Конструкция и принцип работы пиролизного котла
Такой термин как «пиролизный котел» возникло относительно недавно, в начале 2000-х годов. Но они уже успели завоевать свою нишу у бытовых и промышленных потребителей благодаря своим многочисленным достоинствам. Справедливости ради стоит сказать, что конкуренцию им составляют котлы длительного горения, но уж по сравнению с обычными твердотопливными котлами пиролизные котлы смотрятся намного выигрышнее, даже, несмотря на свою более высокую цену. Но впоследствии данный котел себя окупит, так как в плане удобства и экономичности это едва ли не лучший вариант.
Конструкция пиролизного котла и принцип его работы обусловлены специальной технологией сжигания древесного топлива.
Пиролизные котлы оснащены двойной топкой, которая состоит из двух частей – так называемой камеры загрузки или газификации, и камеры дожигания. В первую часть топливо загружается и там медленно тлеет при высокой температуре (400-600°С) и недостатке кислорода.
То есть происходит пиролиз топлива с образованием древесного угля и выделением летучих горючих веществ – так называемого «пиролизного газа» (смесь углеводородов, водорода, угарного газа (СО) и азота из первичного воздуха). Отвод тепла из этой камеры стараются делать как можно меньше.
Затем газ через специальную форсунку поступает во вторую камеру – сжигания (или дожигания), где смешивается с воздухом. В результате на второй стадии сжигаются и полученный древесный уголь, и выделившийся пиролизный газ – каждый в своей камере. Некоторая часть выделившегося тепла возвращается к слою топлива в первичной камере, подсушивает его и поддерживает его разложение, делая этот процесс непрерывным. Благодаря этому горение может поддерживаться в течение долгого времени, пока не закончится топливо.
Остальная же часть полученного тепла нагревает воду, циркулирующую в теплообменнике котла. Затем остывшие дымовые газы удаляются через дымоходный канал и боров в атмосферу.
Нагретая вода же, идет в систему отопления потребителя.
Воздух в каждую камеру котла подается отдельно. Такое решение называется «двойное дутье». В пиролизных котлах имеется повышенное аэродинамическое сопротивление, поэтому для его преодоления необходимо наличие в конструкции котла вентилятора или дымососа. Причем количество подаваемого воздуха может автоматически контролироваться или специальными шиберами, или же оборотами вентилятора, что позволяет регулировать диапазон мощности пиролизного котла (от 50% до 100%). Ниже 50% нагрузку делать не рекомендуется, так как может наблюдаться нестабильное горение.
Топливо загружается на специальные колосниковые решетки, которые выполняют также и функцию разделения между камерами.
У одних производителей камера, где сжигается пиролизный газ, расположена над камерой, где сгорает твердое топливо, в других случаях – наоборот. Бывает и боковое размещение камер. Если рассматривать с точки зрения удобства эксплуатации, то наиболее удачны в этом плане котлы с нижним размещением камеры сгорания.
При данной конструктивной схеме пиролизных котлов топливо загружается в верхнюю зону котла, а нижний отсек одновременно является и камерой сгорания, и зольником. Здесь непосредственно сжигается древесный уголь и скапливается зола. Между этими двумя камерами находится газифицирующая камера. Также нижнее расположение камеры сгорания обеспечивает более удобную чистку, как самой камеры, так и котла в целом. Ведь в данном случае вся зола ссыпается в нижнюю зольную камеру и более удобно удаляется из нее.
чертеж пиролизного котла в видео
Смотрите это видео на YouTube
В конструкцию пиролизных котлов входит предохранительный клапан, сбрасывающий излишки теплоносителя при повышении давления и автоматический воздухоотводчик для удаления воздуха из котла.
Современные пиролизные котлы комплектуются контроллерами с расширенными функциональными возможностями, такими как поддержание заданной температуры воды, а также, например, управление дутьевым вентилятором в зависимости от температуры уходящих газов.
Автоматика безопасности (реле давления, предохранительный термостат) обеспечит моментальное отключение котла при выходе основных параметров за допустимые пределы.
принцип и основные моменты работы
Система отопления жилого индивидуального дома должна продумываться еще на этапе проектирования. В настоящее время существует три ресурса, использующиеся для отопления: твердое топливо, электричество и газ.
