Exterio05.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Отопление и горячее водоснабжение являются главными составляющими комфорта. Обеспечить свой дом теплом можно разными способами, среди которых далеко не последнее место занимают пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром.

В отличие от других модификаций котлы на твердом топливе не требуют наличия газопровода или электросети и могут длительное время работать в автономном режиме. В качестве энергоносителя могут использоваться дрова, уголь, торф и даже органические бытовые отходы.

Некоторые пиролизные котлы дополнительно оснащены водяным контуром, именно о них и пойдет речь. Ниже будут рассмотрены конструкция и принцип работы пиролизных котлов, их достоинства и недостатки виды и характеристики различных видов топлива. Кроме этого, вашему вниманию будут предложены отзывы владельцев котлов длительного горения и топ 10 самых популярных моделей.

Как работают пиролизные котлы

Процесс горения пиролизного котла, в отличие от обычных твердотопливников, происходит в двух камерах: нижней и верхней. Это обуславливает разделение процесса сгорания вещества на 2 стадии:

  1. Стадия нижней камеры. В ней происходит сгорания твердого топлива с выделением пиролизных газов. Необходимым условием для этой стадии является ограниченный доступ кислорода;
  2. Стадия верхней камеры. Это стадия сгорания газов, которые выделились при горении топлива. Этот процесс, напротив, проходит при повышенном притоке кислорода.

Работа с котлом начинается с закладки топлива на колосник нижней камеры, розжига и герметизации путем закрытия дверцы. Горение вызывает принудительную тягу, при этом запускается процесс затяжного обугливания твердого топлива. Это происходит при температуре от 200 градусов с ограниченным доступом кислорода. Газы, выделяющиеся при этом, называются пиролизными, они не просто выпускаются в атмосферу, но попадают в специальную камеру.

В эту же камеру подается воздух, который нагревается по пути до нужной температуры, чтобы вступить в окислительную реакцию с пиролизными газами. До 90% частичек летучих веществ сгорают, выделяя тепло, часть которого возвращается в место горения топлива, поддерживая тем самым необходимую высокую температуру.

Выходящий в трубу дым содержит минимум вредных веществ, что дает повод говорить об экологичности пиролизных котлов. В отличие от котлов по типу тления вроде булерьяна, которые выделяют копоть, пиролизник безопасен для окружающей среды.

Водяной контур огибает практически все горячие поверхности, забирая на себя максимум тепла. Так, дымовые газы на выходе имеют температуру всего 150 °C, что свидетельствует об эффективной теплоотдаче при контакте с теплоносителем системы.

Материалы теплообменника и КПД

Показатели КПД, заявленные производителями пиролизных твердотопливников, лежат в районе 85%. Многое зависит от материала, который использован при изготовлении теплообменника:

  • Чугунные теплообменники дают высокие показатели КПД, а также обладают износостойкостью. Правда, существует некоторая опасность повреждений при подаче в обратку холодной воды – теплообменник из чугуна может просто треснуть;
  • Стальные теплообменники в плане чувствительности к резким скачкам температуры воды стойки. Но сталь подвержена коррозии, неминуемо образующейся с течением времени от воздействия конденсата.

Как выбрать пиролизный котёл

Приобрести пиролизные котлы отопления дома сегодня предлагают разные изготовители: на рынке можно найти российскую, китайскую, европейскую продукцию, различающуюся и по цене, и по качеству сборки. При выборе необходимо учитывать несколько очень важных параметров:

    Мощность отопительного котла. Это одна из самых важных технических характеристик, которая определяется в зависимости от площади дома. Обычно пиролизные котлы приобретаются для установки в коттеджах и других больших зданиях, так как для дачных и обычных загородных домов они оказываются слишком мощными.

Расчёт зависит от утеплённости дома, но в среднем считается, что на обогрев 10 кв. метров дома требуется 1−1,5 кВт мощности оборудования. Эта величина предполагает, что в доме установлены пластиковые окна и проведены все виды работ по защите от холода и сквозняков. Утеплять приходится не только стены, но и пол, и фундамент и кровлю.

Внешний вид и качество сборки. Европейские бренды обычно не требуют тщательной проверки по этому признаку, однако и в этом случае всегда есть риск нарваться на подделку.

