Виды и устройство пиролизных котлов длительного горения

Ни для кого не секрет, что исходя из экономичности и практичности применения, более комфортным считается газовое теплоснабжение.

Принцип работы

Стабильную мощность обеспечивает прогорание топлива не сразу в полном объеме заложенного, а только части, необходимой для процесса горения. Некоторые модели пиролизных котлов имеют дополнительно установленный тепло-электронагреватель. Он срабатывает, когда твердое топливо прогорело и в перерывах между протапливанием поддерживает нужную температуру теплоносителя. Благодаря этому владелец котла может отсутствовать дома целый день, а не находится возле отопления и ежечасно подбрасывать дрова.

Также к положительным особенностям относятся их экологические характеристики. Пиролизные котлы, по сравнению с обычными дровяными или угольными котлами, имеют меньшие выбросы угарного газа.

К недостаткам относятся необходимость регулярной чистки золы, а также высокая стоимость и особые требования к качеству топлива (влажность должна быть не выше 18%). Максимальное КПД достигается при использовании хорошо просушенной древесины. Использование сырой древесины может сократить срок службы котла и стального дымохода.

Пиролизные котлы делятся на две категории по требованиям к топливу:

  1. К первой категории относятся пиролизные энергонезависимые котлы, достаточно прихотливые к используемому топливу. Влажность древесины не должна превышать 25%. Макулатуру, хворост, древесную щепку, отходы коры, ДСП — запрещено использовать в энергозависимом типе.
  2. Вторая категория — утилизаторы древесных отходов потребляют и торф, и древесину, и уголь. Влажность топлива может быть в пределах 50%.

Что такое котёл длительного горения?

При эксплуатации означенного типа котла речь идёт о принципе, который основывается на поджигании твёрдого топлива сверху. В пример можно привести обыкновенную спичку.

Удерживая зажжённую спичку головкой к верху, Вы убедитесь в том, что пламя будет удерживаться значительно дольше, чем при опущении головки вниз. В этом случае спичка сгорит за считанные секунды.

Этот же принцип применяется и в котлах длительного горения. Задача – максимальное пролонгирование трансформации топлива в тепло. Ниже представлены преимущества использования котлов длительного горения в частном доме:

Что такое котёл длительного горения?
  • обладают меньшими габаритами;
  • практически полностью безопасны с точки зрения пожаробезопасности;
  • обладают доступной стоимостью в сравнении с аналогами.

Между тем, оценив преимущества пиролизного отопительного котла, Вы увидите, что твёрдое топливо может сжигаться более эффективно. На самом деле, этой технологии нет ещё и 10 лет.

Материал теплообменника твердотопливного котла: чугун или сталь

Чугунные котлы

Твердотопливный котел ассоцииируется с чем-то громоздким и тяжелым, поскольку его теплообменник зачастую выполняется из чугуна. Производители котлов применяют этот материал за его долговечность, высокую коррозионостойкость (износ чугунного теплообменника при обычном режиме составляет 0,1-0,2 мм в год, так что при толщине стенки в 5 мм его хватит лет на двадцать), устойчивость к высоким температурам (при топке углем только чугунный теплообменник может выдержать температуру горения в 900 град С), для него нехарактерны температурные деформации.

Материал теплообменника твердотопливного котла: чугун или сталь

К недостаткам котлов с чугунными теплообменниками относят их большой вес, что затрудняет транспортировку, во время которой оборудование к тому же нельзя ронять, ударять — чугун хрупок и дает трещину при резком ударе. Трещины появятся и если на горячий теплообменник пролилась холодная вода или если котел подпитывается слишком холодной водой. Разница между температурой подачи и обратки в более 50 град С может быть губительна для чугунного теплообменника, даже если микротрещины сначала визуально не видны. С низкой температурой на входе котла успешно работают некоторые современные изделия из эвтектического(упругого) чугуна, он превосходит по упругости обычный серый чугун в среднем на 30% и это делает возможным функционирование котла в низкотемпературном режиме.

Еще одним решением для низкотемпературного режима работы котлов на твердом топливе может стать применение в схеме котельной буферной емкости.

В то же время чугунные теплообменники состоят из секций и поэтому подлежат ремонту — секции заменяются, скрепляются винтами с термостойкой прокладкой и герметиком. Благодаря секционности, чугунный котел может «расти» вместе с домом. Например, пристроив к дому большую мастерскую, или оранжерею, можно не покупать дополнительный котел, а лишь добавить внутренние секции, увеличив тем самым мощность котла до необходимой.

Расчет мощности бытового котла ведется по формуле «1 кВт на 10 м² отапливаемой площади», то есть для дома 200м² потребуется котел мощностью 20 кВт.

