Пиролизные котлы отопления — агрегаты длительного горения

 

Пиролизные котлы с водяным контуром и без – это высокоэффективное оборудование для качественного и быстрого прогрева помещений. Передовые технологии, лежащие в основе изготовления, абсолютная безопасность, высокая скорость обогрева и прочие достоинства выделяют эти устройства в отдельную группу современных отопительных приборов, которые уже успели занять достойною нишу на рынке, обзавестись широкой аудиторий поклонников и положительными отзывами.

Особенности пиролизных котлов

Традиционные котлы на дровах раздражают тем, что требуют постоянного наблюдения. То есть, каждые 2-3 часа в них нужно подкладывать все новые и новые порции топлива, иначе трубы в доме станут холодными. Особенно туго приходится ночью, когда вместо спокойного сна домочадцы получают головную боль в виде остывающего отопления. С одной стороны, спать в прохладе полезно для здоровья. С другой стороны, встречать утро, отчаянно стуча зубами, не очень приятно.

Классические котлы для отопления дома обладают еще одним важным недостатком – низкий КПД. Топливо в них сгорает очень быстро, большая часть тепла просто улетучивается в атмосферу. Вместе с ним в воздух улетают продукты сгорания, содержащие в себе горючие газы. Их можно использовать для получения дополнительных порций тепла – это и происходит в пиролизных котлах длительного сгорания.

Как вы уже поняли, твердотопливные пиролизные котлы отопления лишены обоих вышеперечисленных недостатков. Они наделяются вместительными топками, сжигая твердое топливо несколько по иному принципу. Вот их основные особенности:

Принцип работы твердотопливного пиролизного котла очень прост. Данный рисунок пускай и не освещает всех нюансов, но передает суть технологии в полной мере.

• Большой объем топки – до нескольких десятков литров. Благодаря этому частота подходов для закладки горючего снижается в несколько раз;
• Пиролизный принцип горения – позволяет получить из того же количества дров гораздо больше тепловой энергии;
• Довольно большие размеры – фактически здесь две топки. В одной медленно сгорают дрова, а во второй дожигаются выделяющиеся из древесины продукты сгорания;
• Низкая температура горения – уменьшает тепловую нагрузку на металл.

Пиролизные котлы длительного горения устроены несколько сложнее, чем их традиционные собратья, зато они обеспечивают существенную экономию топлива.

Следует понимать, что из-за сложной конструкции, часто содержащей в себе элементы автоматики, пиролизные котлы отличаются высокой ценой. Поэтому первоначальные затраты на их покупку могут показаться большими. Но в дальнейшем они себя обязательно оправдают.

Принцип работы

Современным и универсальным вариантом может стать котёл твердотопливный пиролизный длительного горения. Как и другой агрегат, он может использоваться для отопления жилых помещений и горячего водоснабжения, отопления теплиц или для обеспечения теплом промышленных и общественных площадей.

Пиролизный котёл отличается экономичностью, его достаточно заправлять 2-3 раза за сутки. Многое зависит от топлива и температуры за окном. Бывает одноконтурным и двухконтурным, что позволяет выстроить различные схемы системы отопления и горячего водоснабжения.

Может качественно работать на многих видах твёрдого топлива: бурый и чёрный уголь, древесина, торф и прочее. Время сгорания сырья для газогенераторного котла можете увидеть в таблице.

Топливо Время сгорания

Твёрдая древесина	6 часов
Мягкая древесина	5 часов
Чёрный уголь	10 часов
Бурый уголь	8 часов

Если эти виды топлива отсутствуют или их не приобрести, то можно использовать любое органическое топливо.

Самым эффективным сырьём для пиролизного котла будет сухая древесина: она увеличивает время эксплуатации пиролизного котла и делает его работу более производительной.

Котлы пиролизные длительного горения работают посредством разложения углеродосодержащего топлива при недостатке кислорода на огромное количество горючих веществ и газов. Из-за этого аппараты еще называют котлами газогенераторными.

Древесина (углеродосодержащее сырьё) может распадаться на твёрдый остаток (уголь древесный), ацетон, смолы, метиловый спирт и кислоту уксусную.

Как работает пиролизный котёл?

Вещества поддаются горению и выделяют огромное количество калорий. Из-за этого твердотопливные котлы пиролизного горения имеют две камеры. Одна камера предназначена для закладки топлива и розжига. Другая – это камера дожига. Она выводит газы, которые выделились при горении сырья. Так как газы имеют высокую температуру, то перемешиваются с поступающим воздухом и воспламеняются. В обе камеры воздух подаётся отдельно и в зависимости от него изменяется сила горения и мощность.

