Пиролизный котел – это не печка с водогрейкой. В нем закручен, в буквальном смысле слова, целый клубок сложных процессов. И разработка работоспособного котла – серьезнейшая инженерно-конструкторская задача, требующая солидных знаний, опыта, месяцев, если не лет, напряженного труда и немалых затрат на эксперименты и обкатку готовой конструкции. Векового опыта и проверенных поколениями технических решений, как для традиционных печей, тут нет. Чертежи пиролизного котла в свободной раздаче если и найдутся, то лишь 2-3 общих вида плюс 3-4 разреза. Имея соответствующее образование, опыт работы и посидев месяц-другой в AutoCAD’e и CorelDraw, деталировку можно составить самому. Но спецификаций все равно нет, из какого материала делать ту или иную деталь, можно только догадываться, либо просчитывать весь агрегат заново. Авторы конструкций за полный комплект техдокументации просят, как правило, не очень дорого. При самостоятельной разработке  больше уйдет и времени и сил, если «доковыривать» самому. Но как по ознакомительным картинкам определить, будет ли оно работать вообще, насколько эффективно и подойдет ли мне, к моим конкретным условиям и требованиям? Аналогичные вопросы возникают у тех, кто решил купить себе пиролизную печь или котел. Производители с продавцами предлагают их наперебой, по данным обследования и замеров на месте подберут подходящую модель. Но где гарантия, что у конкурентов не найдется дешевле, экономнее и надежнее? Какой лучше подойдет вот для этого именно дома? С холодильниками-стиралками более-менее понятно, это бытовуха привычная, а котел как выбирать? Так вот, данная статья как раз и предназначена для того, чтобы дать и неподготовленному читателю ясное представление: что же это такое – пиролизный котел, что там у него внутри находится, что происходит, как все взаимосвязано и взаимодействует, на что и как влияет конструкция каждого из составляющих агрегат узлов.

Понятие котел отопления означает, что водогрейный контур полнопоточный, т.е. котел выдает расход горячей воды, необходимый для непрерывной работы системы отопления и водогрейный регистр – неотъемлемая часть конструкции котла

Современные бытовые твердотопливные пиролизные котлы все без исключения газогенераторные. Иначе получить КПД выше 65-70% не получается. Но название «пиролизные» отнюдь не ошибочно: более 90% вырабатываемого тепла дает сгорание пиролизных газов, по этому далее в тексте выражения «пиролизный» и «газогенераторный» употребляются как синонимы. По умолчанию пиролизным считается также любой котел длительного горения на твердом топливе; там большую часть тепла дает также пиролиз. В масляных приборах длительного горения  более половины тепла дает сгорание испарившихся легких фракций, а самые тяжелые, тоже пригодные для пиролиза, оседают в шлам на дне резервуара. Поэтому считать масляные печки пиролизными можно только с большой натяжкой. Твердотопливные отопительные пиролизные котлы можно применять для отопления как жилых, так и производственных помещений, таких как цеха, склады, гаражи, автомойки, различные сельскохозяйственные постройки, например коровники и свинарники, а также школы, больницы, библиотеки, автомастерские. Их применение не требует специальных знаний или умений, а для работы используется, пожалуй, самое доступное топливо — древесина, уголь. Принцип работы пирокотла основан на явлении пиролиза – термического (при повышенной или высокой температуре) разложения веществ сложного химического состава без участия дополнительных реагентов. Попросту говоря, молекулы вещества от нагрева расщепляются на более простые и легкие части. Применительно к органике в топке это значит, что продукты пиролиза гореть будут легче, сгорать полнее и тепла дадут больше. Как устроены пиролизные котлы? На рис. показано устройство пиролизных котлов самых употребительных типов. Две верхних позиции – котлы с принудительной циркуляцией в рабочем (воздушно-газо-дымовом) тракте, т.е. с принудительной тягой. Две нижние – пиролизные котлы на естественной тяге. Подробно мы будем рассматривать котлы с принудительной тягой, так как котлы с естественной тягой мощность более 15 кВт не развивают. Разберемся, что у них у всех общего.

 

 Общий у всех пирокотлов рабочий цикл; любой пиролизный котел работает следующим образом:

  • Первичный наружный воздух поступает в камеру газификации, где тлеет топливо.
  • Небольшая часть его кислорода расходуется на поддержание тления, обеспечивающего температуру газификации в 200-800 градусов.
  • Пиролизные газы поступают через сопло в камеру сгорания.
  • В нее же поступает вторичный воздух, и пиролизные газы горят.
  • Некоторая часть пиролизных газов при наличии катализатора – частиц свободного углерода из топлива – восстанавливается до угарного газа и окислов азота, на что расходуется тепло.
  • Восстановленные компоненты окисляются в камере дожигания, отдавая обратно тепло.
  • Прореагировавшие дымовые газы проходят через теплообменник водогрейного регистра, а затем уходят в дымоход.
  • Система терморегулирования поддерживает в камере сгорания оптимальную для полного сгорания температуру.

