Пиролизный котел время работы

Пиролизный котел в быту, или когда цена на газ не имеет значения

Можно ли построить систему отопления собственного жилища без газовой трубы так, чтобы это было комфортно, не утомительно и даже увлекательно? И что может получиться, если приправить всё это информационными технологиями?

Давайте вместе в этом разберемся.

Немного теории

Системы отопления (СО) с твердотопливным котлом (ТТК) – это системы периодического действия, в которых котел генерирует тепло только когда в нем есть топливо. В этой связи, владельцы ТТК, рано или поздно, обзаводятся теплоаккумуляторами, которые накапливают излишек тепла, генерируемый в процессе работы ТТК и отдают его дому уже после того как топливо в котле закончилось.

ТТК принято делить на классические (колосниковые) и пиролизные (газогенераторные). Классический вариант подразумевает обыкновенное сгорание топлива с выделением тепла. Твердотопливные пиролизные котлы отличаются тем, что топливо и горючий газ, выделяемый при его горении, сжигаются раздельно. Это обеспечивает более высокий КПД, широкий диапазон мощности, простоту требований к дымоходу.

Под «обыкновенным сгоранием топлива» подразумевается, что топливо в таких котлах сгорает в камере загрузки, где одновременно идут все те же процессы что и при пиролизе древесины. По этой причине в классических (колосниковый) котлах нет возможности получить качественное (полное) сгорание топлива. В результате неполного сгорания топлива на теплообменнике котла оседают деготь, смолы, (продукты пиролиза), сажа, зола и образуется теплоизолирующий слой, что в свою очередь вынуждает котел щедро делится, вырабатываемым теплом с окружающей средой.

Как преимущество классических котлов иногда указывают то, что в них, якобы, можно сжигать дрова с высокой влажностью, но как по мне, топить сырыми дровами – себя не уважать.

Не важно, в каком котле, пиролизном или традиционном, дрова, прежде чем начать давать тепло, должны пройти начальные стадии пиролиза, а именно нагрев и испарение влаги. Значит если мы используем для отопления дрова с влажностью 20% (это на 10 кг. сухих дров вылить сверху 2 литра воды), то есть пятая часть по весу в них балласт, на нагрев и испарение которого также придется потратить часть топлива, которая уже не будет использовано для отопление дома.

Если уж быть абсолютно точным, то топливо не горит «напрямую», горят газообразные продукты пиролиза. Это означает, что прежде чем дрова начнут гореть, то есть окислятся кислородом воздуха с выделением тепла, они должны быть нагреты до температуры испарения влаги в них, после этого должен пройти сам процесс испарения этой влаги, а уже потом начнется собственно пиролиз и горение пиролизных газов. Причем, процессы первой и второй стадии идут с поглощением тепла, так необходимого для пиролиза самой древесины, без которого не будет и самого процесса горения.

Мой выбор

Если после прочитанного, вы уже не планируете топить сырыми дровами, то исходя из своего жизненного опыта, я бы рекомендовал именно пиролизный котел.

До этого, у меня уже был двухлетний опыт эксплуатации шахтного колосникового котла KALVIS–2-70. Из выявленных недостатков отмечу, что его теплообменник невозможно было почистить от осевших на нем смол без предварительного разогрева до температуры выше 60°С. В конечном итоге, осознав все технологические изъяны этой конструкции, я решил обратиться к специалистам для её радикальной переделки. В результате этой глубокой модернизации я и стал обладателем пиролизного котла.

Установка

Котел лучше располагать в специально отведенном для него помещении, так как я еще не встречал котлов, которые не дымят в помещении при догрузке топливом (а мой, к тому же, иногда дымит еще и по причине несовершенства конструкции).

Кроме того котлы обычно комплектуются дымососом или вентилятором наддува, которые обычно, довольно прилично шумят. Остальные механизмы управления узлами СО (циркуляционные насосы, приводы воздушных заслонок, заслонка дымохода и шаровые краны с электроприводами) работают почти бесшумно.

Кроме прочего, нужно учитывать, котел для своей работы потребует большого притока воздуха в то помещение, в котором он находится, что станет причиной возникновения холодных сквозняков. Из всего выше сказанного, котел лучше располагать в отдельном помещении в теле дома.

Дымоход у меня расположен вертикально без изгибов и является частью внутренней стены дома, и во время работы котла дополнительно излучает тепло в дом.

Так как котел – это агрегат, в котором генерируемое тепло передается теплоносителю воде, то на его поверхности нет «раскаленных» частей, так как он не нагревается выше температуры кипения воды. Кроме того водяная рубашка снаружи, обычно защищена кожухом, температура которой редко превышает 30 — 35 град.

Заготовка дров и не только.

Основным видом топлива для пиролизного котла является древесина.

Годятся любые дрова: хвойные, лиственные, сосновые, дубовые, березовые и т.д. Все они имеют примерно одинаковую теплотворную способность. Твердые породы, такие как дуб, имеют теплотворную способность выше, но они и стоят дороже, так что гонятся за ними я особого смысла не вижу. Для заготовки отлично подходит любое мертвое дерево, упавшее или сухостой. Главное, что бы дрова были не сырые и не дорогие, лучше лично заготовленные, и для кошелька и для здоровья полезнее (можно запросто сэкономить на абонемент в фитнес-клуб). Отчасти потому, что при покупке на стороне трудно соблюсти все выше перечисленные условия, я и не люблю покупать дрова. Мне как-то в первый отопительный сезон привезли машину дров из лесхоза, так их остатки весной выпустили побеги и укоренились у меня во дворе. С тех пор, дрова заготавливаю только самостоятельно.

Кроме дров пиролизный котел с удовольствием потребляет солому, пеллету, стружку, торфяные брикеты и обычный торф, сортированные бытовые отходы (бумага, пластик, упаковка, все кроме ПВХ) и все это приправленное отработанным маслом или любыми другими отходами жидких углеводородов.

Но лучшим топливом для котла может стать автомобильная покрышка. Теплотворная способность автомобильной покрышки значительно превышает теплотворную способность лучших пород древесины и составляет 32 ГДж/т. Сравнится с ней может, разве что, теплотворная способность высококачественного угля. Ко всему этому покрышка имеет нулевую влажность, что тоже является положительным моментом. Ну а если у кого-то еще есть сомнения в том, что покрышка может довольно прилично гореть, можете глянуть на выходящие газы из моей трубы и на огонь в пиролизной камере.

То, что не только я расцениваю шину как прекрасное топливо, можно оценить по количеству
объявлений, которые предлагают металлокорд, остающийся после ее сжигания.

Для обеспечения пожарной безопасности в котельной я на ее потолке разместил два автоматических порошковых огнетушителя типа Буран 2,5 и автономный датчик дыма.

Розжиг

Котел легче разжечь небольшим количеством дров (такая закладка осуществляется через нижнее окно загрузи дров), но при желании можно запустить котел и с полной загрузкой (для такой загрузки используется верхнее окно загрузки дров).

При запуске с полной загрузкой разжигаю котел через пиролизную горелку с помощью заранее вставленного в нее фитиля из гофрокартона (вид сверху на пиролизную горелку через нижнее окно загрузки топлива). Также облегчает розжиг небольшое количество отработанного моторного масла и мелкие дровяные щепки.

Продукты сгорания

Пиролизную камеру котла (он же зольник), чистить приходится каждый раз после отопительного цикла (примерно 10 – 12 часов непрерывной работы), так как объем ее ограничен, а пиролизным газам все же нужно где-то гореть.Теплообменники котла я стараюсь чистить через отопительный цикл, то есть примерно два раза в месяц, так как от степени их чистоты зависит эффективность отбора тепла сгенерированного в пиролизной камере. Обычно, после одного цикла отопления остается ведро золы и почти чистый металлокорд от шин. И зола и металлокорд, как оказалось, являются ценным продуктом для дальнейшего использования.

