Твердотопливное отопительное оборудование постепенно начали заменять газогенераторными моделями, которые стали достойной альтернативой. Они зарекомендовали себя в качестве простых в эксплуатации, но при этом чрезвычайно эффективных решений, поэтому даже при сравнительно высокой стоимости пользуются у потребителей немалой популярностью. Достаточно отметить, что принцип работы пиролизного котла таков, что его успешно применяют не только при обогреве частных жилищ, но и промышленных предприятий.
Суть пиролиза
Газогенераторные котлы работают на принципе пиролизного сжигания топлива. Его суть состоит в том, что в условиях недостатка кислорода и под действием высокой температуры происходит процесс разложения сухой древесины на летучую и твердую части. Процесс обычно происходит при температуре 200-800 градусов Цельсия, причем это экзотермический процесс, то есть при нем еще и выделяется тепло, что позволяет улучшить прогрев топлива и его подсушивание в котле. Это сопровождается еще и подогревом воздуха, поступающего непосредственно в зону горения.
Смешение кислорода с пиролизным газом, выделившемся из древесины в условиях высокой температуры, приводит к горению последнего, что в дальнейшем приводит к получению тепловой энергии. В процессе сгорания происходит активное взаимодействие с активным углеродом, а это позволяет минимизировать выход вредных примесей. По большей части это получается смесь водяного пара и углекислого газа.
Характерные особенности
Как и прочее отопительное оборудование, твердотопливное производит нагрев теплоносителя, подаваемого впоследствии в систему. От других моделей он отличается принципом действия и некоторыми конструктивными особенностями. Принцип работы пиролизного котла базируется на процессе так называемой сухой перегонки древесины. Он заключается в выделении пиролизного газа из твердых материалов органического происхождения под действием повышенных температур в условиях минимизации подачи кислорода. Эта совокупность условий приводит к распаду древесины на газ и остатки в виде сухого кокса.
Сам процесс пиролиза осуществляется при достижении 1100 градусов Цельсия, поэтому происходит большое выделение тепла, позволяющее: подсушивать дрова в котле, нагревать воздух, поступающий в зону горения. При смешивании кислорода и газа, выделенного из древесины, происходит горение последнего, благодаря чему выделяется много тепловой энергии. При взаимодействии газа с активным углеродом происходит минимизация канцерогенных веществ в отработанных газах. Даже углекислого газа в них содержится втрое меньше, чем в обычных котлах, работающих на твердом топливе.
Устройство
Чтобы понять принцип работы пиролизного котла, необходимо не только рассмотреть его устройство, но и определить, как функционирует каждый отдельный узел прибора. В его состав входит немалое количество механизмов и деталей. Однако в качестве основы служит пара камер. Их обычно выполняют полностью герметичными из стальных листов, которые обладают толщиной не менее 5 мм. В качестве разделителя камеры используется форсунка. Верхнюю часть топки сделали в виде топливного бункера, то есть отдельной конструкции, а нижнюю применяют одновременно в качестве камеры сгорания и зольника.
Каждая камера предназначена для протекания вполне определенных процессов. В верхнем отделе происходит подсушивание дров с одновременным нагревом воздуха, направляемого после этого в следующий отсек. В нижней камере происходит сжигание полученного газа и накопление золы.
Функционирование
Принцип работы твердотопливного пиролизного котла основан на возможности регулировки мощности посредством наддува вторичного газа. Так результат получается более эффективным в сравнении с обычными отопительными аппаратами. Необходимая температура теплоносителя может быть установлена посредством встроенного терморегулятора.
Устройство пиролизного котла таково, что при его работе сажа полностью отсутствует в процессе горения, а зола образуется в минимальном количестве. Эти особенности ориентированы на предоставление возможности чистить прибор как можно реже.
Если говорить о том, как работает котел пиролизный в сравнении с обычным твердотопливным, то тут стоит отметить и более длительное горение дров при одной закладке, а именно функционирование до 12 часов. Естественно, на это влияют температурные показатели, однако ресурс работы гораздо больше. Дрова расходуются экономно за счет подогрева воздуха, поступающего в зону горения.
Выбор топлива
При том что устройство пиролизного котла предполагает его работу на дровах, что признано самым выгодным с точки зрения экономии, на практике для его функционирования могут использоваться и альтернативные виды органического топлива, к примеру, уголь, торф. Для повышения эффективности работы оборудования требуется учесть, что у каждого вида сырья своя длительность времени полного сгорания. В случае с мягкой древесиной это 5 часов, с твердой – 6, с коксом – 10.
Проведенные исследования и опросы пользователей свидетельствуют в пользу того, что наибольшая эффективность функционирования отопительного оборудования достигается при работе на сухих дровах. Влажность древесины не должна быть более 20%, а длина поленьев может составлять до 65 см. Это топливо не только обеспечит максимальную мощность оборудования, но и существенно увеличит время его бесперебойного функционирования. Однако если нет возможности приобрести такой вид ресурса, можно использовать альтернативный вид органического топлива, при условии, что изготовителем оно было разрешено. Это могут быть: торф, пеллеты, древесные отходы, целлюлозосодержащие отходы промышленности, каменный уголь.
