Пиролизные котлы отопления: принцип работы и виды котлов длительного горения

Принцип работы твердотопливных пиролизных котлов

Традиционные твердотопливные котлы отопления отличаются своей простотой. В их конструкции нет практически ничего, кроме топки, дверок, термометра и теплообменника. Данная простота приводит к низкому КПД и быстрому сгоранию дров.

Поэтому в этом обзоре мы будем рассматривать принцип работы пиролизного котла – он более сложен конструкционно, но у него более высокий КПД. А еще этот агрегат порадует длительным горением от одной закладки дров.

Как это реализуется – расскажет наш обзор.

Работа пиролизного котла не отличается особой сложностью. Но для того чтобы можно было понять все преимущества пиролизной схемы, следует немного поговорить про традиционную схему.

Она предусматривает прямое сгорание дров в топке отопительного агрегата. Выделяемое тепло отправляется через теплообменник в систему отопления.

Еще дикая часть тепла улетает в дымоходную трубу, отправляясь в атмосферу.

Обратите внимание

Простота принципа работы традиционного котла позволяет не заморачиваться с усложнением его конструкции. Тут всего два важных узла – это топка тех или иных размеров, а также теплообменник, изготовленный из стали или чугуна.

Никаких систем автоматики здесь нет, а регулировка температуры осуществляется путем открытия или закрытия дверцы поддувала. Нужный режим работы контролируется с помощью термометра.

В отличие от пиролизных котлов, интенсивность горения регулируется в минимальных пределах.

Давайте посмотрим, в чем заключаются недостатки схемы прямого сгорания древесного топлива:

• Слишком быстрое сгорание, почти неконтролируемое – не позволяет выставить нужный режим работы;
• Нельзя подключить следящую электронику – все операции по регулировке интенсивности горения придется проделывать самостоятельно, с помощью заслонки;
• Пониженный КПД – принцип работы классических котлов, в отличие от пиролизных, подразумевает удаление большого количества тепла в атмосферу. Одновременно с этим отмечается пониженная теплотворная способность дров при их естественном горении;
• Нужно постоянно подбрасывать все новые порции дров – особенно если агрегат не оснащен большой топочной камерой.

Но есть и неоспоримые преимущества:

Разнообразие возможных видов топлива для твердотопливных пиролизных котлов поражает воображение: дрова, брикеты, опилки, измельченные ветки, пеллеты, кокс, уголь, торф.

• Энергонезависимость – в отличие от пиролизных котлов, принцип действия традиционных агрегатов не предусматривает подключения к электросети;
• Предельная простота конструкции – единственное, что может тут сломаться, это теплообменник. Но поломки можно избежать, если выбрать котел с теплообменником из чугуна;
• Нетребовательность к дровам – если в топке уже горит порция древесины, в нее можно докинуть даже полусырые поленья. Не имеет особого значения и сорт древесины;
• Доступная стоимость – пиролизные котлы, о принципе работы которых мы будем рассказывать в данном обзоре, стоят существенно дороже.

Таким образом, даже у самого несовершенного оборудования можно отыскать те или иные недостатки.

Традиционные котлы, в отличие от большинства пиролизных, оптимальны для обогрева загородных домов, не подключенных к электрическим сетям.

Принцип работы пиролизного котла заключается в генерации горючих газов и из последующего сжигания. Для того чтобы можно было понять, как он работает, следует вспомнить интересный опыт из школьного учебника физика.

Там предлагалось заключить немного древесной щепы в стеклянную колбу, заткнутой пробкой с тонкой трубкой. Колба помещалась под горелку, спустя некоторое время в ней начиналась реакция пиролиза.

После этого из трубки начинали выходить горючие газы, которые легко поджигались и горели ярким пламенем.

Принцип действия пиролизного котла основан на аналогичной реакции, только в больших масштабах. Здесь задействованы две камеры:

• Камера сгорания – в ней осуществляется предварительный розжиг топлива, после чего дрова находятся здесь в режиме медленного тления, с ограниченным доступом воздуха;
• Камера дожигания – здесь горят продукты пиролиза, рождая тепло, отправляющееся в жаротрубный теплообменник.

Все это хозяйство охлаждается водяной рубашкой.

Изучая принцип работы пиролизного котла, вам может показаться, что эффективность данной методики крайне мала. На самом деле газов выделяется очень и очень много. Если заглянуть в камеру дожигания, мы увидим там мощное ревущее пламя, выделяющее дикое количество тепловой энергии.

Камеры сгорания в пиролизных котлах могут располагаться в любых последовательностях. Например, друг над другом или последовательно, друг за другом. Также встречаются агрегаты, в которых дожигание осуществляется под основной топкой.

Регулировка интенсивности горения осуществляется с помощью дутьевого вентилятора или с помощью дверки поддувала.

Важно

Следует отметить, что диапазон регулировки достаточно большой – при необходимости, пламя может быть потушено практически полностью.

Принцип работы пиролизного котла предусматривает предварительный розжиг древесного топлива. Нам нужно, чтобы дрова хорошо занялись пламенем.

Для этого открываются дроссельная заслонка и поддувало, в топку закладывается порция дров с мелкими лучинками для розжига. Поджигаем, дожидаемся появления устойчивого костерка.

Теперь наш пиролизный котел готов к полноценному запуску. Производим следующие действия:

Благодаря конструкции пиролизного котла горячий воздух вылетает в дымоход не сразу, а проходит сначала через специальный отсек. Это позволяет системе значительно повысить свой КПД в сравнении с обычными котлами.