Продуктами полного сгорания топлива ТТК являются углекислый газ, вода и зола. Вот именно водяной пар и окрашивает дым в белый цвет на непрогретом дымоходе. Продуктом неполного сгорания топлива ТТК может стать сажа. Значительное ее количество может окрашивать дым в черный цвет, а незначительное, в смеси с водяным паром, в различные оттенки серого.

Конструкция котла

На фронтальной стороне моего котла расположены три дверцы:

• Верхняя дверца нужна для того, чтобы увеличить объем разовой загрузки. Чем больше за один раз удается загрузить дров, тем реже приходится это делать.
• Средняя дверца нужна для обслуживания котла (чистка от золы, подготовка к новой растопке), через самую верхнюю дверцу этого просто невозможно сделать. За ней находится камера загрузки.

  Внешний вид камеры загрузки

  Эта камера ещё называется газогенераторной, так как именно в ней и происходит процесс пиролиза дров.

• За нижней дверцей находится камера сгорания пиролизных газов.

  Некоторые подробности про расположение камеры сгорания

  Камера сгорания (камера дожига) расположена под камерой загрузки топлива для того, чтобы локализовать определенный объем топлива участвующего в процессе горения. То есть, в пиролизном котле горят только те дрова, которые находятся в зоне охвата воздушных заслонок (это ниже средней дверцы и немного на высоте самой средней дверцы), остальное топливо — просто запас, который по мере выгорания опускается в зону горения. Если же пиролизную камеру расположить сверху, а топливо поджигать снизу, то пламя подымаясь снизу вверх по дровам будет пиролизовать все топливо сразу и вместо горения мы получим много дыма и как следствие смолистые вещества на теплообменнике.

Воздух на топливо в моем ТТК подается через три воздушные заслонки в разные зоны котла, что дает возможность получить наиболее эффективное сгорание топлива.

Наличие 3-х воздушных заслонок, графика температуры в дымоходе и видеокамеры в пиролизной камере позволяет минимизировать тепловые потери и получить наиболее эффективное сгорание не только различных видов древесины, но и более калорийного топлива, такого как сортированные бытовые отходы и изношенные автомобильные шины.

Мой котел, как и большинство пиролизных котлов, родился с одной заслонкой (сейчас она средняя по высоте, она же и основная). Заслонка расположена на фронтальной части котла, ниже нижней двери загрузки топлива.

Воздух через нее подается на топливо, расположенное, над горелкой и охватывает примерно 100 см3 дров. Это тот объем топлива, который участвует в основном процессе горения. Этот же объем топлива формирует угольную подушку, на которой воспламеняются пиролизные газы.

Верхняя заслонка расположена под обшивкой, выше нижней двери загрузки топлива. Она появилась уже позже, в ее задачу входит формирование дополнительного объема пиролизных газов, уже после того как топливо расположенное в зоне охвата средней заслонкой прошло с первой по третью стадии пиролиза, и уже не выделяет в достаточном количестве горючих газов, по отношению к подаваемому через нее (среднюю заслонку) объему воздуха.

Нижняя заслонка появилась уже последней по причине необходимости подачи дополнительного объема воздуха при сжигании более калорийного топлива, чем дрова, к примеру, автомобильная шина. Расположена нижняя заслонка над дверью камеры сгорания и подает дополнительный воздух в камеру сгорания.

В качестве приводов для этих заслонок используются недорогие, но вполне пригодные для этой цели сервомашинки MG996R 15кг.

Система отопления

Обычно, счастливые обладатели ТТК, проходят естественные стадии эволюции:

1. Приобретение котла и познание первой радость от тепла, принесенного им в дом. Кормят его маленькими порциями дров, кормят часто и с удовольствием.
2. Потом пытаются растянуть время между кормежкой. Потом пытаются экспериментировать с различными видами корма: топят исключительно дубом, акацией, и даже редким в наших краях, углем.
3. В конце концов, приходит понимание, что «котел существует для меня», а не «я для котла».
4. После этого владелец котла начинает подыскивать в доме место под теплоаккумулятор (ТА).

Мне повезло больше чем остальным, еще в процессе проектирования дома я спланировал себе место под ТА, благополучно миновав эту начальную стадию.

В качестве теплоаккумулятора можно использовать любую емкость, которая выдержит давление в Вашей СО (у меня оно не превышает 1,5 кг/см2), либо сделать ТА косвенного нагрева (водяной контур такого ТА обменивается теплом с контуром котла через дополнительный теплообменник), тогда его будет легче вписать в пространство комнаты. Здесь можно подробнее ознакомится с моим.

Необходимо также учитывать, что температура воды в ТА нередко доходит до 94°С, поэтому материал из которого изготовлен ТА и труба подводящая в него теплоноситель должны выдерживать эти температуры.

Теплоаккумулятор не обязательно ставить в котельной рядом с ТТК (даже лучше за ее пределами), монтировать его можно в любом удобном для Вас помещении дома (можно даже так).

Также пришлось приобрести Ладдомат 21, хотя вполне можно было обойтись трехходовым смесительным клапаном и циркуляционным насосом контура котла.

Понадобились так же термостатические смесительные клапаны для контура теплого пола и контура радиаторов, хотя жизнь в последствии показала, что радиаторы в СО с ТТК и ТА бессмысленны.

Оказался не лишним в СО с ТТК и бойлер косвенного нагрева, ну и дальше уже по мелочи: расширительный бак, кран шаровый с электроприводом контура ТА, контура котла и контура бойлера. Насосы циркуляционные для контуров бойлера косвенного нагрева, теплых полов и радиаторов.

Автоматика

По мере эксплуатации своей СО постепенно пришло понимание, что система, в том виде в котором она родилась, имела существенные недоработки.

Оказалось, что системах отопления на базе ТТК + ТА, есть смысл соблюсти ряд условий:

1. Стремится отправлять в ТА только излишек тепла от ТТК.
2. Отсекать ТТК от остальной системы отопления (СО) после прекращения им генерации тепла, так как после выгорание топлива нем, ТТК из генератора тепла превращается в его потребителя и начинает высасывать ранее запасенное тепло из ТА.

Поначалу приходилось вручную подключать ТТК к СО во время запуска и так же вручную его отключать от нее. Вручную делить тепловые потоки как в начале запуска ТТК, так и уже в процессе работы котла, когда формируется избыток тепла. К тому же штатный регулятор воздушной заслонки был слишком инерционен и не справлялся с поставленными перед ним задачами.

И тогда некоторые свои простые функции по управлению котлом было решено переложить на хрупкие плечи автоматики. Использование электронного блока управления (БУ), избавило меня от выполнения множества рутинных операций. Также, попутно, БУ справляется с такой тривиальной задачей как, защита ТТК от перегрева, то есть делает то, что делают подавляющее большинство фабричных БУ ТТ котлов.

Мой первый блок управления ТТК был далёк от совершенства.

Каждый раз, когда мне нужно было подправить или изменить логику работы СО у меня пухла голова когда я смотрел на эту схему и пытался понять как же она работает.

В конце концов, при участии добрых людей, БУ приобрел тот вид, который он имеет сегодня, а также столь необходимый для меня функционал.
На экране в графическом виде отображается текущее состояние основных узлов СО, которые необходимо контролировать. При этом экран не перегружен информацией, и она легко читается.
Дополнительную информацию о том, какое оборудование в данный момент задействовано блоком управления можно получить от светодиодов блока реле.

Схемотехника

БУ моего котла собран на базе модуля Arduino Mega 2560. Выбор пал на Ардуино, потому что широко распространено, легко доступно, хорошо документировано, в сети множество уроков по его программированию, огромное дружелюбное интернет-сообщество, которое поможет, подскажет, научит.