Отопление электричеством – достаточно высоко стоит по сравнению с другими способами отопапливания дома. Наиболее выгодным для отопления считается газ, однако, в настоящее время не все населенные пункты газифицированы. Именно поэтому твердотопливные котлы пользуются достаточно большим спросом.
Наиболее важные параметры при подборе агрегатов для отопления домов: высокий КПД, долговечность, безотказность в работе, незамысловатая система управления, безопасность и низкие расходы на отопление.
В настоящее время существует разнообразие твердотопливных котлов, однако, наиболее подходящим по всем вышеперечисленным параметрам является котел пиролизного горения.
Как работает пиролизный котел?
Пиролизный котел относится к устройствам длительного горения. Процесс горения в таких котлах разделен на две фазы – сгорание дров или другого твердого топлива и сгорание выделяемых топливом веществ. Такой принцип работы возможен благодаря конструкции топки пиролизных котлов. Топка в твердотопливных котлах пиролизного горения разделена на две камеры. Первая камера пиролизного котла предназначена для сгорания твердого топлива (дрова, пеллеты, уголь), а вторая – для сгорания летучих веществ, выделяемых топливом.
В процессе работы пиролизных котлов происходит медленное сгорание твердого топлива. Попросту говоря, дрова или другое твердое топливо укладывают в первую камеру и поджигают, после чего закрывается дверца топки. Ввиду отсутствия достаточного количество кислорода для поддержки активного горения, топливо начинает медленно нагреваться и тлеть. Именно при таком сгорании из дров выделяется максимальное количество летучих веществ, которые поступают во вторую камеру.
За счет чего же происходит нагрев теплоносителя и достигается высокий КПД пиролизных котлов отопления? Самое главное происходит во второй камере топки! Именно туда поступают летучие газы и вещества, выделившиеся из тлеющего топлива. Во второй камере происходит смешивание вторичного воздуха с продуктами горения. Именно вторичный воздух обеспечивает процесс высокотемпературного сгорания пиролизных газов. Температура сгорания во второй камере в два с лишним раза превышает показатели в первой камере. Далее эта тепловая энергия поступает в первую камеру, поддерживая процесс горения и выделения летучих веществ, а также расходуется на нагрев телоносителя в системе отопления. Таким образом, мы узнали, как работает пиролизный котел на дровах и другом твердом топливе. Теперь ответим на вопрос – почему именно пиролизные котлы наиболее выгодны для отапливания частных домов?
Все дело в коэффициенте полезного действия.
Ни один из других видов котлов на твердом топливе для дома не может «похвастаться» таким КПД, как у пиролизного котла (практически 90%), что достигается благодаря принципу работы устройства. КПД других видов котлов едва достигают 70%.
Второй момент – удобство для владельцев. К сожалению, основной минус котлов на твердом топливе – необходимость контроля процесса горения. Как правило, у обычных котлов интервал может составлять от 2 до 4 часов. Отопление дома пиролизным котлом длительного горения позволяет спокойно находиться вне дома до 10 часов даже в зимние морозы – это достигается за счет принципа работы данных типов котлов.
Третье – возможность дополнительного увеличения производительности пиролизного котла.
Конструктивные особенности.
Чтобы выбрать лучшие пиролизные котлы, необходимо знать, какая конструкция является правильной. Как мы выяснили выше, для процесса пиролиза необходимы две камеры: одна – для дров, вторая – для пиролизных газов.
Котлы пиролизного типа должны иметь в топке две камеры, расположенные одна над другой, а также вентилятор. В верхнюю камеру производится закладка дров или другого твердого топлива. В процессе сгорания топлива в верхней камере и при помощи встроенного вентилятора, пиролизный газ (летучие вещества, выделяемые в процессе медленного сгорания) поступают в нижнюю камеру. Здесь происходит смешивание летучих веществ с горячим воздухом и их сгорание. Температура сгорания в нижней камере составляет порядка 1300 градусов Цельсия в то время, как в верхней камере этот показатель не достигает отметки 900 градусов Цельсия.