• Закрываем дроссельную заслонку;
• Закрываем дверцу поддувала;
• Включаем автоматику;
• Наблюдаем за ростом температуры в системе.

Давайте посмотрим, как работает пиролизный котел внутри – здесь происходит масса интересного. Во-первых, после перекрытия доступа кислорода наше веселое пламя превращается в тлеющие угольки.

А во-вторых, после запуска автоматики включается дутьевой вентилятор, продукты пиролиза направляются в камеру дожигания, где начинает бушевать мощное пламя. Такой принцип работы реализуется во всех пиролизных котлах.

Различия только в схеме регулировки – где-то за автоматическую регулировку отвечает электроника, а где-то простая механика.

Интересны и физико-химические процессы, происходящие в пиролизных котлах. Принцип работы традиционных агрегатов заключается в прямом сгорании, когда пламя играет прямо на поверхности дров.

Здесь же все происходит по-другому. Горение в основной топке происходит примерно при +400-500 градусах, что на порядок меньше, чем в традиционных агрегатах.

Отправляясь в камеру дожигания, продукты пиролиза сгорают при температуре до +1100-1200 градусов.

Совет

Максимальная температура наблюдается на самом конце факела, минимальная температура – у его основания.

Дутьевой вентилятор позволяет нагнетать пламя пиролизных газов до очень высоких температур. Вместо него порой используют поддувало, но эффективность подобного решения оставляет желать лучшего.

Еще одно интересное отличие в принципах работы заключается в температуре выхлопных газов. В традиционных отопительных агрегатах она составляет +300-400 градусов. В пиролизных агрегатах она составляет +140-160 градусов – чуть выше, чем в газовых агрегатах. А это означает, что подавляющая часть тепла ушла в отопительную систему, а не отправилась в атмосферу.

Продукты пиролиза в пиролизных котлах создаются в бедной кислородом среде – как и в той стеклянной трубке на уроках физики.

Тяга может быть искусственной, как в примере выше, так и естественной, как это реализовано в энергонезависимых пиролизных котлах. В остальном принцип действия одинаков.

Попадая в камеру дожигания, газы сгорают с образованием высокотемпературного пламени. Причем сгорание довольно глубокое, с минимальным выделением вредных оксидов углерода и азота.

В продаже существует огромное количество пиролизных котлов, отличающихся по своей конструкции. Но принцип работы у них одинаковый.

Принцип работы пиролизного котла длительного горения прост, как спичечный коробок. Все дело в том, что подобные котлы изначально оснащаются внушительными камерами сгорания. Сюда помещается большое количество древесного топлива.

Поэтому горение здесь очень длительное – одной закладки в некоторых агрегатах хватает на 10-12 часов. Заложив утром дрова, можно целый день заниматься своими делами, а не заглядывать каждые 5 минут в топку.

То же самое и вечером – загружаем дрова и отправляемся спать.

Обратите внимание

Длительное горение обеспечивается и самим принципом работы пиролизных котлов, а точнее, самой реакцией пиролиза. Большие топки присутствуют и в традиционных отопительных агрегатах, но пиролиз позволяет еще больше замедлить процесс горения.

Причем не просто замедлить, но и обеспечить дополнительный забор тепла. А в особо мощных агрегатах тепло затрачивается и на дополнительный охлаждающий контур – поступающая отсюда теплая вода может использоваться для любых хозяйственных нужд.

Теперь вы знаете, в чем заключается принцип работы пиролизного котла. Фактически это газогенераторная установка, дающая большое количество тепловой энергии.

Если сравнивать теплотворность древесины в прямом сгорании и в пиролизном, то во втором случае она на 10-15% выше. Благодаря этому снижаются расходы на топливо.

Давайте рассмотрим основные достоинства пиролизных печей, вытекающие из их принципа работы:

В зависимости от конструктивных особенностей камера дожига может располагаться как под, так и над топкой загрузки топлива. В плане производительности оба варианта практически равнозначны.

• Экономичность – возможность экономить топливо очень важна, ведь полный грузовик дров стоит довольно дорого;
• Повышенное тепловыделение – принцип работы пиролизных котлов позволяет извлечь из килограмма поленьев больше энергии, чем при их прямом сгорании;
• Длительная работа от одной закладки дров – позволит спокойно заниматься домашней работой, а не сидеть у пиролизного котла, чтобы заложить в его ненасытную топку очередную порцию поленьев;
• Экологическая чистота – благодаря горению при максимальной температуре, снижается количество вредных выбросов в атмосферу;
• Возможность регулировки интенсивности горения в довольно больших пределах – обеспечивает более точный температурный контроль;
• Легкость в обслуживании – пиролизные котлы снабжаются дверками для доступа в камеры сгорания и дожигания, а также для доступа к зольнику;
• Повышенный КПД – для некоторых моделей он составляет до 90%. Такой показатель характерен разве что для газовых агрегатов, да и то не для всех;
• Возможность обогрева зданий большой площади – для этого выпускаются пиролизные котлы повышенной мощности. По своему принципу работы они мало чем отличаются от своих маломощных собратьев.