Именно Ардуино позволяет реализовать функционал Вашего устройства, ограниченный лишь Вашей фантазией. К примеру, Ваш БУ зимой может управлять ТТК, но достаточно сменить в нем прошивку и подключить разъем силовых устройств к другой группе, и он станет управлять системой полива Вашего приусадебного участка или, к примеру, теплицей. С фабричным БУ ТТК таких фокусов не проделаешь.

Программное обеспечение

Мой блок управления котла, подключён к облачному сервису, это позволяет удаленно контролировать состояние системы, и при необходимости, так же удаленно, вносить корректировки в работу котла и системы отопления в целом. Зачем спрашивается удаленный контроль системы отопления и в частности удаленный контроль за работой ТТК? Полагаю, что только очень смелый человек может себе позволить оставить работающий котёл только под присмотром БУ стоимостью чуть больше 100 долларов. Я же приобрел уверенность в необходимости удаленного контроля, по мере приобретения своего личного восьмилетнего опыта эксплуатации ТТК.

Этот сервис предоставляет чрезвычайно полезную возможность графического представления данных с температурных датчиков, расположенных в ключевых точках СО, что в свою очередь не только дает представление о текущем статическом состоянии СО, но и о динамике развития происходящих там процессов. Так в частности данные полученные из вкладки «Графики» дают представление о текущем состоянии СО, корректность работы отдельных ее составляющих в соответствии заданной БУ программой, и в отличие от данных полученных с монитора БУ, дают представление о динамике этих данных, скорость изменения и направления движения (рост или понижение), что особенно важно в момент пороговых (критических) значений температур.

Произошла ли подпитка ТТК холодной водой из ТА или нет, мы можем удаленно, оперативно отследить на графике «Котел вход», а имела ли эта подпитка ожидаемый результат по защите котла от перегрева можем отследить на графике «Котел выход». Если же ожидаемого снижения температуры воды на входе/выходе из котла не произошло, значит по какой-то причине не открылся кран контура ТА и владельцу котла нужно принять адекватные меры по защите ТТК.

Так же данные полученные с этих графиков позволяю оперативно заметить и устранить ошибки котельщика допущенные при управление котлом.

В частности, благодаря графику «Дымовая труба» я вовремя заметил, что забыл вернуть в рабочее положение распределительную заслонку, которая направляет продукты сгорания топлива минуя теплообменник котла в дымоход (обычно ее переводят в такое положение при догрузке топлива, для снижения дымления в помещение), что в свою очередь привело к забросу температуры в дымоходе выше 250°С.

Таким образом, графики во вкладке «История» дают возможность анализировать работу всей системы за уже прошедшие периоды и прогнозировать очередной запуск ТТК в соответствии с потребностями жильцов дома. Кроме того, такой взгляд со стороны даёт понимание для дальнейшего совершенствования системы отопления.

Заключение

Иногда у меня спрашивают, почему я выбрал дровяное отопление? Я отвечаю, мне просто повезло что у меня не было рядом газовой трубы. Теперь я счастливый человек, я не знаю, сколько стоит «газ для населения», не принимаю участия в обсуждении тарифов за отопление, меня просто это не беспокоит.

Справится ли женщина или подросток с твердотопливным котлом? Думаю, да, особенно если не будет другой альтернативы. Справлялись ведь как-то раньше, пока не развилась всеобщая «газовая зависимость».

Справляются и сейчас в далеко не бедных странах, к примеру, Германии или Испании.

К слову сказать, я как-то, на всякий случай (ну там болезнь одолеет, или откровенно лень будет) установил дополнительно к ТТК еще и электрокотел на 45кВт, но за 6 лет я включал его только один раз, когда проверял после монтажа.

Мои хорошие знакомые, беспокоясь обо мне, иногда спрашивают: «Не в тягость ли тебе вся это возня? Не возникало ли желания бросить всё и переехать туда, где есть центральное отопление?». Так вот, не в тягость, наоборот, для меня это очень увлекательное занятие для реализации своих творческих потребностей. Я, видите ли, пою ужасно, танцую плохо, картины вовсе не пишу, чем спрашивается еще можно скрасить долгие зимние вечера?

Используя пиролизный котел в системе отопления, можно увеличить время автономной работы оборудования до 8‑24 часов в зависимости от модели. При наличии функции автоматической подачи топлива установкам, работающим на пеллетах, потребуется обслуживание не чаще раза в месяц. От твердотопливных котлов стандартной конструкции пиролизные агрегаты отличаются удобством эксплуатации, экономичностью, возможностью регулирования мощности.

Типы конструкций и как они работают

Спрос на твердое топливо стабильно высок. Такой выбор полностью оправдан при отсутствии возможности газификации дома или производственного объекта. Отопительное оборудование, работающее на древесине, угле, пеллетных или торфяных блоках, с повышенной эффективностью функционирует при использовании технологии пиролизного сжигания. Сам процесс представляет собой распад органических веществ при их нагреве до высоких температур.

Основу конструкции составляют 2 камеры (сгорания и дожигания). В первом случае выполняется розжиг топлива, оно тлеет при ограниченном доступе воздуха. Во втором происходит горение образовавшихся ранее продуктов, генерируется тепло.

Для охлаждения корпуса и основных узлов конструкции используется водяная рубашка. Для регулировки интенсивности горения применяется дутьевой вентилятор.

С принудительной подачей воздуха

Особенность устройства отопительного газогенераторного котла с принудительной подачей воздуха – наличие между камерами сгорания форсунки с прямым сечением. Материалом для ее изготовления служит огнеупорный сплав, который по своим характеристикам похож на шамотный кирпич. Воздух нагнетается в топку вентилятором, повышая полноту сгорания продуктов до состояния мелкого пепла.

Естественная технология

В основе принципа работы котлов с естественной подачей воздуха лежит ограничение интенсивности горения.

Повышение эффективности функционирования оборудования при обогреве помещений обеспечивается за счет тления древесины. При этом выделяется повышенное количество пиролизных газов. Но для экономичной работы агрегата важна корректная отладка процесса горения.

Другие отличия пиролизных котлов

В газогенераторных котлах схемой работы предусмотрено использование 2 камер сгорания. Это обеспечивает более эффективную теплоотдачу. Горение пиролизных газов происходит при повышенных температурах (около 1000°С), что обеспечивает увеличение уровня КПД. Он составляет 80‑90%, в отличие от 50‑60% у агрегатов классического исполнения.

Пиролизное оборудование отличается также повышенной требовательностью к качеству топлива. Для обеспечения оптимальной производительности его влажность не должна превышать 20%, термодинамическая отдача будет наиболее высокой.

Примерные характеристики

При выборе отопительного оборудования важно учитывать не только мощность, но и такую характеристику агрегатов, как толщина металла, из которого изготовлен корпус (она может составлять от 4 до 8 мм для наружных и от 5 до 10 мм для внутренних частей конструкции). Обязательно наличие футеровки. Она эффективно разграничивает температурные зоны, где происходит термическое разложение древесины и водоохлаждение стенок корпуса.

При установке оборудования важно учитывать его вес. В зависимости от мощности агрегата он может составлять от 400 кг до 5 т. Габариты корпуса – не меньше 745х1055х1255 мм. Отапливаемая площадь – от 16 до 300 м².

При этом важно делать поправку на высоту помещения. Если она превышает 3 м, то на каждый последующий метр стоит добавлять 2‑3% производительности.

Экономичность оборудования

Повышенная экономичность бытовых и промышленных котлов основана на особенностях конструкции оборудования. Они оснащаются дымососами для создания принудительной регулируемой тяги. Из-за этого газоходы имеют большую длину, что позволяет увеличить поверхность теплообмена, повышая КПД твердотопливного котла газогенераторного типа и снижая температуру продуктов сгорания до 130‑140°С.