Однако при выборе любого вида топлива важно помнить, что излишняя его влажность может привести к выделению пара во время работы аппарата, что становится причиной образования копоти и снижает тепловые характеристики оборудования во время эксплуатации. Только при использовании сухих веществ и правильной регулировке расхода первичного и вторичного воздуха происходит минимизация выделения канцерогенных веществ пиролизными газами.
Преимущества газогенераторного оборудования
Теперь, когда известно, как устроен пиролизный котел и какие виды топлива можно для него использовать, следует отметить, что среди твердотопливных моделей это наиболее экономичный вид. Функционирование подобного оборудования характеризуется:
- быстрым переходом на режим энергоэффективности;
- стабильной температурой в отопительной системе при условии, что в топке есть топливо;
- нет необходимости в частой чистке;
- котел уместно использовать в комплексе с любой системой;
- не нуждается в установке дымохода;
- выполнен из устойчивых к коррозии жаростойких материалов.
Такой перечень параметр указывает на эффективность работы пиролизных котлов в сравнении с традиционными твердотопливными моделями, поэтому их можно использовать для работы в любых помещениях. Высокая стоимость – это единственный недостаток подобного оборудования, однако в случае невозможности применения альтернативных устройств, помимо твердотопливных, выбор будет в пользу первых.
Устройство пиролизного котла: схемы, фото и рекомендации по изготовлению
Так как подобное оборудование становится в последнее время все более популярным среди потребителей, становится актуальным вопрос не только его приобретения, но и самостоятельного изготовления. Связано это с довольно высокой стоимостью готовых решений, непосильной большинству граждан. Чтобы сделать пиролизный котел своими руками, потребуется лишь желание и некоторые инструменты. Для начала требуется обладать базовой информацией о том, как выглядит и работает этот отопительный прибор. Заранее должно быть просчитано, какой тип горения окажется оптимальным для определенного задания – со щелевой горелкой или на колосниках. После этого в специализированном магазине требуется приобрести все необходимые детали. После этого можно начинать делать пиролизный котел своими руками. Чертежи, которые будут служить в качестве опоры, тоже должны быть подготовлены заранее.
Детали
Для самостоятельного изготовления газогенераторного оборудования требуется подготовить следующие материалы:
- стальную трубу со стенками толщиной 4 мм;
- листовую сталь толщиной 4 мм;
- электроды;
- круглый прут диаметром 20 мм;
- шамотный кирпич;
- автоматика для регулировки температуры;
- асбестовый шнур;
- гайки и болты.
Итак, если вы решили сделать пиролизный котел своими руками, чертежи помогут в определении оптимального количества материалов для этого. На данный момент существует довольно много изданий, в которых опубликованы схемы и подробное описание процесса работы. Если руководствоваться ими, то можно создать довольно эффективный агрегат. Схема пиролизного котла (своими руками, как уже было сказано выше, сделать его особого труда не составит) требуется для обозначения места подачи воды, теплообменника и топки. Не стоит создавать чертеж агрегата с нуля, лучше подкорректировать типовой вариант, внеся правки под конкретную ситуацию.
Работа над созданием
При изготовлении газогенераторного котла своими руками можно взять в качестве базовой модели отопительный прибор на 40 кВт, который разработал конструктор Беляев, а после этого произвести оптимизацию под лазерную резку, уменьшив число требуемых деталей. Внутренний объем должен оставаться неизменным при любых переменах в конструкции прибора. Рубашка теплообменника при этом должна значительно увеличиться. После этого можно приступать к соединению всех деталей пиролизного котла при условии четкого следования чертежу. Воздух в указанном случае используется в качестве теплоносителя, что позволяет прогревать помещение без потерь тепла.
Герметичность труб – это необязательное условие, так как дровяной котел обычно не становится инициатором утечки и разгерметизации отопительной системы. Этот прибор вполне можно считать идеальным решением для монтажа на даче, где необходимость в отоплении возникает не так уж часто.
Установка
После того как прибор будет собран по схеме, можно приступать к его монтажу и последующим испытаниям. При правильном изготовлении газогенераторного котла он должен быстро выходить на требуемый режим, а прогрев отопительной системы должен происходить за 30 минут. Обычно температура в помещении поднимается довольно быстро.
Выводы
Итак, теперь, когда вам известен не только принцип работы пиролизного котла, но и возможности его самостоятельного изготовления, остается только принять решение: либо приобрести готовую модель, либо сделать ее своими руками. Важно понимать, что приборы, выпущенные промышленностью, изготовлены качественно, прошли тестирование и гарантируют полную безопасность эксплуатации.