Толщина металла корпуса должна составить не менее 4-5 мм, кроме того, нужно обратить внимание на качество сварных швов. Продавцы качественной продукции предоставляют и заполняют гарантийный талон на длительный срок, нужно заранее ознакомиться с правилами гарантийного ремонта и периодичностью технического обслуживания.

  • Энергоэффективность. У самых лучших моделей КПД может достигать 80-85%, то есть в тепловую энергию переводится более ¾ всего сжигаемого топлива. Продавец должен по первому требованию покупателя предоставить протоколы испытаний и другую документацию, подтверждающую качество продукции. КПД также указывается в технической документации.
  • Стоимость. 100 тысяч рублей – это средняя цена котла европейского уровня качества, который будет продан со всеми необходимыми документами, инструкцией и гарантийным талоном. Российская, а тем более китайская продукция может обойтись в несколько раз дешевле, но и такой надёжностью она вряд ли может похвастаться.
  • Читать еще:  Как правильно выбрать тепловой насос?

    Преимущества и недостатки

    Принцип пиролиза, который частично реализуется в бытовых газогенераторных котлах, используется в промышленности для утилизации различных отходов. Сжигание и многократное доокисление продуктов распада – это способ снизить количество вредных выбросов в атмосферу. После того, как в газогенераторной установке или в бытовом котле прогорает топливо и газы, в атмосферу выбрасывается только углекислый газ и водяной пар.

    Белый дым – признак полного сгорания топлива

    Польза для экологии от таких котлов очевидна, однако с точки зрения эффективности и удобства они серьезно уступают например, котлам длительного горения. Разогнать котел до таких параметров, при которых возможен пиролиз, непросто. Для этого нужна высокая температура и некоторое время. Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром останавливается при следующих условиях:

    • падение температуры воды в обратке;
    • отключение электропитания;
    • топливо ненадлежащего качества.

    Схема подключения котла в систему отопления

    Процесс пиролиза нужно прекратить немедленно, как только остановился циркуляционный насос в системе отопления. Без охлаждения котел просто взорвется. Для остановки процесса нужно открыть шибер, обеспечив естественную тягу и отвод горючих газов. Поддувало должно быть открыто на минимум. После того, как температура упала, следует затушить котел. Если объем отопительной системы не велик и возможна естественная циркуляция, котел может продолжать работать при 50% загрузки при открытом шибере.

    Пламя в котле, который разогнался до рабочего режима

    Условия эксплуатации

    Пиролизные котлы способны работать в строго определенном диапазоне температур. Система этого устройства является замкнутой, поэтому должна быть точно настроена. Очевидно, что не возможно постоянно контролировать качество топлива, его влажность, и замерять массу дров в момент загрузки. Всегда существует опасность перекала или наоборот, недостаточной температуры.

    Первая проблема может быть устранена при помощи водяного контура. Корпус котла выступает в качестве теплообменника: его стенки двойные, между ними циркулирует вода. Иногда к одной из стенок котла добавляют дополнительный змеевик, который служит аварийной системой охлаждения и одновременно контуром ГВС.

    Змеевик для дополнительного охлаждения

    Если температура ниже рабочей, процесс пиролиза прекращается или не запускается вовсе. Котел при этом функционирует в режиме обычного твердотопливного устройства. По этой причине температура обратки должна быть не ниже 60 градусов Цельсия, а при температуре 40 градусов пиролиз прекращается во всех типах котлов. По этой причине в системе отопления монтируется дополнительная перемычка — байпас, который служит малым контуром и дает котлу войти в режим пиролиза.

    Блок управления пиролизным котлом

    Необходимо устанавливать датчики температуры чтобы контролировать процесс, но открывать и закрывать краны на байпас придется вручную. Пиролизные котлы это вообще котлы с ручным управлением. Согласно паспорту устройства, в нем можно использовать дрова, брикеты и пеллеты. В реальных условиях к дровам добавляются энергоемкие виды топлива, например уголь. Существует практика сжигания бытового мусора, однако он содержит резину и другие полимеры, что чревато неприятными последствиями.

    Важно! Сжигание угля, резины и других энергоемких видов топлива в котлах малой и средней мощности (до 40 кВт) запрещено! Малый размер камеры, недостаточная мощность вентилятора, малый объем теплоносителя приведут к перегреву и разрушению котла, которое сопровождается взрывом и пожаром! В котлах большой мощности нужно строго соблюдать пропорции: энергоемкое топливо не должно составлять более 20% от общей массы загрузки.