Возможность регулирования производительности позволяет учитывать внешние факторы (требования к температуре в помещениях, погодные условия). При этом на экономичность пиролизного оборудования влияет качество теплоносителя. Рекомендуется использовать для данных целей дистиллированную воду. Она содержит сравнительно небольшое количество солей, что исключает проблему образования осадка на внутренней поверхности теплообменника.

Используемое топливо

Пиролизный котел отличается от традиционного универсальностью при выборе топлива. Кроме каменного угля, дров, пеллет можно использовать торфяные брикеты, отходы древесины, целлюлозосодержащие материалы. Отдельные модели применяют для сжигания бытового или строительного мусора. Производительность котельного оборудования напрямую зависит от влажности топлива. При сжигании дров весом 1 кг при влажности 20 и 50% установка выработает мощность 4 и 2 кВт соответственно.

Плюсы и минусы газогенераторных котлов

Большинство преимуществ пиролизных агрегатов базируется на принципе работы и особенностях эксплуатации и конструкции. В частности, производители устанавливают в котлах дополнительные водяные ТЭНы, которые можно задействовать как источник горячего водоснабжения для частного дома. Одновременно нагреватель служит защитой оборудования от закипания теплоносителя.

К достоинствам газогенераторных котлов относятся:

1. Длительность горения. В среднем закладка топлива происходит в 2‑3 раза реже в сравнении с классическими моделями.
2. Широкий выбор видов топлива. Котел может работать на углях, дровах, пеллетах, строительном мусоре, топливных брикетах.
3. Экономичность. При использовании одинаковой древесины при пиролизном горении теплотворность увеличивается на 15%.
4. Экологичность. При работе на дровах в продуктах сгорания содержится в 3 раза меньше углекислого газа, а при использовании угля в качестве топлива его уровень в 5 раз ниже.
5. Сравнительно небольшое количество сажи за счет эффективного сжигания газа в топке. Это снижает частоту чистки оборудования.
6. Высокий КПД (80‑90%). У твердотопливных аналогов этот показатель не превышает 65%.
7. Возможность регулирования мощности во время работы системы отопления от 30 до 100% без необходимости сброса тепла во внешнюю среду, как в котлах прямого горения.

Среди существенных недостатков выделяют отсутствие возможности работы газогенераторного котельного оборудования без подключения к электросети. Пиролизные агрегаты нельзя назвать компактными. Установки отличаются высокой стоимостью. При малой загрузке (до 50%) они работают нестабильно.

Известные модели и производители

На отечественном рынке представлен широкий выбор пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром.

Российские предприятия предлагают установки следующих марок:

1. “Диво”. Техника новосибирского производителя выпускается для отопления домов площадью до 800 м². Топка позволяет загружать поленья длиной до 59 см. Надежность и долговечность корпуса обеспечены его цельносварным исполнением.
2. “Очаг”. Котлы российского завода-изготовителя, работающие со средним КПД 80%. Расчетный срок службы оборудования составляет до 10 лет. Все предложенные модели энергонезависимы.
3. “Зота”. Пиролизные котельные установки красноярского производства выделяются среди аналогов функциональностью, надежностью. Важным аргументом в пользу такого выбора становится возможность переоборудования агрегатов для работы на жидком топливе.
4. “Куппер”. Компания занимается выпуском полностью автоматизированных пеллетных котлов. Они требуют минимального обслуживания в ходе эксплуатации, все параметры контролируются электроникой.

Среди зарубежных производителей лидерство на рынке по данному направлению удерживают чешская компания Atmos и немецкая фирма Buderus. В первом случае есть выбор техники для обогрева жилых домов, теплиц, производственных помещений. Возможен отбор тепла для горячего водоснабжения. Предусмотрена работа котлов Atmos в режиме агрегата стандартной конструкции при отсутствии электропитания.

В линейке Buderus представлен широкий выбор малоразмерных моделей пиролизного типа. Это позволяет устанавливать мини-оборудование в помещениях небольшой площади. Техника выделяется среди аналогов высоким качеством сборки, надежностью, удобством и функциональностью. Но при покупке важно учитывать, что компактная топка не позволит использовать длинные поленья.

Расходы на отопление и ГВС, основанные на потреблении таких энергоносителей как газ и электричество растут ежегодно. Если жители мегаполисов в многоквартирных домах мало могут влиять на выбор топлива, то люди, проживающие в малоэтажном или частном жилье, могут поискать более приемлемые варианты для себя из доступных и традиционных энергоносителей.

Еще недавно использование угля, торфа и тем более дров казалось архаикой и возвратом к печному примитиву из-за сложности автоматизации и управления горением твердого топлива. Прогресс на месте не стоит, появилось большое количество современных твердотопливных котлоагрегатов, оснащенных совершенной автоматикой, интересным дизайном, высокими технологическими и экономическими показателями. Пиролизные твердотопливные котлы – яркий пример такого прогресса.

Что собой представляют твердотопливные пиролизные котлы

Прежде всего, это в большинстве своем одноконтурные энергозависимые котлы. Главным и практически единственным отличием пиролизных котлоагрегатов от классических твердотопливных является наличие дополнительной камеры сжигания газов. Процесс выделения, а затем сжигания высокоэнергетического газа из твердого топлива позволяет получить более дешевую (в пересчете на стоимость 1 кВт) тепловую энергию. И все это при высоком КПД, более длительном горении и надежном контроле без участия человека.

Устройство и принцип работы

Процесс длительного распада органических соединений под действием высокой температуры (до 800°С), при недостатке кислорода для сгорания, приводит к выделению древесного газа и созданию древесного угля, каждый из которых является высокоэнергетическим топливом. Агрегат, предназначенный для выделения этих продуктов с последующим их сжиганием и получением горячей воды, называется пиролизным твердотопливным котлом.

Основной принцип работы газогенераторного котла – разделить твердое топливо на две фракции (уголь и газ) с целью выжать из их сгорания все на что они способны. Различное их устройство имеет общие черты:

• камера сгорания твердого топлива в режиме наибольшего выделения газов;
• камера сжигания газа;
• принудительное управление подачей воздуха (вентиляторами или механически).

В камере сгорания загруженное топливо горит в обычном режиме, подаваемый в зону горения воздух доводит температуру в ней до обильного выделения газа и не более. Топливо горит постепенно, превращаясь в золу, греет водяную рубашку котла и выделяет газ в режиме ограниченной подачи кислорода.

Газ, за счет разности давлений (тяги), перемещается в камеру дожигания, где интенсивно сгорает при обильном поступлении кислорода, перемещаясь по дымовому тракту. Высокая температура горения прогревает трубы теплообменника и теплоноситель.

Тяга в агрегате создается за счет механического регулятора тяги, управляющего дверкой поддувала и высоким дымоходом при автономной работе. В современных котлах с высоким уровнем автоматизации для управления подачей кислорода в зону горения используется вентилятор поддува, а тягой горящего газа через теплообменник управляет вентилятор-дымосос.

Пиролизные котлы длительного горения

Отдельно стоит отметить категорию долгоиграющих котлов. После ускоренного нагрева теплоносителя до заданной температуры, пиролизный котел переходит в режим ее поддержания. Поступление кислорода в камеру сгорания практически прекращается и топливо в режиме тления прогорает постепенно, слой за слоем. Длительность прогорания одной закладки зависит от качества и количества загруженного топлива.

Одна закладка дерева в обычном пиролизном котле может прогорать до 6-10 часов, угля – в среднем 8-15 часов, когда в обычном твердотопливном котле дозагрузка необходима через 3-6 часов. Высокотехнологичные пиролизные котлы длительного горения отличаются более вместительной топкой и качеством управления горения, что позволяет им работать с одной загрузкой до 48 часов и даже более.

