Піролізний котел тривалого горіння: схема і принцип роботи, як

07.10.2015

Піролізні котли тривалого горіння

При відновленні або зведенні невеликого будиночка в селі багато нерідко замислюються про альтернативному використанні пічного опалення. Актуальним стає питання не лише досягнення максимального комфорту, але і раціонального економного витрачання природних ресурсів. На сьогоднішній день кращою альтернативою твердопаливним є піролізні котли тривалого горіння. Відразу постає питання, чому саме таке опалювальне обладнання, та яке відношення має до котлів «піроліз»?

Плюси і мінуси

Котли на твердому паливі з піролізним спалюванням інакше іменують газогенераторными. Основні переваги подібних котлів полягають у можливості керування потужністю роботи і високим ККД, який може досягати 85%.

Відмітна особливість твердопаливних котлів з піролізним спалюванням полягає в тому, що в них відбувається спалювання не тільки дрова, але і виділяється під впливом високої температури деревного газу. При такому спалюванні залишається зовсім мало золи і практично відсутня сажа. Піролізне спалювання забезпечує в бункері топки високу температуру, в результаті чого не просто виділяється деревний газ, а й відбувається його подальше проходження через форсунку. Горить газ гарним чистим полум’ям білого або жовтуватого кольору.

До числа недоліків піролізних котлів належать їх більш висока ціна, в порівнянні з традиційними твердопаливними котлами, а також необхідність наявності електричного живлення. В якості палива для газогенераторних котлів можна застосовувати будь-які види дерева, деревні брикети і відходи деревини, вологість яких не перевищує 20%.

Незаперечною перевагою піролізних котлів є можливість працювати протягом доби за єдиною закладці палива. Звичайно, тривалість роботи при одній закладці визначається низкою факторів:

  • Температура повітря зовні
  • Заданий рівень температури в приміщенні
  • Вологість палива
  • Ступінь утеплення будівлі
  • Відповідність будівельним нормам опалювальної системи

У будь-якому випадку піролізні котли є набагато більш ефективними, ніж традиційні твердопаливні котли. Відразу виникає питання, на чому ґрунтується таке твердження?

Перш за все, при спалюванні дров, особливо в разі їх перезволоження, не вдається домогтися високої температури, що цілком можливо при спалюванні деревного газу. До того ж для горіння газу потрібно куди менше вторинного повітря, завдяки чому досягається більш висока температура і підвищується ефективність горіння палива. Можливість автоматизації процесу схожа з автоматикою рідкопаливних і газових котлів, завдяки чому набагато простіше керувати процесом горіння піролізного газу.

Як працює піролізний котел

Принцип роботи газогенераторного котла заснований на сухій перегонці палива (або піролізному спалюванні), сенс якого полягає в тому, що при дефіциті кисню в умовах впливу високих температур відбувається розщеплення сухої деревини з виділенням летючої частини. Саме ця летюча частина іменується піролізного газом, а твердий залишок називається коксом або деревним вугіллям.

Піролізний котел тривалого горіння: схема і принцип роботи, як

Піроліз деревини відбувається в широкому діапазоні температур від 200 до 800 градусів. Процес носить екзотермічний характер, тобто протікає з виділенням тепла, внаслідок цього відзначається поліпшення підсушування палива і його прогріву, а також виконується нагрівання повітря, який потрапляє в зону дії пальника.

Теплова енергія виходить в результаті горіння виділився при високій температурі піролізного газу, який змішався з киснем повітря. Потрібно відзначити, що в процесі горіння піролізний газ контактує з активним вуглецем, завдяки чому на виході з котла в димових газах практично відсутні шкідливі домішки.

У цілому, можна сказати, що основною складовою димового газу на виході є водяна пара і вуглекислий газ. При цьому викиди в атмосферу вуглекислого газу в три рази менше, ніж при роботі аналогічних котлів, що працюють на вугіллі або дровах.

При піролізному горінні утворюється мінімум золи і сажі, що знижує витрати на експлуатацію устаткування, які пов’язані з більш рідкісними чистками.

Дещо про паливі

Для забезпечення тривалої експлуатації піролізного котла і його роботи з максимальною потужністю слід в якості палива використовувати максимально висушену деревину.