Благодаря правильной конструкции твердое топливо в пиролизном котле сгорает практически полностью. Остаточные продукты горения составляют мизерную часть (до 1% золы) от всей массы закладки дров. Таким образом избегается необходимость чистки самого пиролизного котла и дымохода от сажи, ведь она тоже вся сгорает в нижней камере, чего не скажешь о котлах с классической схемой топки.
Вторая важная конструктивная особенность, обеспечивающая долговечность эксплуатации пиролизного котла – керамическая защита камер горения. Из-за высоких температур горения в нижней камере пиролизного отопительного котла со временем возможна деформация стальных и даже чугунных конструкций. Избежать этого поможет керамические защитные элементы, выступающие в роли термоизоляции. Керамические элементы могут располагаться как в одной (нижней), так и в обеих камерах, что повышает эффективность котлов пиролизного типа. Наличие керамических элементов в камерах горения свидетельствует об отличной эффективности пиролизного отопительного оборудования, значит котел может выдавать большую мощность и высокий КПД.
Устройство пиролизного котла и его сборка должны быть качественными. Все сварные соединения должны быть ровными, без пропусков и наплывов. Толщина стали хорошего пиролизного котла не должна быть меньше 6 мм. Сам котел должен иметь достаточную изоляцию, чтобы минимизировать потери тепла.
Пиролизные котлы длительного горения для дома должны быть оснащены термостойким уплотнителем дверцы. Такие уплотнители обеспечивают плотное примыкание по всему периметру дверцы топки.
Одной из незаменимых особенностей конструкции является наличие разнообразных датчиков, измерителей и прочих приборов, позволяющих регулировать процесс работы пиролизных котлов. Чем понятнее и удобнее будет система регулировки и защиты работы пиролизного котла, тем эффективнее и долговечнее будет само оборудование.
Существует ли возможность увеличить производительность пиролизного котла?
Несомненно, отопление дома пиролизным котлом – эффективное и экономичное решение. Пиролизные котлы обладают высоким КПД (90%). Но и это не предел! Эффективность современных пиролизных котлов можно повысить.
Во-первых, стоит использовать только хорошенько просушенные дрова или другое твердое топливо, так как в любом даже самом современном котле сырые дрова горят хуже.
Во-вторых – используйте дополнительные накопители тепла – теплоаккумуляторы. Эти устройства представляют собой большие термоизолированные емкости с водой. Принцип действия котла с теплоаккумуляторами достаточно прост – во время активной работы котла вода в теплоаккумуляторах нагревается, происходит накопление тепла. При необходимости во время «простоя» котла, тепловая энергия расходуется на отопление дома. Преимущества установки дополнительных теплоаккумуляторв заключаются в продлении срока службы пиролизных котлов, а также экономии дров для отопления дома.
Стоит отметить, что помимо теплоаккумуляторов необходима установка циркуляционного оборудования. Такие устройства позволят справиться с риском перегрева котла при отсутствии в доме электричества, а также облегчат процесс регулирования системы котел-теплоаккумулятор во время активной работы котла.
Рентабельность пиролизных котлов.
Пиролизные котлы – наиболее эффективное и удобное решение для отопления индивидуального жилого дома.
Однако, следует учитывать, что экономичность пиролизных котлов прямо пропорциональна площади отопления и эффективности самого устройства. То есть чем больше площадь и выше производительность котла, тем больше экономия на отоплении (при сравнении с классическими котлами на том же типе топлива).
Пиролизные котлы при правильной эксплуатации «выжимают» максимум тепловой энергии в процессе горения твердого топлива, а значит экономятся средства на покупку дров. Также экономится время на заготовку и складирование твердого топлива.
Хороший пиролизный котел служит от 20 лет и более. Соответственно, затраты на установку такого котла с лихвой окупятся за счет экономии топлива.
Устройство и принцип работы
По мере усложнения технического и конструктивного исполнения котельного оборудования и расширения его функциональных возможностей. В каждом сегменте отопительных агрегатов сегодня представлены пиролизные модели, версии, поддерживающие контуры горячего водоснабжения (ГВС), и системы длительного горения.