К сожалению, не обошлось и без недостатков:

• Внушительные размеры – даже самые маломощные пиролизные котлы отличаются своими габаритами. В них большие теплообменники и сразу две камеры сгорания + зольник. Кроме того, в оборудовании нередко присутствуют водяные рубашки, служащие для их охлаждения – их толщина составляет до нескольких сантиметров;
• Повышенные требования к дровам – при использовании сырых дров генерация продуктов пиролиза может быть затруднена. Поэтому поленья для пиролизных котлов должны храниться в сухом месте, иначе работа оборудования будет отличаться низкой стабильностью – пары воды помешают нормальному протеканию реакции пиролиза;
• Высокая стоимость – даже при самостоятельной сборке затраты будут высокими, ведь для этого потребуется хорошее листовое железо. Стоимость заводских образцов составляет от 50-60 тыс. рублей и выше, в зависимости от мощности;
• Отдельные модели требуют подключения к электросети – их принцип работы заключается в использовании электронного управляющего модуля, который управляет работой дутьевого вентилятора. Для обогрева зданий без электрификации используются пиролизные котлы с механическим управлением – они обладают все тем же принципом работы.

Больше всего потребителей смущает высокая стоимость оборудования. Но если хочется ощутить экономию на топливе и обеспечить хороший температурный контроль при работе на дровах, следует приобрести пиролизный котел.

Пиролизные котлы – стоит ли приобретать

Пиролизный котел имеет свои недостатки и особенности, которые стоит знать потребителям, прежде чем делать выбор в пользу той или иной теплогенерирующей техники. Авторитетные специалисты охотно перечисляют именно недостатки в первую очередь…

Кто и как производит пиролизные котлы

Интересен тот факт, что именитые производители отопительной техники, пиролизные котлы или не производят вовсе, или имеют по одной линейке образцов, скорее экспериментальной, как дань моде.

В каталогах, на выставках солидные фирмы бочкообразную продукцию с большой загрузкой дров не показывают вовсе, объясняя это тем, что не находят в данной идее преимуществ.

Так называемые пиролизные котлы (большие металлоемкие устройства с дожигом газов, снабженные вентилятором и большой камерой для тления дров) делают те, кто гоняется за сиюминутным настроением потребителей, — мелкие фирмы, вплоть до гаражных производств.

Разберемся — почем такая ситуация?

Что подразумевается под названием пиролиз

Пиролиз – генерирование горючего газа и его последующее сжигание, — происходит во всех твердотопливных котлах, в большей или в меньшей степени.

Такой же процесс идет и в обычной печи, — при горении дров или угля, в каком-то месте не хватает кислорода, появляется угарный газ CO, затем он находит недостающий кислород и сгорает, выделяя тепло, превращаясь из яда в обычный углекислый газ – CO2.

В качестве экспериментов еще 1950-х годах была разработана схема котельного оборудования, где сначала топливо тлело при недостатке кислорода, затем полученное СО дожигалось во вторичной камере. Но идеи не были воплощены, как не дающие ни каких преимуществ с весомыми недостатками и дорогостоящие.

Теперь же в рекламках ядовитый угарный газ СО называют – «древесный газ».

Схема, особенности работы

Вторично в 2000-х годах, когда у среднего производителя появились достаточные производственные возможности и материалы, началось производство на бытовом уровне. У потребителя лживая реклама вызывала интерес, — появились продажи и прибыль.

Схема пиролизного котла обычная – в большой камере закладка дров сначала разгорается, затем автоматика перекрывает воздух и при его недостаче дрова тлеют длительное время.
Выделяющийся угарный газ и большое количество зольных частиц – чистого углерода С смешивается с подогретым воздухом во вторичной камере, где и догорают.

В этой горелке всегда красноватое пламя – прямой признак реакции с участием углерода.

Особенность конструкции

Особенность конструкции «пиролизный котел» — наличие вентилятора 50 – 100 Вт мощностью, принудительная подача воздуха. Причем происходит движение воздуха и в первичной камере между дров, за счет завихривания (содания разрежения) в месте расположения подающей форсунки.

Наличие датчиков и управляющей автоматики, которая обеспечивает режимы работы.
Большой размер, дополнительные металлические детали, камеры.

Основное конструкционное отличие – большая загрузка дров и наличие вокруг них всех «обвесов» из автоматики, форсунок, камер сгорания.

Цена пиролизного котла

Но для потребителя пиролизный котел в первую очередь отличается большой ценой.
Нужно сравнивать одинаковые по мощности и по классу исполнения изделия. Окажется что цена пиролизного котла будет больше, чем у изделия классической конструкции в 2 – 3 раза.

У «не гаражных» производителей изделие под названием «пиролизное», обычной домашней мощности, будет стоить 150 тыс р. А «классический котел» — 50 тыс р.
У менее знаменитых разница в цене в 2 раза – примерно так 75 тыс. р. и 35 тыс р.

За что же нужно платить больше на 50 – 100 тыс рублей? В чем выгода? За сколько времени и каким образом окупится эта сумма…

Настоящие технические характеристики

Более-менее серьезные производители стараются не давать истинных технических характеристик пиролизных котлов. Иначе все увидят, что ничего там особенного там нет. Их заменяют рекламными возгласами, лозунгами, или подачей лживых характеристик через вторичные источники, без ответственности.

Если же отыскать паспортные данные пиролизного котла именитого производителя, например Buderus ,т о вдруг окажется что КПД составляет всего-навсего 87%А у обычного котла – 80%

Где же сказочный «золотые горы» сэкономленных дров?

Принцип работы твердотопливных котлов

Какого бы вида ни был твердотопливный котёл, все имеют высокий уровень коэффициента полезного действия, именно благодаря конструкции и принципу устройства. На этой страничке рассмотрим и попробуем разобраться как работают твердотопливные котлы.

Основное отличие между обычными твердотопливными котлами и твердотопливными котлами длительного горения состоит в том, что во втором случае горение происходит намного дольше благодаря принципу сгорания.

Итак рассмотрим принцип работы твердотопливных котлов и как работают котлы на твёрдом топливе, чтобы понимать как выбрать котёл.