наприклад, 1 кг деревини з вологістю 15-25% володіє теплотою згоряння близько 4 кВт/год, то ж кількість палива з вологістю 25-40% — 3 кВт/год. Якщо вологість деревини перевалить за 50%, то 1 кг деревини буде мати теплоту згоряння менше 2 кВт/год.

Очевидно, що кількість енергії, що виділяється багато в чому визначається вологістю деревини. Надлишок вологи є причиною низького нагрівання, поганого горіння, задимленості. Регулярне використання в якості палива «мокрих» дров в значній мірі знижує термін служби не тільки димаря, але і самого котла. Потужність котла може бути знижена вдвічі, в той же час величина витрати неякісного палива може мати аналогічний показник тільки в бік збільшення.

Схема роботи піролізного котла може бути спрощено представлена наступним порядком дій:

  • Завантаження дров або деревних відходів в предпоток
  • Термічна сублімація палива
  • Подача генераторного газу в топку для спалювання
  • Утилізація теплоти димових газів теплообмінником
  • Контроль подачі повітря в предпоток, необхідний для піролізного процесу

Вартість піролізного котла

З викладеного вище матеріалу стає очевидним, що піролізні котел – це сучасне і ефективне вирішення питання влаштування опалювальної системи. Незважаючи на масу настільки очевидних позитивних моментів експлуатації піролізних котлів, все ж багатьох зупиняє їх висока ціна.

Ціна самого примітивного вітчизняного газогенераторного котла становить більше тисячі доларів, а вартість імпортних аналогів ще вище. Ось і виходить, що головне завдання конструкторів – зробити настільки ефективне обладнання більш доступним.

Можна зробити своїми руками

Якщо немає коштів на покупку піролізного котла, то це ще не привід відмовлятися від подібного обладнання. Можна замовити виготовлення котла фахівцям, що може обійтися трохи дешевше, а можна і самостійно спробувати виготовити подібний котел. Правда, для цього доведеться роздобути креслення, а в інтернеті, на жаль, їх не так вже й багато.

Котел Blago

Винахідник Благодаров Ю. П. вельми схвально відгукується про своє дітище – котлі Blago, приводячи масу аргументів на користь свого винаходу.

Піролізні котли Blago відрізняються від стандартних аналогів наступними характеристиками:

  • Збільшений розмір завантажувальної камери
  • Збільшений розмір дверного отвору камери
  • Можливість роботи як з димососом, так і з природною тягою
  • Відсутність шибера прямої тяги
  • Відсутність ручного регулювання
  • Наявність пластинчастого газотрубчатого теплообмінника
  • Підігрів подається в топкову камеру повітря
  • Зручність і простота чищення
  • Більш високий ККД
  • Для виготовлення котла використана якісна сталь
  • Футеровка виконана із застосуванням якісного шамоту
  • Відсутність диму при дозавантажити палива
  • Відмінне співвідношення ціна – якість — технічні параметри

Піролізний котел Blago не лише адаптований до погодних умов і запитам наших споживачів, але і може впевнено конкурувати з імпортними аналогами, нерідко перевершуючи їх у багатьох технічних, фізичних і економічних параметрах.

Піролізний котел тривалого горіння: схема і принцип роботи, як

Вигляд готового котла Blago

Піролізний котел Blago дуже схожий зі своїм польським прототипом IRLEH, різниця полягає лише в покращеній якості допалення піролізних газів, що реалізовано за допомогою подачі підігрітого повітря.

Піролізний котел тривалого горіння: схема і принцип роботи, як

Розмір котла Blago для будинків від 100 до 200 кв. м.

Завдяки поєднанню розпалювальної засувки разом з завантажувальної дверцятами, а також пристрою додаткової навстіж дверцята вдалося значною мірою підвищити пожежну безпеку обладнання, що обумовлено неможливістю виходу піролізних газів і їх самозаймання поза межами котла. Завдяки цьому можна не хвилюватися про неуважність оператора, навіть якщо він не відкриє розпалювальну камеру перед відкриттям завантажувальних дверцят, все одно піролізні гази не зможуть потрапити в приміщення. Це обумовлено тим, що при відкритій завантажувальної дверцятах роль запобіжника зіграє орні дверці, яка стане на заваді поширенню газу в приміщення і направить їх у бік димоходу.