Очевидно, что существуют и комбинированные котлы, объединяющие в себе весь перечень идей для такого рода оборудования. На практике пиролизный котел длительного горения с водяным контуром дает массу преимуществ рядовым владельцам дач и загородных домов, стремящимся комплексно обеспечить теплом и горячей водой.
Оборудование
A Типовая конструкция состоит из двух камер сгорания, теплообменника и зольника. Это базовый набор функциональных элементов, обеспечивающих процесс загрузки топлива, теплоносителя и сбор продуктов сгорания. В остальном, в зависимости от модификации, устройство в сборе может варьироваться с ориентацией в определенном дополнении. Например, можно дополнительно интегрировать конденсатор, представляющий собой резервуар с теплоизоляцией. Он аккумулирует тепловую энергию для последующего возврата водяного контура.
Обязательным элементом технической инфраструктуры системы является дымоход котла. Это нагнетание продуктов сгорания газа, для которого характерна тяга – то есть скорость выделения дыма.
С помощью специальной заслонки-задвижки можно регулировать пропускную способность дымохода, который соединен с пиролизным котлом длительного горения. Отзывы говорят о том, что очень важно соблюдать баланс в регулировании объема дымоудаления. Дело в том, что для котлов с длительным горением характерен длительный и динамичный процесс, поэтому за весь сеанс может потребоваться многократная регулировка пропускной способности. Баланс требует, чтобы воздушная масса не «гуляла» в дымоходе, а выхлопные газы стабильно выводились наружу.
Рекомендуем
Наиболее эффективные методы проращивания семян
Несмотря на то, что рассадный метод в овощеводстве является очень трудоемким процессом, его использует большинство огородников. Посев семян в открытый грунт – простой и удобный способ, но эффективен он только в определенных климатических зонах. I…
Краска световозвращающая. Область применения
Когда автомобили стали заполнять дороги, их популярность стала набирать светоотражающая краска.
Благодаря этой краске, как водителям, так и пешеходам становится намного легче избежать ДТП в тёмное время суток. Назначение краски Светоотражающая краска – лакокрасочный материал,…
Как сделать значок своими руками — варианты изготовления (простые и сложные)
В советское время многие собирали значки, эмблемы, вымпелы. Достать их было непросто. А сегодня, благодаря технологиям, их можно изготовить самостоятельно. Зная, как сделать икону своими руками, можно и сделать оригинальные подарки своим друзьям, и сделать…
Принцип работы пиролизной установки
Принцип пиролиза, нагревательные приборы достаточно просты, но на практике дает значительное преимущество в виде повышения эффективности. Для начала стоит подчеркнуть отличие конструкции таких котлов от технических устройств обычных твердотопливных систем. Как было сказано выше, котел имеет две топочные камеры – это особенность оборудования. Один выполняет традиционную задачу организации пространства для сжигания топлива, а второй обеспечивает эффект пиролиза.
Что это такое? Если первая камера извлекает энергию, например, непосредственно из древесины, то вторая перерабатывает газ, выделяемый при начальном горении. В отличие от первой стадии горения процесс пиролиза предполагает смешивание кислорода для повышения эффективности аккумулирования тепловой энергии. По существу реализуется принцип двойной обработки одной и той же партии топлива, что, несомненно, положительно сказывается на экономичности и повышении КПД котла.
Принцип работы системы длительного горения
В отличие от пиролизной системы идея поддержания длительного горения не требует кардинального изменения конструкции установки. Однако изменения в параметрах. Первый такой котел оснащен большой камерой сгорания. То есть в комбинированном варианте сжигание дров может быть массивным отсеком, а дожигание газов – небольшой примыкающей топкой. Например, если обычные котлы имеют камеру размером 30-50 см, то концепция длительного горения потребует использования вставок как минимум на 60 см.
главное, устройство и принцип работы пиролизных котлов руководствуются широкой сферой регулирования процесса горения. Это достигается за счет функциональной, а иногда и автоматизированной системы задвижки, т.е. регулятора пропускной способности дымохода. Этот механизм отвечает за интенсивность горения за счет уменьшения или увеличения объема поступления кислорода. К достоинствам этой системы можно отнести возможность рационального потребления тепла с одной стены и отсутствие необходимости частого обновления топливного материала.