    Критерии выбора

    При покупке пиролизного котла длительного горения с водяным контуром следует обратить внимание на следующие параметры.

    1. Мощность – она должна соответствовать площади отапливаемого помещения.
    2. КПД – лучшими в этом плане считаются немецкие, чешские и итальянские приборы.
    3. Время горения на одной закладке при минимальной и максимальной мощности (разница бывает весьма значительной).
    4. На какие виды топлива рассчитан агрегат.

    Если энергонезависимость имеет для вас критическое значение, стоит присмотреться к котлам отечественного производства (например, «Буржуй-К» или «Благо») – они работают на естественной тяге (без нагнетания воздуха), поэтому не требуют электропитания.

    Преимущества и недостатки

    У котлов такого типа есть свои преимущества и недостатки.

    Из основных достоинств выделяют:

    • возможность получения дополнительной тепловой энергии, поскольку сырье сгорает практически полностью, а газы отличаются высокой температурой;
    • отсутствие большого количества сажи и вредных веществ, которые часто возникают при работе твердотопливных котлов;
    • длительный период работы на 1 загрузке;
    • регулирование мощности оборудования.

    Кроме того, пиролиз — это процесс, который легче поддается автоматизации, чем стандартное горение. Это означает, что и повысить безопасность работы оборудования проще.

    Среди недостатков пользователи отмечают высокую цену по сравнению с другими твердотопливными котлами. Кроме того, пиролизные аппараты отличаются сложной конструкцией и габаритами. Весят приборы на 30-35% больше, чем классические модели на газе и других видах сырья.

    Преимущества и недостатки котлов на пиролизном газе

    Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром ценят за их преимущества перед печами с прямым горением. Можно перечислить некоторые из них:

    Читать еще:  Отопление в частном доме: как правильно сделать своими руками, схемы

    • полное сгорание топлива без накопления сажи. Кроме экономии дров это свойство несет гораздо большую пользу. Полное сгорание означает, что в качестве отходов выделяется лишь углекислота и обыкновенная вода. Ни то, ни другое не представляет большого вреда для людей и природы в целом. Этого нельзя сказать о частичном сгорании дров. Вредные токсичные вещества, образующиеся при неполном распаде органики, попадают в атмосферу, вызывая нежелательные последствия, не говоря уже о зловонном едком дыме;

    Для увеличения эффективности пиролизного котла используйте только сухие дрова

    • благодаря полному сгоранию, в газогенераторах можно использовать любое органическое твердое топливо. По сути им может быть любая органика, способная к активной реакции окисления, то есть горению. Такие котлы можно устанавливать на швейных и кожевенных фабриках, на предприятиях деревопереработки, сельхозпредприятиях. Этим полностью решается проблема утилизации отходов;
    • высокая экономия средств на топливо, так как пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром имеют такое названия по причине того, что от одной дровяной закладки рабочий процесс может продолжаться не менее 12 часов. Простая печь или котел, максимум способны гореть 4 часа;

    Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления дома

    • полностью решен вопрос регулировки процесса горения и нагревания теплоносителя. По причине того, что в рабочей камере сгорает газообразное топливо, его поток легко регулируется, так же, как и интенсивность горения. Это позволяет полностью автоматизировать работу котла, не хуже, чем электрического или газового.

    Есть у пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром и недостатки, о которых следует осведомиться, при приобретении этой техники:

    • стоимость газогенераторов намного выше, чем у других видов теплотехники. Однако это со временем окупается, благодаря экономии топлива;

    Автоматизированная котельная в современном частном доме

    • топливо должна быть идеально сухим. Уже 20%-я влажность является серьезным препятствием для горения. Котел просто престанет работать после ограничения доступа воздуха;
    • в связи с тем, что в конструкции практически всех моделей предусмотрено использование вентиляторов для нагнетания воздуха, то для их работы требуется наличие электроэнергии, что не позволяет использовать эту технику на дачах, не имеющих электроснабжения.

    Схематическое изображение пиролизного котла с водяным контуром

    Рекомендации к выбору котла

    На подбор твердотопливного котла влияет ряд существенных факторов. Важное значение имеют:

    • вид дома (помещения);
    • тип конструкция отопителя;
    • цель использования устройства.