Принцип работы котла длительного горения на твёрдом топливе

Как правило, такие твердотопливные котлы работают по принципу “верхнего горения”. Как работает котёл длительного горения? До того, как кислород попадает непосредственно в топку, где происходит горение, он подогревается. Греется для того, чтобы в итоге уменьшить количество отходов горения: сажи, золы.

Кислород подаётся не снизу вверх, а сверху вниз. Таким образом горит только верхний слой твёрдого топлива, уложенного в топке. Из-за того, что воздух заходит сверху, он не проникает вниз и там процесс горения невозможен. Горит только верхний слой топлива. Когда верхний слой сгорает, включается подача на нижний слой.

Так постепенно по мере сгорания воздух подаётся всё ниже и ниже. Благодаря такому подходу всегда горит верхний слой топлива, и нетронутым остаётся тот, что снизу, пока до него не дойдёт очередь. Это позволяет очень экономно расходовать топливо, и контролировать процесс горения.

Именно с такой технологией твёрдое топливо горит очень долго.

Такие котлы не только экономичны но и экологичны. Конечно, при условии использования огнестойких строительных материалов, которые не только обеспечат максимальный КПД котла, изолируя тепло, но и обезопасят от возможных возгораний.

Наглядно понять, как работает пиролизный котёл, можно из этого ролика:

Как работает пиролизный котёл. Устройство и принцип работы пиролизного котла

Принцип работы пиролизного твердотопливного котла построен на процессе разложения твёрдого топлива на пиролизный газ и кокс. Достигается это с помощью недостаточной подачи воздуха.

Из-за слабой подачи воздуха топливо медленно тлеет, но не горит, в результате образуется пиролизный газ. В результате газ соединяется с воздухом. происходит горение и выделяется тепло, которым греется теплоноситель.

Благодаря такому процессу в дыму крайне мало вредных веществ, да и сажи и золы незначительно. Так что в случае с пиролизными котлами, так же можно говорить об экологичности.

Итак, рассмотрим подробнее принцип работы пиролизного котла

• Что такое пиролиз? Пиролиз — процесс сжигания в условиях недостаточного количества кислорода. Результатом такого горения являются твёрдые продукты горения и газ: твёрдые отходы — это зола и смесь летучих углеводородов  плюс углекислоты.
• Принцип работы газогенератора(или пиролизного котла), заключается в том, что такой твердотопливный котёл разграничивает процесс теплотворения на два процесса. Первый, это обычный процесс горения твёрдого топлива, при ограничении подачи кислорода. При дефиците воздуха, твёрдое топливо очень медленно тлеет выделяя газ. Ограничивает подачу кислорода, котёл очень просто, механической заслонкой, которая в зависимости от количества воздуха в топке, либо открывается либо закрывается. При этом можно вручную «поддать жару», приоткрывая заслонку.
• Вторая часть процесса сгорания топлива, заключается в прогорании летучих отходов процесса горения в первой топке. Во второй топке прогорает так называемый пиролизный газ — результат горения твёрдого топлива в первой топке.
• Регулировка при этом, также как и в случае подачи воздуха в первую топку, происходит очень просто. Термостат контролирует процесс горения и изменяет работу котла ровно настолько, насколько необходимо для выработки необходимого количества тепла. По принципу работы он не особо отличается от термостата для водонагревателя.
• Эффективность пиролизных котлов. На сегодняшний день самые эффективные котлы — те, в которых горение происходит сверху вниз. Конечно, это накладывает определённые сложности, например, в таких котлах приходится делать принудительную тягу, ведь вторая камера дожига пиролизного газа находится под колосником. Если проще: топливо рассыпается в продукта отходов процесса горения — в золу. При этом образовывается газ, который также дожигается. В результате: максимальное выделения тепла, практически с безотходным процессом горения. Плюс, золу можно использовать как удобрение.

Принцип работы пиролизного котла устроен таким образом, что помимо максимально эффективного сгорания топлива, мы имеем и минимальные отходы процесса горения. Основной минус — это цена пиролизных котлов, но положительных моментов, на самом деле очень много:

• Минимум отходов и минимальная чистка топки, в сравнении с другими твердотопливными котлами.
• Долгое время автономной работы без дозагрузок, благодаря экономичной подаче воздуха.
• Автоматизация процесса горения. Котёл сам регулирует когда увеличивать горение и когда уменьшать.
• Твёрдое топливо больших размеров подходит для таких котлов, так как в любом случае дожигание топлива проходит практически полностью.

Автоматика и механика твердотопливных котлов

Несмотря на все уровни контроля за процессами горения и безопасности эксплуатации в целом, твердотопливные котлы практически не содержат сложных автоматических устройств.

Именно благодаря тому, что чаще всего температура регулируется механикой, в котлах практически нечему ломаться. Кроме того сама конструкция котлов является простой и надёжной. Потому и монтаж твердотопливного котла своими руками выполнить реально, но лучше обратиться к специалистам.

Даже сделать котельную своими руками можно, но зачем лишние проблемы, если можно всё доверить профессионалам?

Пиролизные котлы длительного горения – полный обзор. Жми!

Каждый из нас хочет, чтобы у него дома было тепло и комфортно. Но этого невозможно добиться без хорошего отопления.

Существует множество способов согреть помещение. Каждый из них имеет как свои достоинства, так и недостатки. Одним из наиболее распространенных и популярных отопительных приборов являются пиролизные твердотопливные котлы длительного горения.

Они широко представлены на рынке отопительных устройств и пользуются немалым спросом. Существует большое количество марок и моделей отечественных и зарубежных образцов пиролизных котлов, которые отличаются между собой, в основном, рабочими характеристиками и стоимостью. (Обзор современных пиролизных котлов Вы можете прочитать здесь).