Организация в водогрейной котельной
Инфраструктура подготовки горячей воды в оборудовании образована тремя составными частями — теплообменником, котлом и каналами циркуляции. В теплообменнике происходит непосредственный нагрев воды за счет тепловой энергии, которая вырабатывается в процессе горения. Кстати, использование бойлера специально для функции ГВС на некоторых системах с автоматическим управлением позволяет сразу же после доведения температуры воды до нужного режима отключить оборудование.
Готовая к употреблению вода либо направляется в котел, либо из контуров к потребителям. Современный твердотопливный котел с водяным контуром и водонагревателем позволяет содержать около 30-50 литров горячей воды для различных целей. Если требуется накопительная емкость большей емкости, следует изначально выбрать отдельные котлы, не входящие в единую конструкцию котла, и соединить их коммуникационными каналами. Этот резервуар может вмещать до 200 литров, а промышленная модель – порядка 500 литров
Производительность
Непосредственно количество тепла определяется мощностью котла. Начальная планка 3-5 кВт. Этой повышенной мощности хватит для небольших помещений — например, вилл. Для использования оборудования в системе отопления дома рекомендуется делать такой расчет – 1 кВт на 10 м2. Так, моделей на 20 кВт будет достаточно для обслуживания дома площадью 200 м2. Важный параметр в расходе топлива, который будет определять энергоэффективность агрегата. Средний пиролизный котел длительного горения с водяным контуром на дровах расходует в час порядка 1-10 кг.
расход зависит от мощности и, в свою очередь, будет определять периодичность загрузки новой дровяной кладки. Также значимым параметром является диаметр дымовой трубы, определяющий границы пропускной способности отходящих газов – эта величина составляет от 13 до 20см
Виды агрегатов по материалу
Большое значение с точки зрения эксплуатационной надежности и теплоотдачи имеет материал теплообменника. Итак, чугун — самый прочный металл для изготовления этой функциональной детали — можно сказать, основы котла. Он не подвержен коррозии, устойчив к механическим воздействиям, способен выдерживать высокие термические нагрузки, однако резкие перепады температур могут вызвать растрескивание, что приведет к развитию ржавчины. Прямая конкуренция чугуну – сталь. Благодаря пластичности такие сплавы можно использовать в условиях перепадов температур, но пиролизный котел длительного горения с водяным контуром в процессе работы способствует выделению конденсата, что приводит к опасности коррозии даже в условиях эксплуатации в обычном режиме.
. Есть котлы с медными теплообменниками, которые отличаются хорошей теплопроводностью и отсутствием риска ржавчины. А вот с точки зрения надежности и долговечности медь самое проигрывающее решение.
Виды по видам топлива
Большинство пиролизных котлов работают на дровах. Этот топливный материал позволяет осуществлять двойную переработку сырья с выделением большого количества тепловой энергии за счет древесного газа. По этой причине эти агрегаты называются газогенераторными котлами, вне зависимости от возможности использования других видов топлива.
В качестве альтернативы можно рассмотреть комбинированную систему на электричестве или чистом газообразном топливе. Но в этом случае перехода на эти режимы работы эффекта пиролиза не получится. Кстати, даже стандартный пиролизный котел на дровах предусматривает возможность питания от сети 220 или 380 В. Электропитание необходимо для обслуживания блока управления или вентиляционной установки, что способствует такому же эффекту пиролиза за счет впрыскивания кислород.
Производители
Среди зарубежных производителей теплового оборудования такие компании, как Buderus и Atmos. Под этой торговой маркой производятся качественные и долговечные агрегаты для бытового и промышленного применения. Это оборудование пользователи характеризуют как функциональное, современное и надежное. В российской производственной сфере твердотопливные котлы с водяным контуром представляют фирмы «Буржуй» и «Печкин». В любом случае инженеры этих компаний демонстрируют наиболее удачные разработки, часть из которых выполнена по европейским стандартам качества.