Насколько технология пиролиза эффективнее прямого сжигания

В котлах прямого горения КПД редко выше 75-80%, и это в идеальных условиях сгорания качественного топлива. К примеру, 1 кг древесины с влажностью 20% может выдать 3,9*0,75 = 2,925 кВт тепловой энергии (удельная теплотворность древесины – 3,9 кВт/кг). Каменный уголь с влажностью 10% выдает 7,5*0,75 = 5,625 кВт (удельная теплотворность каменного угля – 7,5 кВт/кг).

При пиролизной технологии горения КПД сегодня часто достигает 92% и из того же топлива агрегат выдаст:

• 1 кг древесины – 3,9*0,92 = 3,588 кВт (+22,7%);
• 1 кг каменного угля – 7,5*0,92 = 6,9 кВт (+22,7%).

Существенная разница показывает, сколько тепла недополучено при выбросе, а не сжигании сопутствующих газов (соответственно, при различной разнице в КПД результаты будут другими).

Использование эффективного управления горением при пиролизе позволяет значительно увеличить время работы котла в режиме поддержания температуры теплоносителя, что еще более усиливает аккумулирование тепловой энергии. Температура горения пиролизных газов выше, чем при классическом способе, поэтому выход на заданный режим происходит гораздо быстрее.

Отзывы о бытовых газогенераторных котлах: преимущества и недостатки

Озабоченность мирового сообщества проблемой загрязнения окружающей среды укрепила позиции пиролизных котлов на рынке агрегатов долгого горения для отопления. Согласно практике эксплуатации и отзывам владельцев, при правильном функционировании данного типа котлов, в атмосферу попадает малое количество углекислого газа и пара. Сжигая любое органическое топливо, из дымохода такой агрегат выдает минимум не догоревших веществ без гари, без дыма, запаха и цвета. Результат проявляется и в выбросах в помещение котельной, например, при дозагрузке топлива, а особенно – в загрязнении самого котла и частоте его очистки.

Как выбрать пиролизный котел

Выбор конкретной модели и бренда при окончательном выборе газогенераторного агрегата зависит от предпочтений и выделенного бюджета на приобретение пользователем. Но при первичных прикидках следует оценить характеристики, описанные далее.

Расположение камеры дожига

Расположение камеры сжигания пиролизных газов не меняет принципа работы, но конструкция агрегата приобретает свои особенности.

Верхняя камера дожига, расположенная над камерой загрузки и сгорания топлива, может обойтись без принудительной вентиляции. Котлы с такой компоновкой больше пригодны для автономной работы без электричества и вентиляторов. Газ поднимается в камеру сжигания за счет естественного перепада давления. Однако часть горящих газов с несгоревшими остатками топлива уходит в атмосферу. КПД таких котлов несколько ниже, однако зола, которая осыпалась в загрузочную камеру может без проблем быть убрана при следующей загрузке.

Большая часть высокотехнологичных твердотопливных пиролизных котлов выпускается с нижней камерой дожига. Горящие пиролизные газы принудительной тягой прогоняются через весь сложный путь теплообменника и отдают всю тепловую энергию, на которую способны. КПД таких котлов достигает 92%, а в некоторых конструкциях знаменитых брендов и больше. Неудобством является отходы горения из камеры загрузки и сгорания топлива, осыпающиеся в нижнюю камеру. Это усложняет процесс обслуживания.

Топливо

Выбор топлива для твердотопливного агрегата определяется наиболее распространённым видом в регионе. Это даст приемлемую цену и бесперебойность поставки. Для пиролизных котлов длительного горения важна такая характеристика сырья, как продолжительность горения. Предпочтительнее для них топливо, время тления которого составляет:

• каменный уголь – до 15 часов;
• бурый уголь – до 11 часов;
• дрова – до 10 часов.

Однако важно смотреть на информацию касательно видов топлива, с которыми способен работать котел, ведь не все модели предназначены для сжигания угля. Остальные виды твердого топлива (опилки, щепа, торф) также могут не предполагаться производителем в качестве топлива, но они и прогорают быстрее, требуют частой дозагрузки.

Пиролиз как процесс очень критичен к влажности сырья, если она выше 20%, значительная часть энергии уйдет на просушку, КПД будет низким и окупать существенные затраты на приобретение оборудования будет проблематично. Лучшим вариантом топлива большинства котлов являются дрова твердых пород с влажностью 10%.

Естественная или принудительная тяга

Управление процессом горения в пиролизном котле требует регулировки потока кислорода в загрузочной камере или нижней камере сгорания пиролизных газов, а также продвижения горящего газа через несколько колен современного теплообменника. Для организации такой тяги высота дымохода становится нереальной. Поэтому высокотехнологичные котлы оснащаются вентиляторами поддува, дымососами и множеством датчиков обратной связи для анализа процесса компьютером, управляющим всей системой обогрева. Эта автоматика делает оборудование энергозависимым и дорогим. Стоимость такого агрегата высока, но высокий КПД, экономическая эффективность и комфорт потребителя требует таких трат.

Энергонезависимым пиролизный котел может быть с верхней камерой сгорания газа. Механический регулятор тяги, регулирующий поступление кислорода управляет заслонкой поддувала, тем самым продлевая тление топлива в камере загрузки. Пиролизный газ поступает в верхнюю камеру самостоятельно, за счет перепада давления дымохода и топки. В ней он, смешавшись с кислородом вторичного воздуха (второй заслонки), догорает. Большая часть тепла идет на нагрев теплоносителя, часть через дымоход в атмосферу. Процесс настройки пиролизного горения требует очень скрупулезного исполнения предписаний производителя, но можно обрести реальную энергетическую независимость.

КПД

Заявленный в документах на пиролизный твердотопливный котел КПД, чем выше, тем лучше. Это означает что эксплуатационные расходы позволят быстрее окупить стоимость оборудования. Однако, паспортный КПД определен производителем для идеальных условий, с определённым топливом, дымоходом и т.д. Согласно моему опыту и инструкциям по эксплуатации пиролизных котлов необходимо выполнить следующие условия:

• точно выполнить необходимые настройки котла для эффективной работы;
• качество топлива по влажности и зольности должны соответствовать;
• загрузка топливной камеры должна выполняться на 100% объема;
• укладка топлива в топку тоже должна производиться в соответствии с рекомендациями.

В целом, чтобы реальный КПД не отличался от заявленного нужно выполнить много условий, но похожая ситуация и с классическими твердотопливными котлами. Тем не менее, говоря о заявленном КПД, при выборе я рекомендую отталкиваться от показателя 88% и выше. КПД ниже 86-87% говорит о несовершенстве конструкции и часто не оправдывает повышенную стоимость.

Минимально необходимая мощность

Точный расчет минимальной мощности при выборе конкретного котла производится теплотехником на основании нормативов и коэффициентов СНиП 2.04.01-85.

На практике же в бытовых условиях часто пользуются правилом 1 кВт на 10 м² отапливаемой площади и добавляют для одноконтурных котлов + 20% запаса.

Например, для отопления помещения со стандартными потолками (2,7 м) с легким или достаточным утеплением в 180 м², минимальная мощность котла будет (180/10)*1,2 = 21,6 кВт. Нужно выбирать агрегат с ближайшей большей номинальной мощностью.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

Рынок газогенераторных котлов насыщен множеством видов оборудования импортного и российского производства. Традиционными лидерами по созданию высокотехнологичных отопительных систем на основе пиролизных агрегатов являются производители Германии. Их оборудование соответствует самым высоким экологическим требованиям, наибольшим КПД и экономической эффективностью. Но и цены на немецкие котлоагрегаты соответствующие.