Читайте также:  Как сделать печь длительного горения своими руками?

Стальные котлы

Материал теплообменника твердотопливного котла: чугун или сталь

Котлы со стальными теплообменниками подбираются по мощности аналогично, однако их конструкции разнообразнее и они обычно дешевле, что делает их частыми источниками тепла в котельных на твердом топливе.

Легкость стального теплообменника и его сварная конструкция являются и достоинствами, и недостатками в твердотопливном котле. Транспортировать, выгружать — проще, однако и температурные экстремальные воздействия такой котел переносит хуже, при перегреве теплообменник может деформироваться, сварные швы — дать течь, а иногда может прогореть и стенка теплообменника.

Чаще всего такие ситуации возникают при аварийном отключении электроэнергии и в системах с принудительной циркуляцией. В этом случае котел продолжает топиться, а циркуляционный насос не вращается, не снимает тепло с котла и происходит перегрев. Источники бесперебойного питания помогают, но в 50% случаев не срабатывают, лучше всего, если есть автоматическое переключение на дизельную электростанцию. Самым же эффективным способом защиты твердотопливного котла от перегрева в случае аварии на электросетях считается предусмотренный при строительстве короткий контур с гравитационной циркуляцией, то есть участок из труб большого диаметра, где и будет находиться нагретый котлом теплоноситель в период аварии.

Технические характеристики котлов верхнего горения на твердом топливе

Котлы с верхним горением производятся с разными мощностями от 8 до 95 кВт. Отдельные модели могут достигать показателя в 1200 кВт. Чем больше показатель, тем эффективней работа агрегата и тем большую площадь можно будет обогреть. Котлы с минимальной мощностью рассчитаны для установки в небольших домах. Украинские «Бураны» с 40 кВт предназначены для отопления больших домов или складских помещений.

Твердотопливный котел БУРАН-EXTRA 1200

Материалы изготовления котлов — чугун или сталь. Чугунный теплообменник долговечней, но из-за своего большого веса может вызывать трудности при монтаже. Стальные теплообменники изготавливают из стали различного качества от низкосортной, до высококачественной, устойчивой к воздействию высоких температур. Помимо этого стальные котлы часто имеют защиту из шамотного кирпича.

Технические характеристики котлов верхнего горения на твердом топливе

Чаще всего котлы с верхним горением работают на дровах, но есть модели, в которые можно укладывать уголь, торфяные брикеты, стружку и другое топливо.

КПД котлов равен 85-93 %. Как заявляют производители, время работы прибора после одной загрузки дров составляет от 8 до 31 часов, а на углях до 5 суток. Среднестатистический недорогой котел выдает тепло в течение 5-8 часов.

Температура нагрева воды 70 0C на дровах и 85 0C на угле. Рекомендованная температура на входе от 60 0C. Система отопления может быть как с естественной, так и с принудительной циркуляцией.

Порядок выполнения расчета

Итак, чтобы выяснить объемный расход дров в твердотопливном котле или печи за 1 сутки, надо воспользоваться формулой:

V = 24Q / (q х ), где:

  • V – количество дров, расходуемых за 1 час, м3;
  • Q – потребная мощность на обогрев здания, кВт;
  • q – теплотворная способность заданной породы древесины определенной влажности, принимается по таблице, кВт/м3;
  •  КПД – эффективность котельной установки в процентах.

Если предположить, что в нашем примере жилище будет отапливаться пиролизным котлом на твердом топливе с КПД 75%, загружаемым поленьями из просушенной сосны, то формула расчета дров примет такой вид:

V = 24 х 5 / (2166 х  х 75) =  м3

Важно! Чтобы правильно вычислить расход дров в пиролизном котле, надо учитывать особенности его работы. КПД 75—80% применяется в формуле, когда дрова имеют влажность не выше 25%. Если же этот показатель больше, то эффективность теплогенератора снижается до 70%, как у традиционных агрегатов.

Дальше нетрудно посчитать, сколько потребуется топлива на 1 месяц: х 30 = м3. Но этот результат – неокончательный, поскольку в формуле принимает участие значение теплоты сгорания для «чистого» кубометра, а в реальности топливо в поленнице занимает больше места из-за плотности укладки. Чтобы правильно произвести расчет дров в кубах, надо определить количество складометров.

Осуществить данные вычисления поможет ГОСТ 3242–88, в нем прописан норматив, в соответствии с которым складированные дрова следует обмерять, высчитывать складометры, а потом их переводить в плотные меры – кубометры. Перевод осуществляется путем умножения объема поленницы на коэффициент полнодревесности. Ниже в таблице представлены значения данного коэффициента для древесины различной конфигурации.