Конструкция пиролизного котла может быть разная: в одних моделях камера дожига находится под первичной, в других – сверху:

1. Первый случай – это когда камера находится вверху. Это самые распространённые конструкции, простые лёгкие в использовании. Так как сырьё топливное находится вверху, то отработанный газ выходит через трубу, находящуюся внизу. Такой котёл пиролизного горения придётся время от времени очищать от золы, потому что зола может попадать в камеру дожига.
2. Второй случай – когда камера располагается внизу. Менее распространённый вариант, но в то же время имеет свои плюсы. В противоположность, такие агрегаты не нужно очищать от золы. Газ здесь поднимается и с помощью форсунки попадает в дымоход и остывает.

Сравнение пиролизного и обычного твердотопливного котла

Если вы решили изготовить пиролизный котёл длительного горения своими руками, то учтите, что для конструкции придётся приобрести все необходимые материалы и комплектующие. Плюс ко всему – опыт в данной деятельности, инструменты и чертежи.

Владельцы пиролизных котлов длительного горения отмечают экологичность, хорошую производительность котлов и их высокий коэффициент полезного действия (в среднем 85 %, в сравнении с котлами прямого горения, где КПД составляет около 65 %).

Пиролизный котел Buderus Logano S171 W

Ещё одно отличие в том, что газогенераторный котёл на дровах экономит около 40 % топлива. Процесс пиролиза можно контролировать: при желании поставить мощность 30 % или включить агрегат на все 100 %. Это в итоге позволяет повысить эффективность использования топлива.

Здесь всю настройку регулирует автоматика, ориентирующаяся на указанные нормы. Как пример для сравнения – обычный котёл. Его мощность регулируется условно вручную: открыть или закрыть дверцы, заслонки, поддувала.

Пользователи таких котлов отмечают продолжительное время горения топлива и почти полное отсутствие отходов. Поленья можно использовать и не колотые.

Из минусов владельцы пиролизных котлов указывают на высокую стоимость агрегатов и их постоянную зависимость от электроэнергии, а также необходимость использования сухой древесины.

При покупке пиролизного котла нужно учитывать следующие параметры:

• Коэффициент полезного действия котла. По этому критерию лучшими компаниями-производителями считаются Viessmann, Buderus, Biasi, Dakon, Atmos, Ferroli, Viadrus.
• Из какого материала изготовлен теплообменник.
• Возможно ли применять дополнительное топливо и при этом не менять горелку, а также какое основное топливо, а какое дополнительное (могут быть различные комбинации, например, дрова-пеллеты, дрова-уголь и пр.).
• Возможно ли переоборудовать котёл при смене горелки.

Пиролизный котел Atmos DC 15 E

Устройство и принцип действия пиролизного котла

Пиролизный котел относится к числу устройств, работающих на твердом топливе. Как и они, прибор производит нагрев теплоносителя и подает его в систему. Однако он имеет ряд отличий от традиционных моделей, как в конструкции, так и в принципе действия. Прежде всего, работа пиролизного аппарата основана на процессе сухой перегонки древесины, который называется пиролиз. Он заключается в выделении смеси газов из твердой органики под воздействием достаточно высоких температур в условиях минимальной подачи кислорода. В результате реакции топливо распадается на сухие остатки или кокс и газ.

В основу работы пиролизного котла положен процесс сухой перегонки органического топлива, в результате которого оно разделяется на газовую смесь и кокс

Процесс пиролиза может происходить только при очень высоких температурах, минимум 1100°С. Кроме того реакция идет с высвобождением большого количества тепла, которое подсушивает топливо, а так же нагревает воздух, поступающий в зону горения. Газ, выделившийся из топлива в процессе пиролиза, смешивается с кислородом и горит с выделением тепла. Особенность оборудования заключается в том, что древесный газ взаимодействует с активным углеродом, что позволяет минимизировать канцерогенные вещества в отработанных газах. Содержание СО₂ в дыме пиролизного котла в среднем в три раза ниже, чем у традиционных твердотопливных моделей.

Основу прибора составляют две полностью герметичные камеры. Чаще всего они выполнены из листов стали толщиной минимум 5 мм. В качестве разделителя между элементами выступают форсунки. Верхняя часть топки представляет собой отдельную конструкцию, так называемый топливный бункер. Нижняя одновременно используется как камера сгорания и как зольник. Топливо сначала поступает в верхний отдел. Здесь оно немного подсушивается, одновременно прогревается и воздух, направляющийся в нижний отсек, где сжигается выделяющийся газ и скапливается зола.

На рисунке представлена схема устройства пиролизного котла. Здесь же обозначены основные элементы системы (клик для увеличения)

Отличительная особенность оборудования – возможность регулирования мощности путем наддува воздуха. Таким способом можно добиться большей эффективности, чем в традиционных системах. Использование терморегулятора позволяет поддерживать заданную температуру теплоносителя. Еще одно отличие – возможность длительное время функционировать на одной закладке топлива. Именно поэтому приборы называются пиролизные котлы длительного горения. В среднем время прогорания одной закладки составляет 12 часов, существуют модели и с большими показателями. Кроме того в силу конструктивных особенностей оборудования расход топлива в таких системах уменьшается.