Цена вопроса
Стоимость котлов с пиролитическим эффектом на базовом уровне превосходит стандартные модели твердотопливных агрегатов из-за сложной конструкции. Минимальный ценовой уровень может отмечаться в пределах 10-15 тыс. руб. Это оборудование мощностью до 10 кВт встречается в одних и тех же коллекциях производителей «Печка» и «Буржуй». В линейке Buderus цена на пиролизные котлы намного выше – около 100-150 тысяч за счет увеличения мощности (до 100 кВт) и укрупнения габаритов моделей.
Аксессуары и надстройки для котлов
Сегодня все больше разработчиков отопительного оборудования обращаются к системам автоматизации, которые могут идентифицировать пользователя в процессе проектирования. В частности, газовые котлы могут быть дополнены системой регулирования температуры, панелями программирования, датчиками тепла и влаги, таймерами и др.
Что касается конструктивных решений, то необходимо наличие сантехнической арматуры для поддержки водяных контуров – уплотнителей , фитинги, переходники и другие расходные материалы. Для более тщательного контроля параметров работы оборудования можно вмешаться в организацию системы подачи воздуха для более эффективного сжигания топлива. Технически эту функцию выполняет чугунная решетка для котлов, уложенная над поддувалом в специальной нише. Выбрав конструкцию нужного параметра с соответствующими размерами отверстий, можно обеспечить тот или иной уровень интенсивности горения. В качестве дополнения можно приобрести и упомянутый выше котел – в зависимости от потребностей выбирается его размер и мощность.
Как выбрать лучший пиролизный котел?
Оптимальный выбор может быть другим. Для решения бытовых задач стоит ориентироваться на функциональные и эргономичные модели – с небольшой мощностью от той же российской компании. Они должны быть просты в использовании и практичны в обслуживании. При этом цена на пиролизные котлы будет заоблачной для рядового домовладельца или дачника – в пределах 15-20 тысяч вполне достойный вариант. Однако для промышленного типа важнее мощность и долговечность агрегатов. И этот выбор лучше сделать в пользу таких производственных компаний, как Buderus.
Заключение
Сложность конструкции котлов пиролизного действия обуславливает не только такие положительные эксплуатационные свойства оборудования, как высокий КПД. Пользователь должен быть готов к переходу на новую систему подачи топлива и регулирования процесса горения. Кроме того, пиролизный котел длительного горения с водяным контуром требует более тщательного обслуживания.
Некоторые модели избавляют владельцев от чистки зольников, в этом есть преимущество, но поломка двойной камеры сгорания или перенастройка воздуховода потребует осуществления гораздо более важных мероприятий. Особого внимания к обслуживанию потребуют и водяные контуры с водонагревателем.
БЫТЬ: https://tostpost.com/be/hatn-tul-nasc/9781-piroliznyy-kacel-do-gaga-garennya-z-vadzyanym-konturam-prylada-pryncyp.html
ES: https://tostpost.com/es/la-comodidad-del-hogar/9788-pirolisis-caldera-de-combusti-n-larga-con-un-circuito-de-agua-estructu.html
КК: https://tostpost.com/kk/domashniy-uyut/9784-пиролизный-азанды-за-жану-бастап-су-контурымен-рыл-ысы-ж-не-ж-мыс-с.html
PL: https://tostpost.com/pl/komfort-domu/9784-piroliznyy-kocio-mia-owych-z-p-aszczem-wodnym-budowa-i-zasada-pracy.html
PT: https://tostpost.
com/pt/o-aconchego-do-lar/9780-de-pir-lise-caldeira-longo-de-combust-o-com-um-circuito-de-gua-o- dispo.html
ТР: https://tostpost.com/tr/domashniy-uyut/9788-piroliznyy-kazan-uzun-yanma-ile-su-devresi-cihaz-ve-al-ma-prensibi.html
Великобритания: https://tostpost.com/uk/domashn-y-zatishok/9785-p-rol-zniy-kotel-trivalogo-gor-nnya-z-vodyanim-konturom-pristr-y-princ.html
AP-42 Раздел 1.6 Сжигание древесных отходов в котлах
%PDF-1.6 % 59 0 объект > эндообъект 54 0 объект [/КалРГБ>] эндообъект 55 0 объект [/КалГрей>] эндообъект 74 0 объект > эндообъект 56 0 объект >поток application/pdf