Поскольку в нашем случае стоит обратная задача, то полученный ранее объем топлива надо делить на один из коэффициентов, соответствующий реальным условиям.

Для примера возьмем колотые дрова длиной 0.5 м, тогда для хвойных пород следует выбрать значение Окончательно выясняем реальный расход твердого топлива из сухой сосны за 1 месяц для частного дома площадью 100 м2:

 м3 / =  м3

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).
Читайте также:  Как быстро рассчитать мощность котла для системы отопления?

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!

Какие бывают пиролизные котлы

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.

Статьи по теме

  • Отопительные котлы Купер – лучший выбор для частного дома
  • Дровяной котел длительного горения – лучшая альтернатива газовому котлу
  • Делают ли котлы на дровах двухконтурные своими руками?
  • Как установить пиролизный котёл своими руками
  • Дизельный котел: параметры, преимущества, недостатки

Виды дровяных котлов

Дровяной котлоагрегат — высокоэффективное нагревательное оборудование, устанавливаемое в качестве источника теплоснабжения в автономных системах с целью поддержки санитарно-гигиенических условий проживания в домах средней и малой площади.

Данные установки снабжены особыми предохранительными компонентами, обеспечивающие безопасность эксплуатации. Агрегаты работают в диапазоне КПД от 70 до 80%.

Виды дровяных котлов

Классификация котлов на твердом топливе:

  1. Классические котлы непосредственного горения. Не обращая внимания на тот факт, что они значительно уступают последним устройствам по продолжительности работы от 1 загрузки, они все же пользуются популярностью благодаря низкой цене.
  2. Котлы верхнего горения обладают цилиндрической формой и оборудованы специализированной телескопичной трубкой для воздуха. В связи с тем, что и процесс горения протекает вверху топочной камеры, новую порцию топлива можно добавить после сгорания предыдущего слоя.
  3. Котлы нижнего горения имеют особенно продуманную и действенную конструкцию шахтных котлоагрегатов с длительным горением нижнего слоя. Это дает возможность, в какой угодно период работы произвести засыпку дров в топку.
  4. Пиролизное устройство – газогенераторный котел на дровах с 2-мя камерами сгорания. В первой проходит первичное горение с дефицитом кислорода, запускающего процесс пиролиза и генерацию газа. Вторая — для полного сгорания синтез-газа. Такая конструкция дает возможность увеличить время функционирования котла на одной заправке дров.
  5. Пеллетные котлы – выпускаются для работы на прессованных либо гранулированных древесных отходах и укомплектованы особым бункером, из которого топливо поступает в камеру сгорания с помощью шнека.

Выводы и дополнительные полезные сведения

Эти рекомендации пригодятся на практике:

  • Прежде чем купить котел на дровах длительного горения, следует внимательно изучить актуальные предложения в соответствующем сегменте рынка.
  • Необходимо помнить, что в некоторых случаях оправдана покупка дорогого, более экономичного и надежного оборудования.
  • Для рационального использования финансовых средств необходима ревизия строения, улучшение его изоляционных характеристик.
  • Рекомендуется комплексная оценка эффективности применения определенных видов топлива.
  • Обязательно обеспечивается высокий уровень безопасности и автономности.
  • Для обогрева подсобных помещений разрешено применять самодельные конструкции.

Использование приведенных сведений и рекомендаций в комплексе поможет реализовать планы по созданию автономной системы отопления дома без лишних затрат.

Пиролизный котёл. Анализ работы пиролизного котла и его эффективность

» Дом

В этой статье вы узнаете, что такое пиролизный котёл и оцените его эффективность.

  • Что такое пиролизный котел и для чего он нужен.

  • Виды топлива, применяемого для сжигания в котле.

  • Конструкция котла.

  • Принцип работы пиролизного котла.

  • Достоинства и недостатки.

  • Как правильно подобрать котел.

  • Δ Что такое пиролизный котел и для чего он нужен

    Пиролизный котел

    Повсеместная газификация страны диктует свои правила. Газовые котлы в частных домах давно уже стали основной альтернативой центрального отопления. Также они часто применяются в квартирах при организации индивидуального отопления. Однако даже в наше время газифицированы далеко не все места проживания человека. В этих условиях люди пользуются либо твердотопливными котлами, либо (реже) традиционными печами для отопления дома и подогрева воды

    топлива в пиролизный котёл

    Пиролизный котёл – это разновидность твердотопливного котла, которая в последнее время приобретает все большую популярность, благодаря своей экономичности и высокой эффективности. Другое название этого вида котлов – газогенераторные котлы. Пиролизный котёл, это котёл который использует любой вид твердого топлива для отопления.