Заметно присутствие чешских и итальянских компаний, выпускающих аналогичную продукцию высокого качества и занимающие средний ценовой сегмент предложений на рынке газогенераторных котлов.

Российское производство котельного оборудования в последние годы значительно продвинулось к выпуску достойного качества газогенераторных агрегатов для отопления при существенно меньшей (в 2-3 раза) цене за близкую к импортным по характеристикам и исполнению продукцию. Учитывая, что она лучше адаптирована к существующему топливу и реалиям эксплуатации, приобретение ее интересно не только для ограниченного бюджета.

Буржуй-К «Модерн-12»

Эта серия, соединяющая в себе энергетическую независимость и доступную цену, является одной из лучших среди пиролизных котлов для отопления частного дома. Промежуток между закладками дров 12 часов, а угля 15 часов. Котел эффективен до 50% влажности топлива, хоть и с незначительным снижением КПД. КПД при соответствующем требованиям топливе достигает 92%, что очень достойный показатель, особенно для уровня отечественных производителей.

Котел работает на любом твердом топливе, для естественной тяги нуждаются в дымоходе высотой минимум 7 м (довольно много, но реально). Конструкция пожаробезопасна, обшита стальными листами с базальтовым покрытием и не требует разрешительных документов надзирающих органов, вес – 220 кг. Согласно практике эксплуатации считается абсолютно беспроблемным, что вполне объяснимо, ведь конструкция максимально простая, энергонезависимая.

Траян ТБ-10-2КТ

Газогенераторный двухконтурный котел номинальной мощностью 10 кВт, диапазон регулирования допускает снижение до 40% от номинала. Энергонезависимый, с механическим управлением. КПД в зависимости от регулировок и топлива – 82-85%. Главной особенностью, помимо контура ГВС, являются крайне компактные габариты – 450x890x730 мм (ШхВхГ). Комплектуется термометром, манометром и механическим регулятором заслонки Honeywell для подачи воздуха.

Прост и безопасен в эксплуатации, период между загрузками сухого топлива при правильно регулировании работы котла достигает 10 часов. Для поддержания температуры теплоносителя при малой нагрузке может подключаться ТЭН до 3 кВт (опция), также опционально доступен полный комплект энергозависимой автоматики. Вес котла 190 кг.

Стоимость: 43 000-53 000 руб.

Buderus Logano S171-22W

Входит в рейтинг как один из самых высокотехнологичных котлов с нижней камерой дожигания пиролизных газов немецкого производства. Основное топливо – древесина с длиной полена до целых 58 см, что крайне практично. КПД достигает 89%, оснащен самыми современными системами автоматики: регулируемые двигатели вентилятора поддува и дымососа; управление насосами отопительной системы; датчиками температуры в помещениях; управление от мобильного телефона и ПК.

Качество управления системой отопления позволяет экономить топливо и обеспечить высокую экологическую безопасность. Большая загрузочная камера обеспечивает продолжительность горения 3-4 часа и расход дров в среднем 6,2 кг/ час. Обеспечение высочайшего уровня комфорта для пользователя при сохранении интуитивно понятного предполагает и высокие требования к сервисному обслуживанию. Габаритные размеры агрегата 1136х620х1019 мм, вес 362 кг. Единсственные недостатки – предназначение для сжигания исключительно древесины, большой вес за счет теплообменника из 5 мм стали, а также высокая цена.

Стоимость: 179 000-198 000 руб.

Atmos DC 18S

Чешский газогенераторный одноконтурный котел длительного горения с встроенным вентилятором-дымососом. У модели на 20 кВт камера загрузки составляет всего 65 дм³, но длительность сгорания одной закладки дров может достичь 12 часов. Лучшее топливо для него – поленья длиной до 33 см и диаметром до 15 см, что, конечно, не столь практично. Но хорошо отлаженный котел позволяет за сезон сэкономить до 40% топлива, расход дров 3,8 кг/час, КПД может достичь 90%. Управление частично механическое, но за счет вентилятора и автоматики котел требует подключения к электросети. Теплообменник изготовлен из легированной стали 6 мм.

Важной особенностью таких котлов является встроенный дымосос, он избавляет от дыма при дозагрузке дров, способствует быстрому прогреву дымохода и избавляет от запахов. Пиролизные агрегаты данного типа могут дооснащаться специальными пеллетными горелками. Габаритные размеры 590x1180x845 мм, вес 269 кг.

«Суворов-М» К-10

Отечественный пиролизный одноконтурный котел длительного горения с открытой топкой (воздушный поток принудительно не нагнетают) номинальной мощностью 10 кВт, диапазон регулирования ее от 2,2 кВт до 12 кВт. Большая загрузочная топка, одна закладка поленьев горит 10-14 часов, а топливных брикетов до 36 часов. Использование древесины твердых пород увеличивает время горения на 20-30%, при опилочных брикетах хорошего качества продолжительность тления увеличивается в разы. Длина поленьев может быть до 45 см, полная загрузка сухих дров 14 кг, расход их 2,9 кг/час.

Котел использует любое твердое топливо. Влажность сырья не должна превышать 25% для достижения КПД 92%. Энергонезависимый, имеется возможность подключения контура ГВС и установки ТЭНов. Габаритные размеры 990х535х780 мм, вес 185 кг.

Стоимость: 62 000-64 000 руб.

«Суворов Ультра» К-15У

Шахтный газогенераторный котел длительного горения номинальной мощностью 15 кВт, диапазон ее регулирования от 1,7 кВт до 20 кВт. Время горения дров – до целых 65 часов, топливных брикетов – до 120 часов. Топка объемом 140 л вмещает поленья до 40 см (не столь практично, но достаточно), вес загрузки 46 кг. Влажность дров, при которой достижим максимальный КПД 94%-95,7%, не должна превышать 25%. Высота дымохода, замеряя от колосников, должна составлять не менее 6 м – вполне стандартное требование.

Шахтная компоновка котла с нижним горением топлива, инновационные инженерные решения, связанные с увеличением длины специального трехоборотного газового тракта, позволила увеличить продолжительность горения дров, а значит выжать из них максимум возможного. Габаритные размеры котла 1210х560х875 мм, вес 295 кг.

Стоимость: 93 000-96 000 руб.

Цены: итоговая таблица

Технология преобразования твердого топлива в тепло и ГВС серьезно ушла вперед от печного отопления. По экономичности использования, насыщенностью инновационными решениями, экологической безопасности и доступному комфорту пиролизные котлы вполне конкурентоспособны на фоне газовых и электрических аппаратов, а рынок предоставляет выбор на любой вкус и кошелек.

Годы идут, наука и техника двигаются вперед, а твердые виды топлива по-прежнему остаются востребованными. Сжигать дрова в традиционной печи или в буржуйке не слишком эффективно, но ситуацию изменили пиролизные котлы отопления — агрегаты отличаются высоким КПД и относительно простой эксплуатацией.

Согласитесь, это достаточно значимые аргументы при обустройстве автономного отопления. Если вы подыскиваете эффективный котел для дома, то стоит внимательнее присмотреться к пиролизным котлам.

Мы расскажем, как устроены и работают агрегаты длительного горения, в чем их технико-эксплуатационные особенности, а также приведем обзор наиболее рейтинговых моделей отечественных и зарубежных производителей.

Что такое пиролиз

Дрова — это, пожалуй, самое первое топливо в человеческой истории. Практически каждому известно, как быстро они сгорают на открытом воздухе, и что тепла при этом выделяется не так уж и много. Но ситуация кардинально изменяется, если создать иные условия для процесса сгорания.