Примечание: не вполне забывшим химию из этого ясно – отбор тепла на этапах газификации, сгорания и догорания неизбежно резко ухудшит КПД установки и даст на выходе вредные и опасные газы. В пирокотле непрерывно крутится огромное количество тепловой энергии, и нам доступно только то, что уже не нужно для самоподдержки рабочего цикла. Самодельный пиролизный котел должен проектироваться с полным знанием и пониманием этого обстоятельства, иначе получится очень плохая и опасная печь. Если где-то увидите чертежи с теплообменником в газификаторе, камере сгорания или дожигателе – игнорируйте без разглядывания!

Общие для пирокотлов также режимы работы. Их всего три, см. рис.

 

 Режимы работы пиролизного котла

  1. Розжиг. Заслонка (дроссель, шибер) прямого хода открыта. Дымовые газы уходят прямо в дымоход – слева на рис.
  2. Рабочий режим, в центре. Заслонка прямого хода закрыта, идет пиролиз. Тяга в газоходе обеспечивается либо принудительно, либо естественным образом.
  3. Догрузка топлива, справа. Заслонка прямого хода открыта, но тяга в газооходе сохраняется некоторое время: он разогрет, и вентилятор, если он есть, не выключается. Пиролиз не прекращается. Догрузку нужно производить быстро – кроме того, что цена топлива вылетает в трубу, может пойти угар.

 И, наконец, общими для бытовых пирокотлов является также привередливость к топливу и материалам конструкции:

  • Обводненность топлива более 30% приводит к резкому снижению КПД, т.к. на испарение влаги и каталитическое разложение паров воды расходуется тепловая энергия топливной закладки.
  • Расчетные значения техпараметров достигаются только на растительном топливе с высоким содержанием сложной органики.

  • В камеру сгорания в расчетном режиме работы бьет сильная струя раскаленных химически активных газов, см. рис. справа, поэтому обычные конструкционные материалы для этих узлов не годятся.

Из термохимии процессов в пирокотлах следует еще один их недостаток: небольшие пределы регулировки мощности при условии сохранения высокого КПД. Форсировать котел по теплу более чем на 50% не выйдет – топливо в газификаторе вспыхнет, и КПД упадет. И снизить ее более чем вдвое тоже не получится: пиролиз затухнет, КПД опять упадет, пойдет угар. Но в средних широтах тепловая мощность систем отопления по сезону должна меняться в 10-15 раз. Так что системы отопления на пирокотлах нужно проектировать в расчете на циклический режим прогрева, и крайне желательно при этом хорошенько утеплиться снаружи ЭППС. Пиролизный котел – детище века энергосберегающих технологий, в избе с земляным полом от него толку не будет.

Самодельщику и покупателю нужно знать, что газификатор, камеры сгорания и дожигатель без жаростойкой футеровки долго не протянут. К примеру, на широко рекламируемые и, действительно, очень дешевые котлы на естественной тяге «Буржуй» имеется множество нареканий: за один-два отопительных сезона под камеры сгорания прогорает, литые из чугуна колосники корежатся.

Дешевизна «Буржуя» как раз и объясняется тем, что он не футерован. А состав и технология нанесения футеровки – главный секрет любой котлостроительной фирмы. И немалая доля стоимости готового изделия. Стоит заметить, что в наших котлах применена футеровка из шамотного кирпича.

На рис. со схемами котлов вверху слева – котел с наддувом: вентилятор нагнетает наружный воздух в газификатор, и вторичный воздух подается в камеру сгорания тоже не снаружи, а от внутренней воздушной магистрали. Давление во всем рабочем тракте выше атмосферного. Преимущества схемы в наддувом:

  1. Вентилятор – с гравитационной заслонкой.
    Наличие вентилятора наддува делает работу котла более стабильной по сравнению с энергонезависимыми котлами. При различной тяге, скорости ветра, котел будет работать одинаково хорошо.
  2. Камера сгорания может быть совмещена с дожигателем, как на схеме, т.к. всегда можно обеспечить избыток воздуха в ней в любом объеме.
  3. При использовании жаропрочных спецсталей можно обойтись без футеровки, т.к. температура более 1000 градусов сосредоточена в области около сопла, а у стен – 800-900 градусов.
  4.  Котел оборудован автоматикой, регулирующей работу вентилятора наддува для поддержания заданной температуры теплоносителя. Пользователю достаточно лишь выставить желаемый температурный режим, и автоматика сама будет следить за его поддержанием.
    Справа вверху – котел пиролизного горения с дымососом. Давление в тракте, соответственно, ниже атмосферного. Разница с наддувом принципиальная, и понять ее поможет тот же дуршлаг под краном, но уже повернутый как надо, чашей вверх. Теперь воде деваться некуда, кроме как в отверстия сита. Откроем еще кран – уровень воды в чаше повысился, давление поднялось, через сито протискивается больше. Имеем саморегулирующуюся систему.

