариантом использования такого котла является режим форсированного горения и накопление тепловой энергии в теплоаккумуляторе.

Пиролизные

Пиролизный котёл обеспечивает длительное горения одной закладки дров благодаря послойному разложению дров на пиролизные газы с последующим сгоранием. Горение в такой топке происходит не по всей массе загрузки, в камере газификации горит только нужное количество топлива. Тепло получается при сжигании пиролизных газов и улавливается теплообменником на дымоходе. Использование пиролиза возможно только в довольно узком диапазоне мощности, к этому параметру стоит отнестись очень щепетильно.

Фото 2. Внутреннее устройство и принципы работы твердотопливного котла длительного горения пиролизного типа.

Существенным недостатком пиролизных котлов является их энергозависимость. Для поддержания горения газов и разложения твёрдого топлива воздух нагнетается вентиляторами. Этот недостаток сопровождается несомненным достоинством — благодаря принудительной подаче воздуха есть возможность точно регулировать температуру теплоносителя при устойчивом горении. Оборудование автоматизируется, при бункерной подаче топлива (опилок, пеллет) достигается феноменально долгое время автономной работы.

Большое преимущество пиролизных котлов — их относительная всеядность. При некоторых регулировках и конструктивных особенностях пиролиз происходит на шелухе, соломе, опилках. пеллетах, кусковой древесине, коре.

Верхнего горения

Революционный взгляд на увеличение длительности горения на одной закладке — заставить гореть топливо не во всём объёме снизу вверх, а послойно, сверху вниз.

Фото 3. Внешнее и внутреннее устройство твердотопливного котла с верхним типом горения. Стрелками указаны части прибора.

Устройство простое: камера сгорания заполняется дровами, воздух подаётся через дифференцированную систему воздуховодов. Горение происходит только сверху закладки, при достаточной подаче воздуха топливо сгорает полностью.

Конструктивные особенности котла определяют вид используемого топлива. По возможности, закладка должна быть плотной, чтобы угольки не проваливались вниз и не образовывали новых очагов горения. Оборудование работает на крупных кусках древесины, но их придётся пересыпать опилками, щепой, пеллетами. Главное — равномерное распределение топлива по площади камеры.

Топить углем или торфобрикетами невозможно, т. к. это топливо с высокой зольностью. А также из-за повышенного образования золы нельзя применять влажную древесину.

Шахтного типа

Усовершенствованная конструкция котлов верхнего горения. Воздух подаётся через специальный телескопический воздуховод, на котором установлен «блин» груза.

Топливо сгорает постепенно сверху вниз, прижатое массивным раскалённым металлом. Пламя раздувается подаваемым непосредственно в зону горения воздухом.

Конструкция блестяще реализована в изделиях фирмы «Стропува», многократно скопирована и усовершенствована тысячами конструкторов и народных умельцев.

Конструкция привлекает внимание поразительной гибкостью настроек, простотой, долговечностью, феноменальным КПД и длительностью горения. Котёл работает самостоятельно, без применения вентиляторов и воздуходувов

Загрузка топлива должна быть максимально равномерной. Котёл прекрасно работает на любой сухой древесине: щепа, опилки, солома, кусковые дрова, небольшие поленья, пеллеты. На пеллетах время горения значительно увеличивается, соответственно загрузка котла требуется реже.