    Вид помещения

    Способность жилища сохранять тепло, крайне важны при выборе. Самыми «тёплыми» являются новые дома из кирпича, брёвен, панельные строения.

    В них отсутствуют теплопотери через трещины в стройматериалах, двери и окна, плохо утеплённый потолок.

    Следовательно, такие строения хорошо обогревают агрегаты средней мощности. Расчёт мощности отопителя хозяин дома делает самостоятельно или с помощью специалиста по теплотехнике.

    Расчёт ведётся исходя из высоты потолков и площади. Так, в средней полосе на площади 10 м 2 , при высоте потолка 3 м, необходимо генерировать 1 кВт тепловой энергии.

    Тип конструкции отопителя

    Зависит от рассчитанной мощности агрегата и доступности топлива. В зависимости от конструктивных особенностей устройства длительного горения делят на:

    • пиролизные;
    • шахтные;
    • автоматические.

    Пиролизные котлы. В отопителях такого типа происходит процесс тления топлива при недостатке кислорода, что приводит к образованию горючих газов.

    Фото 2. Схема устройства дровяного твердотопливного котла длительного горения пиролизного типа.

    Топка устройства разделена на две части. В нижнем отсеке происходит горение и пиролиз, в верхнем — дожигание топочных газов.

    После того как топливо полностью разгорится, нижнее отверстие прикрывают и топка переходит в режим генерации пиролизного газа. Этого добиваются с помощью автоматического регулятора.

    Пиролизный газ поступает в камеру дожигания, смешивается с воздухом и воспламеняется. При этом сгорает до 90% частиц дыма. Автоматический терморегулятор котла поддерживает заданную температуру дожига. Принудительную циркуляцию воздуха обеспечивает вентилятор.

    Справка. В пиролизных устройствах топливо сжигается практически полностью, поэтому частая чистка топки не требуется.

    Шахтные котлы — агрегаты верхнего горения, сжигание топлива происходит сверху вниз. Конструктивно они состоят из двух корпусов — внутреннего и внешнего, между которыми находится водяная рубашка.

    Вертикальная топка отопителя доверху загружается дровами. Воздух для горения подаётся к верхнему слою топлива с помощью телескопической трубы.

    По мере сгорания дров она под собственным весом опускается. Котлы такого типа способны отапливать дом до 7 дней без дополнительной загрузки и какого-либо обслуживания.

    Они обеспечивают постоянный и равномерный нагрев жидкости в водяной рубашке.

    Автоматические котлы. Рассчитаны на продолжительную работу в автономном режиме. Из бункера по элеватору, шнековому транспортёру в котёл подаётся топливо. Бункер располагается рядом с прибором, в соседнем помещении либо снаружи дома. Расход и подачу горючего материала регулируют средства автоматического контроля.

    Эти агрегаты требовательны к величине кусков (гранул) топлива, в большинстве моделей размеры брикетов, пеллет, кусочков угля не должны превышать 30 мм в поперечнике.

    Читать еще:  Как выбрать комнатный термостат для газового котла отопления

    Цель использования

    Это также важный фактор выбора. Если котёл длительного горения является основным отопителем, в систему труб не встраивают другие устройства. Если нагреватель будет использоваться как резервный, понадобится установка расширительного бака, дополнительные расчёты системы отопления, согласование температурных графиков устройств.

    • Если агрегат нужен только для отопления, выбирают одноконтурные модели.
    • Если поставлена цель получения хозяйственной воды, предпочитают двухконтурные модели.
    • В неэлектрифицированных районах (или в отдалённых районах с дефицитом, перебоями в подаче электричества) покупают простые котлы длительного горения шахтного типа.