Система пожежної безпеки пристрою сконструйована таким чином, щоб запобігти будь-яку позаштатну ситуацію, яка може виникнути з вини оператора. В топкову камеру можна закладати поліна від півметра завдовжки, при цьому тривалість роботи котла на одній закладці може досягати 10 годин.

Піролізний котел «Теплолов»

Ще одним видом опалювальних водогрейно-повітряних котлів є котли типу «Теплолов». Це досить прості і надійні пристрої, які призначені для організації теплопостачання будівель різного призначення. В якості палива можна використовувати відходи кускової деревини, пресовані брикети і дерев’яні поліна. При цьому довжина полін повинна знаходитися в межах 0,38-1,0 м, їх діаметр повинен бути не менше 0,1 м і не більше 0,25 м.

Піролізний котел тривалого горіння: схема і принцип роботи, як

Мінімально допустимі розміри брикетів – 3/30 див. Дрібні відходи деревини, в тому числі і тирсу можна спалювати разом з полінами, при цьому їх кількість не повинна перевищувати третини обсягу завантажувальної камери.

Велика завантажувальна двері і збільшений об’єм камери дозволяють знизити витрати праці на колку дров. В якості палива можна використовувати деревину, вологість якої не перевищує 30%.

Тип пристрою котлів «Теплолов», як і принцип спалювання палива, має деякі відмінності від стандартних твердопаливних котлів. В основі роботи устаткування лежить принцип термічного розкладання палива. При перебігу процесу в завантажувальній камері на тлі дефіциту кисню і високої температури відбувається виділення піролізного газу, спалювання і тепловіддача якого схожі з роботою представленого вище піролізного котла Blago. Коефіцієнт корисної дії і викиди в атмосферу вуглекислого газу також близькі до показників роботи котлів Blago.

Конструкція котла «Теплолов»

Котел «Теплолов» складається з двох, розміщених один над одним камер. У верхню камеру, що представляє собою паливний бункер, виконується закладка палива, тут же відбувається його горіння з виділенням приролизного газу.

Саме завдяки газифікації в першій камері відбувається підсушування дров і підігрів повітря, який потім прямує в камеру згоряння. В нижній камері відбувається спалювання піролізного газу, тут же накопичується і зола. Камери з’єднані між собою спеціальною газифицирующей форсункою. Регулювання потужності котла виконується дозуванням наддуву вторинного повітря.

До позитивних характеристик піролізних котлів «Теплолов» можна віднести досить точне регулювання, що не часто реалізується у звичайних твердопаливних котлах. Чутливий терморегулятор дає можливість точної установки температури теплоносія. Підігрів надходить в зону горіння повітря робить роботу котла більш економною, а піролізне спалювання зводить до мінімуму кількість відходів і збільшує термін роботи обладнання. Потужність котла може досягати 40-50 кВт, а час роботи на одному завантаженні визначається якістю палива і може досягати 12 годин.

В якості теплоносія можна використовувати як воду (водяна тепла підлога або навісні традиційні батареї), так і повітря. Останній варіант виглядає більш перспективним, оскільки дозволяє більш швидко прогріти приміщення. Ще одним позитивним моментом можна вважати відсутність необхідності доставки теплоносія і зниження витрат на забезпечення герметичності труб.

Витік теплоносія не принесе ніяких збитків, робота системи може бути зупинена і відновлена в будь-який час. Цей аспект є досить актуальним для власників заміських будинків і дач, де люди не проживають постійно, адже повітря в трубах не може замерзнути, що нерідко трапляється з водою, і зруйнувати опалювальну систему.

Рух теплоносія засноване на природній циркуляції – гаряче повітря піднімається по трубам вгору, а приплив холодного повітря відбувається самопливом.

Готовий котел «Теплолов» коштує близько 1400 євро. При наявності креслень, які ви можете придбати у творців цих котлів та самостійному виконанні робіт цю цифру можна зменшити вдвічі.

Поділіться статтею з друзями:

Короткий опис статті: піроліз деревини Дізнайтеся повну інформацію про піролізних котлах з цієї статті.

Джерело: Піролізний котел тривалого горіння: схема і принцип роботи, як зробити своїми руками

Також ви можете прочитати