Так называемое пиролизное горение осуществляется в закрытых камерах. Туда загружают дрова или иное твердое топливо подобного типа: пеллеты, опилки, отходы древесного производства и т.п.

Топливо поджигают и затем сокращают количество воздуха, поступающего в камеру.

Как известно, при горении происходят окислительные процессы, один из главных участников которых — кислород, содержащийся в воздухе. Если кислорода мало, реакция замедляется и дрова сгорают медленно, фактически в таких условиях они просто тлеют. При этом выделяется некоторое количество тепловой энергии, зола и горючий газ.

Процесс пиролиза на этом не заканчивается. Полученный при сжигании первичного топливо газ смешивается с воздушными массами и также сгорает. В итоге тепловой энергии выделяет значительно больше, чем при работе стандартных теплогенераторов.

Поэтому пиролизные котлы демонстрируют очень приличный КПД по сравнению со своими чисто твердотопливными “собратьями”, а также нередко предоставляют возможность заметно сэкономить на отоплении.

Преимущество отопительной техники этого типа состоит в том, что принцип ее работы и устройства относительно не сложен. Количество воздуха, поступающего в камеры сгорания, регулируется обычной механической заслонкой. Простая конструкция обеспечивает надежность устройства, поломки для пиролизных котлов — явление не частое.

Эта схема наглядно демонстрирует все этапы процесса пиролизного горения. Температура внутри устройства может достигать 1200°С (+)

Еще один “плюс” пиролизных котлов — длительный период горения. Полная загрузка устройства топливом позволяет не вмешиваться в процесс в течение нескольких часов, иногда и более суток, т.е. нет необходимости постоянно подбрасывать дрова в топку, как это происходит при открытом горении.

Конечно, это не означает, что пиролизный котел можно оставлять без присмотра. Как и в отношении прочей отопительной техники, здесь имеются строгие правила техники безопасности.

Стоит помнить, что пиролизный котел не всеяден — влажность топлива должна быть невысокой. Иначе часть драгоценной тепловой энергии уйдет не на подогрев теплоносителя, а на высушивание топлива.

Котлы пиролизного горения, особенно выполненные из чугуна, обладают значительным физическим весом, поэтому они всегда представлены только напольными моделями

При реализации пиролизного горения топливо сгорает почти полностью, чистить устройство придется гораздо реже, чем при эксплуатации традиционного твердотопливного котла. Мелкую золу, полученную после очистки, используют в качестве удобрения. Горение топлива в таких котлах осуществляется по направлению сверху вниз.

Поэтому возможности для естественной циркуляции воздуха в топке заметно ограничены. Использование принудительного нагнетания воздуха с помощью вентилятора значительно улучшает эффективность работы устройства, но при этом делает котел энергозависимым, поскольку для работы вентилятора необходима электроэнергия.

Устройство и работа пиролизного котла

Топка пиролизного котла разделена на два отделения. В первой сгорают дрова, а во второй производится вторичное сгорание смеси пиролизных газов и воздуха. Отделяет первую камеру от второй колосниковая решетка, на которую и укладывают топливо.

Воздух обычно нагнетается принудительно с помощью небольшого вентилятора. Хотя в небольших моделях иногда для создания тяги используют дымосос.

На этой схеме представлено устройство пиролизного котла нижнего горения. Дрова медленно сгорают при малом количестве кислорода и выделяют горючий газ (+)

Наличие принудительной вентиляции можно считать основным отличием пиролизного котла от классической твердотопливной модели. Корпус устройства состоит из двух частей, вставленных друг в друга. Пространство между стенками заполняют теплоносителем, роль которого традиционно выполняет вода.

Сначала в первое отделение топки пиролизного котла загружают топливо, затем включают вентилятор и поджигают топливо. Образующиеся в результате горючие газы перемещаются во второе отделение, смешиваются с воздухом и сгорают.

Температура горения может достигать 1200°С. Вода, находящаяся в наружном теплообменнике, нагревается и циркулирует по системе отопления дома. Остатки продуктов сгорания удаляются через дымоход.

В упрек устройствам, в работе которых используется пиролизный принцип горения, можно поставить относительно высокую цену. Обычный твердотопливный котел стоит значительно меньше. Но в котлах длительного горения дрова сгорают практически полностью, чего о классическом котле не скажешь.

К дровам для пиролизного котла предъявляют определенные требования по размерам и влажности. Подробную информацию можно найти в инструкции изготовителя

Выбирая пиролизный котел, следует помнить, что недорогие модели малой мощности обычно рассчитаны только под дрова. Дорогие модификации способны работать на разных видах топлива.

Причем загружать топливо в устройство придется по максимуму, снижение нагрузки приводит к повышенному образованию золы и сажи, а также негативно сказывается на работе агрегата в целом.

Котлы верхнего горения

Один из вариантов пиролизного устройства — котел верхнего горения. Принцип действия этих двух агрегатов очень схож.

Точно так же в топку загружают большое количество твердого топлива низкой влажности, воздух нагнетают принудительно и обеспечивают тление топлива при пониженном количестве кислорода. Задвижку, которая регулирует поток кислорода, устанавливают в нужном положении.

Схема устройства котла верхнего горения. Топка такого котла имеет глухое дно, частички продуктов горения удаляются через дымоход (+)

Но котлы длительного горения не имеют ни зольника, ни колосника. Дно представляет собой глухую металлическую плиту. Такие котлы устроены так, чтобы древесина сгорала полностью, а оставшееся в топке малое количество золы выдувалось воздухом.

Такие устройства отличаются высоким КПД и также работают при температурах более 1000°С.

Основная особенность таких устройств — они действительно обеспечивают длительный срок работы при полной загрузке. Топливная камера в таких устройствах обычно выполнена в форме цилиндра.

В нее сверху загружают топливо, сверху же, по центру, нагнетается необходимый для горения воздух.

В котлах верхнего горения устройство для нагнетания воздуха — это подвижный элемент, который опускается вниз по мере прогорания дров

Таким образом осуществляется медленное тление верхнего слоя топлива. Топливо постепенно сгорает, его уровень в топке понижается. Одновременно изменяется и положение устройства для подачи воздуха в топку, этот элемент в таких моделях подвижен и он практически лежит на верхнем слое дров.

Второй этап горения осуществляется в верхней части топки, которая отделена от нижнего отделения толстым металлическим диском. Горячие пиролизные газы, образовавшиеся в результате сгорания топлива внизу, расширяются и перемещаются вверх.

Здесь они смешиваются с воздухом и сгорают, дополнительно передавая теплообменнику солидную порцию тепловой энергии.

Балка, удерживающая диск, который разделяет камеру сгорания на две части, как и сам этот диск, в процессе работы котла верхнего сгорания постоянно находится под воздействием высокой температуры. Со временем эти элементы сгорают, их придется периодически заменять.

На выходе из второй части топливной камеры обычно установлен регулятор тяги. Это автоматический прибор, который определяет температуру теплоносителя и в зависимости от полученных данных регулирует интенсивность движения горючего газа. Он защищает устройство от возможного перегрева.

Стоит отметить, что наружный теплообменник в таких котлах реагирует на изменение скорости циркуляции жидкости в теплообменнике, т.е. на колебания температуры. На поверхности устройства сразу же образуется слой конденсата, который вызывает коррозию, особенно если речь идет о стальных котлах.

Предпочтительнее брать устройство из чугуна, которое значительно лучше сопротивляется подобному воздействию.

Хотя топливо в пиролизных котлах длительного горения должно сгорать без остатка, на практике так бывает не всегда. Порой пепел спекается, образуя частички, которые трудно удалить с помощью потока воздуха.

Если в топке накопится большое количество таких остатков, может наблюдаться заметное снижение тепловой отдачи агрегата. Поэтому котел верхнего горения следует периодически все же прочищать.