К тому же, как показывают отзывы владельцев твердотопливных пиролизных котлов для отопления дома, нередко, отечественные марки превосходят зарубежные по рабочим характеристикам, надежности и долговечности, но при этом их цена значительно ниже.

Устройство и принцип действия

Устройство пиролизного котла. (Для увеличения нажмите)

Основное отличие пиролизных котлов длительного горения от обычных печей и котлов прямого сжигания состоит в том, что после поджога топлива, следует подождать, пока загорится весь его объем, и котел перейдет в режим работы и доступ воздуха станет намного меньше.

По этой причине будет гореть только малая часть топлива. Того тепла, которое выделяется, достаточно для постепенного разложения остального топлива и выделения пиролизного газа. Кстати, такой котел можно изготовить своими руками. (О самостоятельном изготовлении пиролизного котла читайте эту статью).

Имейте в виду: для самостоятельного изготовления потребуется не только все необходимые комплектующие, но и практический опыт, инструменты, навыки и подробный чертеж. Но, как показывает опыт, проще всего приобрести готовое изделие.

Виды топлива

Осиновые евродрова

Одним из наиболее положительных свойств пиролизных котлов является то, что они способны качественно эксплуатироваться на любом твердом топливе.

Это может быть черный и бурый уголь, а также древесина и торф и т.д.

Разумеется, на каждом из этих видов топлива, пиролизный котел способен работать в течение определенного времени до момента, когда оно полностью сгорит.

Время сгорания разного топлива следующее:

• бурый уголь – 8 часов;
• твердая древесина – 6 часов;
• мягкая древесина – 5 часов;
• черный уголь – 10 часов.

Как показывают наблюдения, наиболее эффективным топливом для пиролизного котла является сухая древесина. Она, при длине 45-65 сантиметров дает возможность котлу функционировать наиболее эффективно и увеличивают время его эксплуатации.

Но если эти виды топлива отсутствуют, можно использовать любой вид органического топлива.

Топливные брикеты

Разумеется, если оно разрешено для применения в таком котле.

К разрешенным видам топлива относятся:

• брикеты и пеллеты для отопления;
• древесные отходы;
• промышленные отходы, содержащие целлюлозу;
• некоторые разновидности торфа.

При отоплении необходимо учитывать, что если расход первичного и вторичного воздуха подобраны правильно, а влажность воздуха не выше допустимой, то не будет выделяться побочных продуктов при горении.

Будьте внимательны: если влажность высокая, то неизбежно выделение сильного водяного пара, а значит, неизбежно, будет появляться деготь, копоть, ухудшится теплотворные характеристики газа и может произойти затухание котла.

Разновидности

Пиролизный котел с верхним расположением камеры

Основное отличие этих котлов заключается в расположении отсека дожига. Он может быть сверху или снизу. Выбирая котел, следует учитывать немало факторов. Вы можете приобрести, к примеру, чугунный котел или же, двухконтурный. Все зависит от того, какую площадь он будет обогревать.

Котлы с камерой вверху. Они являются самыми популярными, удобными и простыми в работе. Это связано с тем, что топливо находится в верхней камере, а отработанный газ удаляется через трубу, которая находится внизу.

Но есть и недостаток – этот вид котла придется регулярно очищать от золы, так как зола попадает в отсек дожига.

Котлы с камерой внизу. Несмотря на то, что котлы с такой конструкцией менее распространены и удобны, они обладают некоторыми преимуществами.

Важно

Прежде всего, это редкая необходимость очистки золы, ведь она не попадает в отсек дожига. Также выделяемый газ поднимается и сразу же, при помощи форсунки, попадает в дымоход, где охлаждается.

Благодаря этому, нет нужды использовать большое количество материалов для сооружения дымохода.

Плюсы и минусы эксплуатации

Согласно многочисленным отзывам владельцев пиролизных твердотопливных котлов они обладают следующими преимуществами:

1. Благодаря тому, что топливо сжигается в два этапа, происходит существенное увеличение КПД.
2. Время горение примерно в три раза дольше, чем в обычной печи и составляет примерно 12 часов.
3. Практически полное отсутствие отходов, так как топливо сгорает полностью, и чистить котлы требуется не слишком часто.
4. Можно для отопления использовать не только колотые, но и неколотые поленья.
5. При установке пиролизного котла отсутствует нужда в существенном изменении отопительной системы.
6. Котел отличается высокой экологичностью.

Недостатки пиролизного твердотопливного котла:

1. Для работы котла необходимо наличие электроэнергии, так как для дымососа должен устанавливаться вентилятор.
2. Высокая стоимость.
3. Влажность дров не должна быть выше нормы 25 %.
4. Высокая нагрузка должна быть постоянной, и необходимо часто добавлять топливо. Если нагрузка уменьшается, то в дымоходе начинает скапливаться деготь.

Благодаря своей универсальности и отличным эксплуатационным характеристикам твердотопливные пиролизные котлы длительного горения получают все большее распространение и становятся все популярнее. Несмотря на высокую стоимость, они довольно быстро окупят себя и наполнят ваш дом теплотой и уютом.

Смотрите видео с подробным отзывом реального владельца твердотопливного пиролизного котла длительного горения:

Как работает твердотопливный пиролизный котел длительного горения

Каждый владелец частного дома, выбирая твердотопливный отопительный котел несомненно хочет сделать лучший выбор. Один из основных критериев на который обращают внимание все покупатели без исключения это экономичность.