    В котлах с дымососом закладка топлива хорошо продувается: куда воздуху труднее проникнуть, там и давление будет ниже, а тяга туда сильнее. Пиролиз идет «аж бегом». Вторичный воздух можно брать снаружи: его давление больше, чем в камере сгорания. Поэтому он, стремясь расшириться, взвихривается (тут работает сила Кориолиса), отлично перемешивается в пиролизными газами и они сгорают, развивая температуру до 1200 и более градусов.

    КПД котлов с дымососом может превышать 90%, а мощность при 100% безопасности и надежности – 100-150 кВт. Но, во-первых, вследствие высокой температуры заметным становится каталитическое восстановление, поэтому без дожигателя никак не обойтись. И весь огневой тракт должен быть основательно отфутерован, во-вторых. В-третьих, дымосос – не вентилятор. Он должен работать при высокой температуре в химически агрессивной среде.

Котел экологичен, газы на выходе из котла практически не содержат вредных примесей. Углекислого газа (СО2) при работе пиролизного котла выделяется в 3 раза меньше, чем котлов прямого горения.

Чистить его тоже не составит проблем, ведь золы при таком методе образуется гораздо меньше за счет того, что сгорает не само топливо, а газ, выделяющийся из него.

Пиролизные котлы в 3–5 раз экономичней котлов прямого горения на дровах и в 2,5 раза котлов, работающих на природном газе.

Работа  до 12 часов на одной закладке дров.

Преимуществом котлов  является то, что котел имеет практически полностью футерованную топку (пространство топки выложено шамотным кирпичем), в которой происходит идеальное сгорание топлива с минимальными выбросами в атмосферу. Образование дегтя и конденсатов ограничено до минимума. Меньше конденсатов — большая долговечность котла. Котел обеспечивает предварительную сушку топлива с последующей его газификацией при повышенной температуре. Равномерное поступление сильно подогретого первичного воздуха с обеих сторон обеспечивает газификацию лишь необходимого количества топлива. Котел является предельно экономным, эффективность сжигания достигает 85–92% от общей производительности. Такой порядок установки способствует процессу превращения древесных щепок и отходов древесины в газ. Воздух (вторичный), который приводится в сопло для газификации, также сильно подогревается. В качестве теплообменника используется задний дымоход. Таким образом пламя не охлаждается и происходит максимально возможное сгорание топлива. Нижнее пространство топки выложено шамотным кирпичем, в нем догорает пламя и сгорают все угольки, которые проваливаются вниз. В результате получается зола, которая может применяться в виде отличного сельскохозяйственного удобрения.

Преимущества твердотопливных дровяных пиролизных котлов :

  • КПД от 83% до 92%
  • равномерное и эффективное горения на разных мощностях
  • низкое потребление топлива
  • обеспечивается оптимальное прогорание дров
  • простота обслуживания и чистки котла
  • термостат автоматически отключит котел после прогорания древесины
  • предварительный подогрев воздуха обеспечивает подсушивание дров в топке, снижает уровень дегтя и кислот, максимально повышает эффективность и КПД котла
  • большая дверца топливного бункера позволяет топить поленьями большого диаметра (до 40 см)
  • вместительный топливный бункер позволяет топить поленьями большого размера (до 1 метра)
  • экономия трудозатрат, времени и сил необходимых на пилку и рубку древесины, что значительно
  • снижает количество посещений котельной
  • при отключении электричества котел продолжает работать на пониженной мощности и без вентилятора
  • высочайшее качество и надежность при относительно невысокой цене
  • комфорт в эксплуатации, благодаря простоте обслуживания
  • экологичность и бережливость по отношению к окружающей среде
  • Пиролизный котел сконструирован для комфортного отопления вашего жилья и получения максимальной пользы от сжигаемой в нем древесины и другого топлива растительного происхождения. Конечно, предлагаемый котел и на угле  будет работать, но предпочтительно использовать уголь газовых пород и крупной фракции. Существенным недостатком применения угля, является его высокая зольность (шлакование), да и цена угля — кусается. Так что, в основном, наш пиролизный котел — это котел разработанный  для отопления на дровах. Именно дрова и брикеты из отходов переработки растительности — возобновляемый, неиссякаемый (при разумном использовании) источник тепловой энергии.

    Сам отопительный котел собирается из металла 3-4 мм, форсунка выполняется из специального огнеупорного шамотного кирпича (рабочая температура 1650 грд.) остальная футеровка  так же из огнеупорного шамотного кирпича, что значительно удешевляет сам котел на дровах и его дальнейшую эксплуатацию.  Все внутренние поверхности имеют прямой контакт с водой (рабочим телом), что не дает деталям котла перегреваться и выходить со строя. При правильной (согласно инструкции) эксплуатации, отопительный, пиролизный, газогенераторный котел , порадует его обладателей долговечностью (не менее 10 лет), простотой обслуживания и экономичной работой.  

Сейчас 58 гостей и ни одного зарегистрированного пользователя на сайте

Мы принимаем оплату:

                                                                                 

www.afisha-irkutsk.ru