Особенность устройств этого типа в том, что по мере сгорания топлива его можно догружать, не дожидаясь сгорания всей закладки топлива. Это удобно, когда нужно избавиться от горючего бытового мусора.

Существуют также разновидности котлов верхнего горения, которые работают не только на древесном топливе, но и на угле. Сложные узлы автоматического управления в пиролизных котлах этого типа отсутствуют, поэтому серьезные поломки наблюдаются крайне редко.

Конструкция котла верхнего горения позволяет загружать топку лишь частично, если это необходимо. Однако в этом случае выполнить розжиг верхнего слоя топлива может быть не просто. Само топлива должно быть подсушенным, дрова из открытой поленницы для такого котла не подходят.

Топливо крупных фракций также не следует использовать для этого вида техники, т.е. дрова придется обязательно колоть на небольшие части.

Особенности эксплуатации газогенераторных котлов

Эффективность работы пиролизного котла во многом зависит от типа и качества топлива. Технически в топку можно загрузить не только древесину, но и уголь, и даже торф, большинство современных моделей котлов рассчитаны на использование нескольких видов топлива.

Древесина сгорает примерно за 5-6 часов, в зависимости от сорта. Чем тверже дерево, тем дольше оно горит.

Современные модели котлов пиролизного горения могут работать на различных видах древесного топлива: дровах, брикетах, пеллетах, угле, торфе и т.п.

Около десяти часов уйдет на сгорание черного угля, а такое же количество бурого угля будет тлеть в течение восьми часов. На практике самую высокую теплоотдачу пиролизная техника демонстрирует при загрузке сухим деревом. Оптимальными считаются дрова влажностью не более 20%, а длиной около 45-65 см.

Если доступа к такому топливу не имеется, можно использовать уголь или другое органическое топливо: специальные брикеты из опилок и пеллеты из древесины, отходы, полученные при обработке дерева, торф, материалы с целлюлозой и т.п.

Перед началом эксплуатации котла следует внимательно изучить рекомендации производителя устройства в отношении топлива.

В котлах пиролизного горения поступление воздуха регулируется обычными механическими задвижками. Отсутствие сложной электроники обеспечивает высокую отказоустойчивость прибора

Слишком влажное топливо в таких устройствах недопустимо. При его сгорании в топке образуются дополнительные водяные пары, которые способствуют образованию таких побочных продуктов, как деготь и копоть.

Стенки котла загрязняются, теплоотдача снижается, со временем котел может даже прекратить работу, затухнуть.

Если использовать для котла пиролизного горения дрова со слишком высокой влажностью, внутри устройства возникнут условия для образования дегтя, который ухудшит теплоотдачу устройства и может привести к поломкам

Если в топку заложено сухое топливо и котел настроен правильно, пиролизный газ, полученный в результате работы устройства, будет давать пламя желто-белого цвета. Такое горение сопровождается ничтожным выделением побочных продуктов сгорания топлива.

Если цвет пламени окрашен иначе, имеет смысл проверить качество топлива, а также настройки прибора.

Пиролизные газы, смешанные с воздухом, горят ровным желто-белым пламенем. Если цвет пламени изменился, возможно, нужно проверить настройки котла или качество топлива

В отличие от обычных твердотопливных устройств, перед загрузкой дров в пиролизные котлы, работающие на твердом топливе, топку следует разогреть.

Для этого выполняют следующие шаги:

1. Загружают на дно топки мелкую сухую растопку (бумагу, щепу и т.п.)
2. Поджигают ее с помощью факела из подобных материалов.
3. Закрывают дверцу камеры сгорания.
4. Дверцу загрузочной камеры оставляют немного приоткрытой.
5. Добавляют порции растопку по мере ее сгорания.
6. Процесс повторяют до тех пор, пока на дне не образуется слой тлеющих углей.

К этому моменту топка уже прогревается примерно до 500-800°С, создавая условия для загрузки основного топлива. Не следует использовать для розжига растопки бензин, керосин или любые другие подобные жидкие вещества. Перед тем, как прогревать топку котла длительного горения, следует убедиться, что устройство готово к эксплуатации.

Характерная особенность котлов пиролизного горения — малое количество золы и пепла, что облегчает процесс очистки устройства и его обслуживания

Для этого проверяют наличие тяги, герметичность дверок, исправность запорных механизмов и регулировочной аппаратуры, наличие теплоносителя в системе отопления и т.п.

Затем следует включить терморегулятор, чтобы убедиться, что на прибор поступает напряжение. После этого открывают шибер прямой тяги и вентилируют котел в течение 5-10 минут.

Обзор популярных моделей

Следует понимать, что любой пиролизный котел — это достаточно тяжелый агрегат, который не предназначен для подвешивания на стену. Такие устройства можно применять как для отопления небольшого дома, так и для просторных коттеджей. Как и другие отопительные агрегаты, котлы длительного горения различаются по мощности.

Выбирая котел пиролизного горения, следует ориентироваться на такие показатели, как тепловая мощность устройства, размеры камеры загрузки, наличие второго контура и т.п.

На этот показатель обычно и ориентируются покупатели.

Среди популярных моделей такой техники следует упомянуть:

• Atmos (Украина) — представлены устройствами, которые могут работать и на дровах, и на угле, мощность варьируется в пределах от 14 до 75 киловатт.
• Attack (Словакия) — способны справиться с обогревом площадей до 950 кв. м, некоторые модели способны продолжать работу даже при перебоях с электроэнергией.
• Bosch (Германия) — высококачественная продукция известного бренда, мощность варьируется в пределах 21-38 киловатт.
• Buderus (Германия) представлена линейками Elektromet и Logano, первая хорошо известна в Европе как классический вариант пиролизного котла, вторая — более современные версии, предназначенные для частных домов.
• Gefest (Украина) — высокомощные устройства с КПД до 95%.
• КТ-2Е (Россия) специально разработан для крупных жилых помещений, мощность агрегата составляет 95 киловатт.
• Opop (Чехия) — относительно недорогие котлы, надежные и долговечные, мощность 25-45 киловатт.
• Stropuva (производства Литвы или Украины) с мощностью от семи киловатт вполне подойдут для небольшого дома, но в модельном ряде представлены и более мощные устройства.
• Viessmann (Германия) — идеальный выбор для частных домовладений, мощность стартует с 12 киловатт, применение современных технологий позволяет экономить топливо.
• “Буран” (Украина) с мощностью до 40 киловатт еще один популярный вариант для владельцев больших коттеджей.
• “Логика” (Польша) высокомощные устройства на 20 киловатт с легкостью обогревают помещения площадью до 2 тыс. кв. м, это скорее котел для промышленных нужд: обогрева цехов, офисов, теплиц и т.п.

Выбирая пиролизный котел для частного дома, следует обратить внимание на модели с двумя контурами, чтобы не только отапливать жилище, но и обеспечить его автономным горячим водоснабжением.

Теплообменник для ГВС бывает накопительного или проточного типа. Для последнего варианта используют модели котлов повышенной тепловой мощности.

При желании сэкономить средства, можно попробовать сделать пиролизный котел своими руками. Технология его сборки описана в этой статье.

Выводы и полезное видео по теме

На этом видео наглядно изображен принцип работы пиролизного котла:

Подробный обзор работы котла верхнего горения можно посмотреть здесь:

Пиролизные котлы недешевы, но полностью оправдывают вложенные в их приобретение средства. При правильной установке и обслуживании такие устройства обеспечат дом стабильным и недорогим теплом.

Подыскиваете пиролизный котел для отопления дома? Или есть опыт эксплуатации таких агрегатов? Оставляйте, пожалуйста, комментарии к статье и делитесь впечатлениями об использовании пиролизных котлов. Форма обратной связи расположена в нижнем блоке.