Среди всего многообразия устройств представленных на российском рынке, есть одна разновидность использующая особый способ его сжигания – пиролизные котлы длительного горения.

Давайте попробуем разобраться как работает такой котел и как он устроен, а также рассмотрим его основные плюсы и минусы.

Объяснить суть пиролиза можно на примере котла длительного горения на дровах. Под воздействием высоких температур в топке (около 450 градусов Цельсия), происходит разложение древесины на твердую и газообразную составляющую.

Впоследствии, каждая из этих составляющих сжигается отдельно. Отопительные приборы такого типа называют еще газогенераторными, а сам метод – методом сухой перегонки.

Благодаря этой технологии достигается лучший КПД и меньший расход дров, чем при использовании классического способа, но значительно возрастает цена устройства.

Основными видами топлива для котлов длительного горения использующих метод пиролиза являются: древесина, уголь, торф, опилки, пеллеты. Главные требования к топливу следующие:

• Габариты закладки должны быть не больше размеров топки. В случае использования древесных поленьев, их длинна обычно ограничивается 40см, а диаметр 20см.
• Для получения высокого КПД, а также для продления срока службы котла, необходимо, чтобы влажность используемого в нем топлива не превышала 20%.

Фото 1: Система автоматической подачи пеллет в пиролизный котел

По типу используемого топлива, все виды пиролизных котлов можно разделить на:

• Конструктивно, спроектированы для работы на дровах. Именно на этом топливе они дают наилучший КПД. Самая известная модель такого типа — пиролизный котел на дровах «Buderus Logano»
• Основной вид топлива бурый уголь или кокс.
• Такие котлы работают на пеллетах – прессованных топливных гранулах из одходов деревообработки.
• Могут работать на любом из выше перечисленных видах топлива. КПД универсальных котлов длительного горения обычно хуже чем у спроектированных под определенный вид топлива.

Фото 2: Устройство пиролизного котла на дровах

В зависимости от того сколько контуров содержит конструкция выделяют:

• Водогрейный котел содержит один контур, который используется для отопления дома.
• В конструкции предусмотрен дополнительный контур, для обеспечение горячего водоснабжения.

Ниже показана схема пиролизного котла, глядя на которую мы разберем его устройство. Бытовой котел отопления длительного горения, обычно состоит из следующих основных элементов:

Фото 3: Схема конструкции пиролизного котла

• Блок автоматического управления котлом предназначен для установки различных режимов работы котла. Данное устройство позволяет контролировать различные параметры работы отопительного прибора.
• Наружный каркас выполнен из стали и покрыт специальной жаропрочной и износостойкой краской. Изпользование особых красок в отопительных котлах продиктовано условиями их эксплуатации и температурным режимом.
• Для уменьшения теплопотерь пиролизного котла его теплоизолируют. В качестве материалов для теплоизоляции используются муллитокремнеземистные плиты, асбест, диатомит, а также известь.
• Данное приспособление позволяет держать температуру котла в необходимых рамках. Закипание котла очень опасно и может превести к выходу котла из строя, а в некоторых случаях и к взрыву.
• Теплообменник представляет собой чугунную или стальную емкость, которая наполнена теплоносителем. В верхней и нижней его части оборудованы вентили для подключения подающей и обратной линии системы отопления. В процессе горения теплоноситель внутри теплообменника нагревается и циркулирует по отопительной системе.
• Камера загрузки (газифицирующая или топочная) представляет собой отсек, в который загружается твердое топливо. После загрузки и розжига топлива, уменьшается подача первичного воздуха. Процесс горения замедляется и топливо начинает медленно тлеть, выделяя при этом пиролизный газ. Температура при которой происходит эта процедура равна приблизительно 450С. Образовавшаяся газообразная смесь нагнетается в следующий отсек, называемый камерой сгорания.
• В камере сгорания происходит сжигание смеси из древесного газа и вторичного воздуха. Подача этой смеси осуществляется принудительно из отсека газификации. Процесс горения проходит при температуре 1100С.
• Подающий патрубок используется для подачи горяей воды из котла в систему отопления.
• Колосник представляет собой чугунную или стальную решетку, расположенную между камерами загрузки и сжигания. На ней происходит газификация твердого топлива, также через отверстия в ней пиролизный газ нагнетается в расположенную ниже камеру сжигания.
• Дымоход представляет собой канал для отвода газообразных продуктов сгорания. Длина и сечение дымовой трубы должны зависят мощности котла.
• Так как в большинстве пиролизных котлов отечественного производства применяется верхнее дутье, необходимо использовать принудительную тягу с помощью вентилятора или дымососа.
• Первичный воздух предназначен для предварительного разогрева топлива и начала процесса пиролиза.
• Вторичный воздух необходим для дожига пиролизных газов в камере сгорания.
• Через обратный патрубок, теплоноситель, из системы отопления возвращается обратно в отопительный прибор.

Итак, как же работает пиролизный котел? Давайте разберем поэтапно схему его работы на примере пиролизного котла на угле:

Этап 1:

В топку загружается твердое топливо, в нашем случае уголь. Котел разжигается и дверца в топочную камеру плотно закрывается. Так как поступление первичного воздуха ограничено, начинается процесс тления и выделения пиролизного газа. Длительностью горения можно управлять, регулируя подачу первичного воздуха.

Фото 4: Как работает угольный котел пиролизного горения

Этап 2:

Смесь пиролизного газа и первичного воздуха принудительно нагнетается внутрь камеры сжигания сквозь отверстия в колосниковой решетке. Туда же подается и вторичный воздух для обеспечения интенсивности горения. Происходит процесс сжигания смеси пиролизного газа и вторичного воздуха при большой температуре. Образовавшаяся тепловая энергия нагревает теплоноситель внутри теплообменника.

Фото 5: Как работает система дожига пиролизных газов

Этап 3:

Через газоход, посредством принудительной тяги с помощью дымососа, осуществляется вывод газообразных продуктов сгорания в атмосферу. Особо следует отметить, что выхлопные газы, образовавшиеся в результате пиролизного горения, содержат минимальное количество вредных примесей. Большую часть дымовых газов составляют водяные пары и углекислый газ.

Как видно, принцип действия пиролизного котла несколько сложнее традиционного. Именно поэтому стоимость их обычно в 2 раза выше. Прежде чем принять решение какой котел купить пиролизный или классический, давайте разберем плюсы и минусы котлов пиролизного горения.

Использование технологии пиролиза имеет как преимущества, так и недостатки. Основными плюсами котлов длительного горения пиролизного типа являются:

• Интервал между загрузками увеличен в 3-4 раза по сравнению с классическими. Например отопительный пиролизный котел «Прометей Эко» способен непрерывно работать на одной закладке топлива до 12 часов.
• При использовании пиролизного горения твердое топливо прогорает значительно лучше. Для получения одного и того же количества тепла при использовании пиролиза, потребуется меньше топлива, чем при традиционном сжигании.
• КПД при использовании пиролиза значительно выше. Диапазон значений КПД для пиролизных котлов 85-92%.
• В составе газов на выходе котла пиролизного типа почти полностью отсутствуют вредные примеси. Основную часть выхлопных газов составляют водяные пары и углекислый газ.
• Процесс газогенерации легко поддается регулировке. Поэтому чаще всего пиролизные котлы автоматические. Регулировка интенсивности горения позволяет подстраиваться под потребности отопительной системы.

Фото 6: Автоматический бытовой газогенераторный котел

Помимо рассмотренных нами плюсов, они обладают и рядом недостатков. Давайте остановимся на них поподробнее:

• Особенность конструкции пиролизного котла в том, что подача первичного и вторичного воздуха, а также тяга осуществляется принудительно с использованием вентиляторов, требующих наличия электричества. Однако, существуют и энергонезависимые модели на естественной тяге, но они достаточно редки.
• Метод газогенерации очень прихотлив к содержанию влаги в твердом топливе. Чем более сухое топливо используется, тем лучше. Рекомендуемая влажность не более 20%
• При малом количестве топлива, пиролизные котлы начинают гореть нестабильно. Поэтому рекомендуется не делать загрузки менее 30-50%, от рекомендуемой производителем нормы.
• Для дровяных пиролизных котлов сложно организовать автоматическую подачу топлива из-за больших размеров поленьев. Сделать автоматический угольный котел длительного горения возможно лишь в случае однородности размеров фракций угля.
• Высокая стоимость газогенераторных котлов длительного горения один из самых существенных их недостатков. Купить такой котел можно в 1.5-2 раза дороже, чем устройства аналогичной мощности, но использующие традиционный способ сжигания.

Подробнее об отопительных приборах пиролизного типа, их преимуществах и недостатках смотрите в видео:

Процесс установки, монтажа и обвязки пиролизного котла имеет свои особенности. Соблюдение всех нюансов, позволит обеспечить долгий срок службы отопительного прибора, а также обезопасить его владельцев. Технология пиролизного горения вносит ряд особенностей в монтаж котлов:

Фото 7: Дровяной пиролизный котел с теплоаккумулятором

• Выполняя монтаж котла, следует учесть, что надув воздуха и тяга в них осуществляется с помощью вентиляторов и дымососов. Поэтому установку следует проводить в непосредственной близости от источника электропитания.
• Также следует принять во внимание требования к влажности топлива. Во избежании сбоев в работе, производить установку котла длительного горения следует в сухом помещении.
• Поскольку температура газов на выходе ниже, чем у обычного, допускается применения дымоходов с более тонкими стенками (до 0.5мм).
• Рекомендуется подключение теплоаккумулятора. Поскольку наилучший КПД и режим работы котла длительного горения достигается полной загрузке, излишнее тепло рекомендуется накапливать в теплоаккумуляторе и использовать его для отопления по мере необходимости.

В заключении хочется сказать, что пиролизные котлы, хоть и имеют высокую стоимость, но обладают рядом существенных преимуществ. Если ваш бюджет позволяет вам приобрести отопительный прибор данного типа, то вы уж точно не разочаруетесь.

Эти устройства стоят своих денег, благо сейчас, на российском рынке, появились сравнительно недорогие пиролизные котлы отечественного производства.

Пиролизный котел

Из всех имеющихся на сегодняшний день вариантов твердотопливного обогрева помещений пиролизный способ представляет наибольший интерес. Отопительные твердотопливные агрегаты данного типа также называются газогенераторными. Главное достоинство пиролизных котлов – высокий, достигающий 85%, КПД и возможность регулирования мощности, как правило, в пределах 30-100%.

Принцип работы отопительного оборудования с пиролизным сжиганием топлива

Основным отличием работы этих агрегатов является то, что в процессе сжигания топлива горит не только оно само, но и газ, который выделяется из топлива при высокой температуре. Во время этого процесса не образуется сажа и скапливается минимальное количество золы.

В энергоустановках с пиролизным сжиганием, благодаря высокой температуре в топливном бункере и недостатку кислорода, твёрдое топливо разлагается на два компонента.

Первый – твёрдый остаток (в случае использования дров – древесный уголь) и второй, летучий, пиролизный газ.