    Требования к помещению для установки

    Для обеспечения нормальной вентиляции, пожарной и электрической безопасности необходимо выбрать помещение,подходящее для установки. Нагревательный прибор можно располагать в следующих условиях:

    • При мощности менее 50 кВт допускается размещение в общих помещениях дома, если мощность больше, требуется обустройство котельной.
    • Высота помещения в чистоте должна составлять не менее 2,5 м;
    • Площадь помещения подбирается в зависимости от мощности, но не менее 8 м 2 .
    • Вентиляция в помещении должна обеспечивать трехкратный воздухообмен в течение часа.
    • Наличие окна с форточкой для естественного освещения и проветривания.
    • Наличие выхода на улицу обязательно. Допускается устройство второго выхода в помещения общего назначения. В этом случае дверное заполнение устанавливается противопожарным третьего типа.
    • Необходимость заземления в помещении из-за электрозависимости оборудования.
    • Отступ от стены до задней или боковой стенки котла не менее 60 см, а от передней не менее 100 см.
    • Перед котлом необходимо уложить лист металла, размеры которого рассчитываются для каждого котла отдельно и указываются в руководстве по эксплуатации.
    • Отделка в помещении выполняется из негорючих материалов.

    Конструкция

    Все пиролизные котлы делятся на 3 типа в зависимости от их функциональности.

    • Одноконтурные. Применяются для нагрева помещений за счет нагрева воды в отопительных трубах.
    • Двухконтурные. Предоставляют возможность отопления помещения и в то же время нагревают воду для различных целей.
    • Парогенераторы пиролизного типа.

    Корпус имеет цельную структуру. Он выполняется из листовой стали. В структуру котла входит камера сгорания, которая оснащена двумя отсеками. Помимо этого в систему котла входят следующие устройства:

    • вентиляторное устройство;
    • контроллер;
    • теплообменник;
    • форсунка;
    • специальные трубки для подачи воды;
    • каналы подачи воздуха;
    • устройство отведения дымовых газов.

    Камера сгорания поделена на два отсека:

    • газифицирующий отсек – для топлива;
    • для продуктов горения.

    Между отсеками расположен колосник выполняющий функцию разделителя. На поверхности колосника располагается топливо. Если котел имеет небольшие параметры камеры, то за уровень тяги отвечает вентилятор. Когда камера большая, то данную функцию выполняет специальный дымосос.

    Процесс в камере горения происходит с помощью кислорода, попадающего в середину через канал первичного воздуха. Во втором отсеке кислород соединяется с продуктами горениями. Он попадает сюда через вторичный канал.

    Изготовление своими руками

    Сделать котел можно из пустого газового баллона или из отрезка толстостенной трубы. Размеры: 85 см высота, 30 см диаметр.

    Потребуются также:

    • листовой металл;
    • металлические трубы;
    • болгарка с кругами для шлифования и резки;
    • сварочный аппарат;
    • дрель с насадками по металлу.

    К верхней части цилиндра нужно приварить патрубок 40 см длиной, сечением 10 см. Для изготовления поршня (который будет нагнетать давление в топке) подойдет труба сечением 6 см, немного длиннее баллона. Снизу к ней приваривают стальной диск меньше диаметра баллона (около 27 см).

    Верхнюю часть цилиндра оборудуют съемной крышкой с отверстием на несколько сантиметров больше диаметра трубки поршня, в стенке вырезают отверстие для закладки топлива и делают герметично прилегающую дверцу.

    В нижней части боковой стенки нужно вырезать отверстие для дверцы зольника. Диск поршня устанавливается поверх кладки дров и опускается по мере их прогорания. По уровню снаружи можно определить, сколько дров осталось в камере.

    Схема изготовления пиролизного котла своими руками.

    Вид пиролизного котла в разобранном виде сделанного своими руками из газового баллона.

    Устроить теплообменник можно двумя способами. В первом случае вокруг топочной камеры создают водяную рубашку. Получается конструкция с двумя стенками, промежуток между ними заполнен водой.

    Чтобы избежать потерь тепла, внешний корпус теплоизолируют. Во втором случае емкость теплообменника размещают внутри топки. Теплообменник оборудуется двумя отводящими патрубками, для подачи горячего теплоносителя в контур и для обратки.

    Разводку труб и утепленный дымоход делают так же, как и при установке обычных котлов (что такое обвязка котла твердотопливного). Помещение котельной следует оснастить принудительной вытяжкой.

    При установке самодельных котлов длительного горения на дровах с водяным контуром необходимо соблюдать те же правила пожарной безопасности, что и при монтаже любых котлов/печей на твердом топливе: удаленность от воспламеняющейся облицовки стен, подкладка из негорючего материала на пол, под агрегат.

    Видео о принципе работы газового котла.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector