Пиролизный котел на твердом топливе

Сочетание эффективной работы, основанной на экономном использовании топлива, и удобство эксплуатации – ключевые требования при выборе котла отопления. Основная цель инженерных разработок – максимально использовать теплоту от сжигаемого топлива при сокращении объема источника энергии. Пиролизный котел полностью соответствует поставленным условиям и представляет практичный вариант отопления жилья.

Виды и устройство пиролизного оборудования

Какие котлы можно отнести к пиролизным и существуют ли конструктивные отличия между моделями? В чем преимущества и отрицательные стороны агрегатов длительного горения? Для начала стоит отметить, что пиролизные котлы работают исключительно на твердом топливе. «Сердце» котла – это камера сгорания, состоящая из двух отсеков:

• Загрузочная часть для твердого топлива, генерирующая газ.
• Сектор дожига, функция которого – организация процесса сжигания пиролизных газов.

Этот сектор соединен с дымовым трактом, по которому тепловая энергия двигается к теплоносителю. Здесь же оседают и остатки сгорания твердого топлива в виде сажи. Поэтому второе название пиролизного аппарата – газогенераторный котел. Все подобные агрегаты оснащены переключателями тяги. Отсутствие данного элемента превращает газогенераторный котел в стандартное оборудование прямого горения. Именно закрытие задвижки обеспечивает начало пиролизного процесса при сгорании твердого топлива.

Существуют различные модели пиролизных котлов, разница между которыми заключается в расположении камера дожига. Она может быть оборудована вверху или внизу. Особенности популярной конструкции агрегата на твердом топливе с нижней камерой дожига следующие:

• Среди преимуществ отмечается удобная закладка топлива, отработанные газы при этом выходят в дымовую трубу, установленную снизу.
• Существенным недостатком такого пиролизного котла является необходимость регулярной чистки нижней камеры ввиду попадания золы из первичного отсека.

Конструкция пиролизного твердотопливного котла с верхней камерой дожига получила меньшее распространение, но обладает значительными преимуществами. В нем пиролизный газ поступает в отсек дожига через форсунки, а после полного сгорания передвигается в дымоход. После охлаждения продукты сгорания выводятся наружу. Отрицательным моментом такой модели является увеличенный расход материала на обустройство дымового тракта.

Конструктивные различия между твердотопливными котлами пиролизного типа имеются и в обустройстве тяги, которая бывает принудительной и естественной.

Для принудительной вентиляции устанавливаются вентиляторы и дымососы, управление которых происходит автоматически. Их работа характеризуется большим временем эффективного горения, но при условии наличия электроэнергии.

Принцип работы

За счет чего пиролизный твердотопливный агрегат обладает высоким КПД, рассмотрим подробно. Благодаря оборудованной камере сгорания и турбине, одной закладки твердого топлива хватает на период от 10 до 12 часов. Как это действует:

• Газогенераторные котлы оснащены программным устройством, функция которого – установить удобный режим отопления.
• После получения заданных параметров осуществляется автоматическое управление работой турбины.
• В отсек для загрузки твердого топлива подается определенный объем воздуха, обеспечивающий требуемый режим горения. Это позволяет поддерживать в системе нужную температуру.

Ключевым принципом эффективного функционирования пиролизных котлов является использование технологии генерирования газа за счет разложения древесины. Осуществляется это при воздействии на твердое топливо высокими температурами в диапазоне 200-800^оС при условии ограниченной подачи воздуха. То есть получение основного потока тепловой энергии базируется не в загрузочной камере, где непосредственно происходит сжигание твердого топлива. Выделяемый в условиях нехватки кислорода пиролизный газ проходит через форсунки в камеру дожига, и, смешиваясь там с вторичным воздухом, сгорает при температуре 1100-1200^оС. Его воспламенению способствует дымосос, создающий необходимую тягу. Этот процесс характеризуется выделением колоссального объема тепла. Участки котла, где скапливается небольшое количество отходов в виде золы и сажи, нуждаются в регулярной очистке.

Продвижение пиролизного газа через теплообменник сопровождается передачей тепловой энергии теплоносителю, после чего он удаляется через дымоход. Это обеспечивает максимальное использование выделяемого тепла и продление процесса сгорания твердого топлива.