Этот процесс протекает  с выделением тепла, которое досушивает топливо в котле и подогревает поступающий в зону горения воздух.

Совет

Появившийся газ проходит через специальную форсунку, смешиваясь с кислородом воздуха. При горении пиролизный газ образует чистое пламя жёлтого или практически белого цвета. Сгорая, газ взаимодействует с активным углеродом, что обеспечивает почти полное отсутствие вредных примесей в уходящих дымовых газах.

Топливом для данного типа агрегатов могут служить: все виды древесины, её отходы и прессованные древесные брикеты, влажность которых не должна превышать 20%. Пиролизный котёл на одной закладке топлива может работать сутки и даже больше, благодаря чему он получил название отопительного устройства длительного горения.

Наиболее популярные марки котлов длительного горения

Производители предлагают целый ряд отопительных устройств, работающих по принципу пиролизного сжигания топлива:

• Термохимические энергоустановки, носящие название «Котлы Попова», служат для нагрева жидкого или воздушного теплоносителя. Принцип работы котла Попова заключается в процессе образования из твёрдого топлива при высоких температурах пиролизного газа с последующим его дожиганием в специальной камере. Применяется это оборудование, в основном, для отопления теплиц, бань, саун, парников, просушки сельскохозяйственной продукции и пиломатериалов. Основным отличием этих энергоустановок от большинства пиролизных агрегатов является их независимость от источника электропитания.
• Пиролизные котлы «Буржуй К» производятся Костромской компанией «ТеплоГарант». В зависимости от мощности, они могут применяться для отопления коттеджей, складов, магазинов, детских садов, животноводческих комплексов. С топкой может справиться даже необученный персонал. При соблюдении правил эксплуатации «Буржуй К» совершенно безопасен.
• Котлы длительного горения «ТРАЯН» могут работать на любом виде твёрдого топлива: угле, дровах, торфобрикетах, древесных брикетах. Благодаря встроенному контуру охлаждения, этот агрегат совершенно безопасен, поскольку защищён от перегрева. «ТРАЯН» легко интегрируется в уже существующие системы отопления, для его установки не требуется специального разрешения контролирующих инстанций.
• «Будерус» – пиролизные котлы с охлаждающим теплообменником, изготавливаются мощностью от 18 до 38 кВт. Основное топливо – древесина, влажность которой не должна превышать 20%. Оборудование поставляется с собранным корпусом, установленной облицовкой и теплоизоляцией.

Одной из разновидностей данного типа оборудования являются металлические котлы, предназначенные для пиролизного сжигания отработанного масла. Как правило, это самодельные устройства, которые могут служить для обогрева гаражей, мастерских, бань, теплиц.

Основными недостатками пиролизного отопительного оборудования являются его зависимость от электроснабжения и более высокая, в сравнении с традиционными твердотопливными котлами, стоимость. Минимальная цена пиролизных котлов отечественного производства составляет примерно 1200-1300 долларов.

Виды и устройство пиролизных котлов длительного горения

Хотя отопительные котлы на природном газе по праву считаются наиболее удобными и экономичными, воспользоваться преимуществом газового отопления могут не все домовладельцы. Практика показывает, что для негазифицированного дома выгоднее всего приобрести котел на твердом топливе.

Уголь, дрова и топливные брикеты (пеллеты) из прессованной древесной массы гораздо дешевле, чем дизельное топливо и тем более электроэнергия, а по мощности твердотопливные агрегаты не уступают дизельным и значительно превосходят электрические. Разумеется, в топку приходится постоянно подкладывать уголь или дрова. Но делать это придется гораздо реже, если обратить внимание на пиролизные котлы длительного горения.

Котел пиролизный «КОТЭКО»

Как и обычные, они используются для:

• бытового отопления и горячего водоснабжения (бытовые);
• отопления стандартных теплиц и мини-теплиц;
• обогрева и обеспечения горячей водой промышленных помещений и общественных зданий.

Если обычный котел на угле или дровах приходится подтапливать раз в несколько часов (это зависит от его мощности), то экономичные пиролизные достаточно «заправлять» 2-3 раза в сутки.

Именно поэтому такие агрегаты и называют котлами длительного горения.

Их дорогие модели (например Biasi производства Италии; Viessmann и Buderus (Германия) могут оснащаться мощной автоматикой, которая делает их использование еще удобнее.

Твердотопливный котел Buderus

Принцип работы газогенераторного котла

Чем же отличается пиролизный котел длительного горения от традиционного твердотопливного? Ведь возможность более или менее автономной работы обещают многие их производители. Но в традиционных моделях автономность обычно повышается лишь за счет того, что топливо в топку подкладывается автоматически, и как правило, это не дрова, а пеллеты или уголь.

В топке пиролизного или газогенераторного котла обычные поленья горит в особых условиях: при высокой температуре (800-1000 градусов Цельсия) и с минимальным присутствием кислорода.

Этот процесс другими словами называют «сухой перегонкой» древесной массы; при горении она распадается на древесный уголь (кокс) и древесный газ, которые в свою очередь также сжигаются.

Пиролиз позволяет получить в 2-3 раз больше тепловой энергии, чем при сжигании точно такого же количества твердого топлива в традиционном твердотопливном агрегате (его КПД достигает 85 %).

Чаще всего в таких котлах используются дрова, но многие принимают и иные виды недорогого топлива: черный и бурый уголь, пеллеты. Единственное необходимое условие лишь в том, что какое бы топливо вы ни загружали, оно должно быть сухим: если его влажность больше 25%, топка просто не будет работать.

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.

Обратите внимание

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.