Как грамотно выбрать топливо?

Теоретически пиролизные системы могут работать на различных видах твердого органического топлива. Это может быть уголь, торф или древесина. Последнее, а точнее, дрова, считается наиболее экономически выгодным топливом. Его размеры определяются параметрами топки. Чаще всего для пиролизных устройств используются поленья, длина которых составляет 400 мм, а диаметр – до 200 мм. Размеры топливных брикетов должны составлять порядка 300х30 мм. Кроме того такие системы очень требовательны к влажности. При ее избытке выделяется большое количество пара, что снижает тепловые характеристики оборудования и приводит к образованию копоти.

Для нормальной работы приборов необходимо, чтобы влажность топлива не превышала 45%. Лучше всего, чтобы она составляла 20%. Исследования показали, что при сгорании килограмма древесины, влажность которой 20%, выделяется тепло, эквивалентное 4 кВт/ч. Тогда как такое же количество дерева влажностью 50% даст тепла ровно в два раза меньше. Именно поэтому на влажность топлива следует обратить особое внимание. Вместе с дровами или топливными брикетами можно использовать опилки или другие древесные отходы. Их количество не должно превышать трети от общего объема топлива.

Топливом для пиролизных котлов теоретически может служить почти любая твердая органика: древесина, торф, уголь и т. д. Однако наиболее эффективно оборудование работает на дровах, влажность которых не превышает 20%

Достоинства и недостатки

Котлы пиролизного типа обладают целым рядом преимуществ перед своими традиционными коллегами. Но у них есть и некоторые недостатки. Давайте обсудим все их плюсы и минусы:

• Экономичность – она варьируется от 10 до 40%, в зависимости от модели, интенсивности горения и температуры воздуха за окном;
• Длительное горение – можно закладывать топливо всего 1-2 раза в день. Например, утром и вечером. В любое время дня в доме будет тепло;
• Экологическая чистота – дрова сгорают практически полностью, с минимальным выделением продуктов сгорания;
• Почти полный отбор тепла в систему отопления – температура выхлопных газов здесь ниже, чем в традиционных котлах;
• В пиролизных котлах длительного горения часто реализуются различные механизмы управления мощностью – они работают за счет регулировки интенсивности тления топлива и подачи газа в камеру дожигания.

Есть и недостатки:

Из-за внушительных габаритов для размещения котла придется найти много свободного места. Подвал и чердак — наиболее перспективные варианты.

• Дороговизна – отзывы пользователей говорят, что пиролизные котлы длительного горения очень удобны, экономичны и практичны. Но первоначальные расходы на их покупку крайне велики (наиболее справедливо для мощных энергозависимых моделей);
• Энергозависимость – такие агрегаты более эффективны, но требуют подключения к электросети (общее потребление электроэнергии мало, но в ее отсутствие работа будет затруднена или вовсе невозможна);
• Большие габариты – пиролизные котлы длительного горения заметно больше, чем любые другие твердотопливные агрегаты.

Недостатки не самые серьезные, некоторыми из них можно пренебречь. Но с высокой стоимостью придется смириться.

Топливо

Одинаково продуктивно твердотопливные котлы могут функционировать на любом твердом топливе – это может быть торф, уголь (как черный, так и бурый), обычная древесина, топливные брикеты. Поскольку все упомянутые сырьевые ресурсы имеют свои отличительные особенности и качества, то и время полного сгорания у них также отлично. Например, период сгорания мягкой древесины составляет 5 часов, твердой – 8 часов, а время сгорания угля достигает уже 10 часов.

Древесина — один из самых доступных видов топлива

Любопытно в этой связи и мнение экспертов: все они в один голос утверждают о высокой производительности котлов, работающих именно на твердой и сухой древесине. Для достижения максимальной производительности, хорошего прогрева помещения и длительной безотказной работы оборудования рекомендуется использовать сухие дрова, длина которых не превышает 60 см, а влажность – 20%.

Важно! Цвет пиролизного газа – практически белый, при этом никаких побочных веществ при горении образовываться не должно. Однако при чрезмерно высокой влажности твердого топлива не исключено появление дегтя, копоти, резкое уменьшение теплотворной функции оборудования и даже его самопроизвольное затухание.

Сравнивая древесину и иное твердотопливное сырье, которое только может быть использовано для бесперебойной работы пиролизного котла, с газом можно отметить доступность и экологичность первых, дороговизну, а в некоторых случаях и невозможность строительства газопровода.