    Он имеет очень высокий КПД (от 80 до 95%), что позволяет отапливать большее количество жилой площади потратив меньшее количество топлива. При этом, топливо в пиролизном котле сжигается дважды, то есть практически полностью, что делает его чистым и экологически безопасным. Кроме того этот вид котла выгодно отличается от других твердотопливных аналогов длительностью работы на одной закладке.

    Газогенераторные котлы разных видов расчитаны на работу от 10 до 48 часов на одной закладке топлива.

    Δ Виды топлива, применяемого для сжигания в котле

    Основным видом топлива для пиролизного котла являются неколотые крупные дрова. Однако, можно топить также пиллетами, углем (предпочтительно орешек), бурым углем, пиллетами, прессованой соломой, и даже резиной и пластмассой. Однако не рекомендуется применять другие виды топлива в чистом виде. Желательно при закладке топлива использовать не менее 50% дров.

    Как узнать ресурс длительного горения?

    Приборы длительного горения относятся к отопительному классу и должны соответствовать установленным параметрам:

    • Объем топки — количество дров, необходимых для поддержания теплоотдачи в течение 8-10 часов. На это требуется не менее 10 кг дров, которые должны вмещаться в топку.

    • Объем зольника — длительное использование печей (каминов) ведет к повышенному образованию золы, которая должна свободно входить в зольник, не вынуждая постоянно заниматься очисткой.

    • Герметичность дверцы — излишнее количество воздуха увеличивает интенсивность горения и расход дров. Поднесите к дверце зажженную свечу — пламя должно оставаться неподвижным.

    • Качественное регулирование подачи воздуха на горение с помощью рычага.

    • Наличие шиберной заслонки, снижающей тягу.

    • Указание в инструкции к отопительному прибору, что он подходит для использования в режиме длительного горения. Остальные топки и печки относят к приборам продолжительного горения.

    Отдельно выделяют теплонакопительные печи, способные длительное время сохранять и отдавать тепло благодаря материалам, из которых выполнены. Но механизм работы у них иной. Большая масса теплонакопителя (около тонны и выше) вбирает в себя тепло, а затем длительное время это тепло отдает.

    Самодельный котел на дровах

    В отличие от газовых агрегатов, самодельный дровяной котел отопления можно изготовить самому. Для изготовления не требуется никаких разрешений, нужны только умелые руки, наличие необходимых инструментов, материалов и желательно опыт подобных работ. Иногда самодельные котлы отопления получаются лучше, чем промышленные модели.

    Умельцы в домашних условиях нередко создавали отопительные агрегаты, превосходящие по своим характеристикам промышленные образцы.

    Самодельный котел на дровах

    Чертежи, схемы и инструкции по самостоятельному изготовлению самодельных дровяных котлов любого типа можно легко найти в Интернете.

    Как происходит сборка конструкции с водяной рубашкой

    Изготовления дымохода осуществляется в следующей поочередности операций:

    1. Аккуратно разрезают баллон в верхней части. Из получившегося в результате этого колпака впоследствии изготовляется крышка для котла.
    2. Дно баллона оснащается самодельными ножками. Каждую из них перед фиксацией необходимо выставить точно по уровню.

    Поршень конструируется в три этапа:

    Как происходит сборка конструкции с водяной рубашкой
    1. Вырезается стальной круг: в поперечном сечении он должен уступать внутреннему диаметру баллона примерно 35-45 мм. Благодаря боковым зазорам пиролизные газы без помех будут просачиваться во вторичную камеру. По центру круга выполняется отверстие под воздуховод: эта труба должна вставляться в него достаточно плотно.
    2. Далее проводится сварка друг с другом металлического круга и трубы.
    3. Поверх поршневого основания приваривается кусок швеллера.

    Для изготовления крышки печи можно использовать верхнюю срезанную часть баллона. На ее поверхности наносится разметка под трубу воздуховода с закрепленным подающим поршнем. При этом необходимо предусмотреть определенный запас для свободного перемещения трубы. По нанесенным линиям производится вырезание. Сбоку самодельная крышка оформляется ручками, для чего используются согнутая в тисках арматура. Теперь можно приступать к установке дымохода вверху импровизированной пиролизной печи. При помощи болгарки делается вырез под заготовку трубы: для скрепления деталей также используется сварка.

    На этом основная часть работ по сооружении Бубафони считается оконченной: ее можно запускать в эксплуатацию. Установить печь желательно на заранее обустроенный фундамент.