Особенности стальных и чугунных моделей

Корпус твердотопливного пиролизного котла преимущественно изготавливается из стали толщиной более 5 мм. Недостатком данного материала является подверженность процессам коррозии, что оказывает негативное влияние на срок эксплуатации оборудования. Избежать подобных проблем позволит приобретение котла на твердом топливе, корпус которого выполнен из чугуна, обладающего высоким качеством и надежностью. По сравнению со стальными изделиями, характеристики чугунных пиролизных котлов выше по следующим позициям:

• период эксплуатации;
• теплоотдача;
• устойчивость к процессам коррозии;
• чугунные котлы менее подвержены воздействию кислот и смол.

Нюансы выбора топлива

Эффективность работы пиролизного котла во многом зависит от типа применяемого топлива. В целом, для него подойдут такое сырье органического происхождения:

• дрова;
• уголь;
• пеллеты;
• торф;
• отходы древесной переработки.

Загрузка опилок и стружки неприемлема ввиду противоречия самому названию котла «на твердом топливе». Использование данных материалов не обеспечит процесс выделения пиролизного газа по причине моментально сгорания. Оптимальным вариантом является древесина, горение которой сопровождается образованием больших объемов газа, превышающим все остальные источники. Как говорилось выше, высокий КПД котла пиролизного типа возможен при условии загрузки сухого топлива.

Анализ стоимости источников тепловой энергии определил лидеров: среди них находятся пеллеты и древесные гранулы. Оба вида представляют результат деревообработки и обладают низкой стоимостью. Однако мелкофракционный материал рекомендуется применять в сочетании с дровами.

Минимальный размер топлива для газогенераторного котла составляет 7-10 см при поперечном измерении. Применение щепы или опилок допускается в объемах, не превышающих ¼ массы всего твердого топлива.

Преимущества и недостатки

Усовершенствование котлов на твердом топливе обеспечило пиролизным агрегатам ряд преимуществ, среди которых следует отметить:

• При соблюдении условий эксплуатации КПД котла составляет 85-90%. Это достигается благодаря сжиганию твердого топлива без остатка.
• Потребность в загрузке дров возникает дважды в сутки. При эксплуатации пиролизного котла на неполную мощность процесс можно сократить до одноразового пополнения в течение 24 часов.
• Регулировка температурного режима в помещении обеспечивает сокращение расхода топлива.
• Взаимодействие пиролизного газа с углеродом сопровождается минимальным выделением вредных веществ. В совокупности с практически полным сгоранием твердого топлива в котле, это гарантирует низкий уровень загрязнения атмосферы. По отношению к традиционным агрегатам он уменьшен в три раза.
• Сокращение количества чисток пиролизного котла благодаря полному сгоранию всех компонентов древесины.

По отзывам потребителей твердотопливным пиролизным котлам свойственны отдельные недостатки:

• Зависимость от подачи электроэнергии.
• В своем большинстве пиролизные котлы одноконтурные агрегаты, поэтому выполняют единственную функцию отопления помещения. Для организации процесса нагрева воды следует позаботиться об установке дополнительного оборудования, что сопровождается новыми материальными затратами. 
• Стоимость аппарата на твердом топливе пиролизного типа выше цены традиционного твердотопливного котла. Однако за счет экономного расхода сырья в дальнейшем эта статья расходов с успехом перекрывается.
• Невзирая на автоматическую регулировку отопительного процесса, загрузка твердого топлива в пиролизный котел осуществляется вручную. Эта процедура доставляет потребителям определенные неудобства ввиду систематического контроля над расходом сырья.

Выбирая среди множества моделей пиролизных котлов учтите, что агрегаты, работающие исключительно на пеллетах сложны в обслуживании, поэтому нуждаются в привлечении сервисных специалистов. Стоимость всех пиролизных котлов напрямую зависит от наличия и количества технических усовершенствований.

• Как выбрать чугунную печь для бани
• Проектирование системы отопления частного дома
• Каменная печь для бани и дома
• Чем замазать печь, чтобы не трескалась