Что же касается твердого топлива, то его предостаточно в каждом российском регионе, а для его транспортировки потребуется лишь магистраль и вместительный транспорт. Для многих жителей сельской местности пиролизные котлы, работающие на твердотопливных ресурсах, — это настоящее спасение.

Используемое топливо

Мы уже говорили, что пиролизные котлы длительного горения работают на дровах. Это довольно распространенный и недорогой тип топлива. В некоторых случаях дрова можно достать совершенно бесплатно. Но данные котлы могут работать и на многих других видах твердого горючего. Например, в некоторых магазинах мы можем купить пеллетный пиролизный котел. Он работает на топливных гранулах по тому же принципу, что и вышеописанные агрегаты.

Главные достоинства пеллетных моделей – автоматизированная подача горючего (реализовано в некоторых агрегатах), низкая зольность топлива.

Также вы можете приобрести пиролизный котел на угле. Он порадует вас длительным горением и высокой эффективностью. Угольные котлы работают по тому же принципу действия, вырабатывая горючий газ из каменного угля. Благодаря мощной теплотворности, частота подходов для закладки топлива получается более низкой, чем при использовании дровяных пиролизных котлов длительного горения.

Почему стоит купить именно такой котел?

Владельцы такого оборудования получают множество преимуществ:

• Высокий КПД устройств, поскольку топливо сгорает, практически, без остатка.
• Возможность регулировать температуру в отапливаемом помещении, что позволяет расходовать топливо предельно экономно.
• Низкий уровень вредных веществ в отработанных газах. Их выделяется почти в три раза меньше, чем при работе классических твердотопливных котлов.
• Возможность загружать топливо в среднем два раза в день. Экономичный режим предполагает даже одну загрузку в сутки.
• Полуавтоматическое управление. С помощью пульта можно увеличивать либо уменьшать скорость подачи воздуха, что дает возможность регулировать мощность устройства в пределах от 30 и до 100%.
• Количество продуктов сгорания минимально. Таким образом чистка оборудования проводится достаточно редко.

Прибор имеет и некоторые недостатки, о которых нужно знать, прежде чем выбирать это устройство. Во-первых, все автоматизированные модели работают только от сети. Во-вторых, стоимость прибора в среднем в полтора раза выше устройств классического горения. Однако существенная экономия топлива со временем позволяет окупить все затраты. Ну и, чаще всего пиролизные котлы, работающие на твердом топливе, выпускаются одноконтурными. Поэтому могут использоваться только в качестве отопительной системы. Для подогрева воды придется устанавливать другие устройства, что предполагает дополнительные денежные затраты.

Принцип действия пиролизных аппаратов предполагает длительный процесс горения, что дает возможность сократить количество закладок и существенно уменьшить количество топлива

Закладка топлива в пиролизные устройства всегда производится вручную, автоматизировать этот процесс нельзя. Это можно считать небольшим недостатком системы

Факторы эффективности работы пиролизных котлов

На производительность отопительного оборудования, эффективность и скорость прогрева помещений, помимо топливных ресурсов и их влажности, оказывают влияние и следующие факторы:

Выбирайте котел в зависимости от характеристик помещения

• температурный режим помещения;
• уровень температуры, который следует достичь;
• наличие (отсутствие), а также качество утепления здания;
• специфика действующей системы прогрева.

Как выбрать подходящий котел?

Если у вас есть возможность недорого купить или заготовить заранее древесину, то можете смело и долго не сомневаясь в высокой производительности работы, покупать и устанавливать дома пиролизный котел длительного горения.

Если же вы вовсе не уверены в такой возможности, то рекомендуем обратить внимание на котел, топка которого сочетает в себе 80% пиролизного сживания твердотопливных ресурсов и 20% обычного. Эти устройства считаются комбинированными, поскольку они позволяют качественно сжигать не только традиционные дрова, но и отходы древесины и угля, торфяные отходы, а также любую иную топливную смесь, влажность которой будет менее 50%. Такое комбинированное отопительное устройство способно сжигать в режиме пиролиза порядка 80% твердого топлива, и остальные 20% — в режиме самого обычного котла, который работает на твердотопливных ресурсах.

Устройство пиролизного котла

При покупке котла обязательно визуально оцените объем загрузочной камеры. Оптимальным вариантом станет прибор, загрузочная емкость которого будет способна уместить древесину длиной 65 см. Немаловажное значение имеет и покрытие камер: наличие керамобетона гарантирует целостность отсеков при максимальном прогреве, защитит стенки от прогораний и обеспечит нужное сжигание сырья.

Внимание! Ознакомьтесь с техническими характеристиками приглянувшегося вам оборудования. Особое внимание уделите показателю продолжительности сгорания топливных ресурсов: средняя длительность горения не должна быть менее 10 часов.

Работа пиролизного котла: видео

Котлы пиролизные для отопления: фото