Пиролизный котел востребованный результат участия новых технологий для автономных систем отопления. Применяя пиролизные котлы, можно тратить на топливо намного меньше, и иметь отличный обогрев частного дома. Учитывая то, что энергоэффективность и личная экономия энергоносителей для владельца индивидуального жилья важны не меньше, а даже больше, чем для хозяев квартир с центральным отоплением, растущий интерес к экономичным котельным агрегатам понятен. Пиролизные, или газогенераторные, котлы современные и эффективные, укомплектованы автоматикой. Применимо любое доступное твердое топливо, причем продуктов горения практически не остается, все прогорает без остатков. Отсюда понятны высокий КПД и мощности агрегата. Также немалый плюс и шаг вперед для твердотопливных котлов – период работы на одной загрузке достигает суток, при постоянном обогреве с заданными параметрами. Длительность обогрева от одной топливной загрузки будет зависеть не только от параметров и мощности самого котла, но и от внешних условий – уличной температуры, правильной теплозащиты ограждающих конструкций самого дома, грамотно спроектированной системы отопления и достаточно сильно зависит от вида и влажности топлива. Но при любом раскладе - по эффективности пиролизный котел намного сильнее обычного твердотопливного. Плюсы пиролизного котла рождены уникальностью его конструкции.
Принцип действия пиролизного котла
Пиролиз – процесс с мощной экзотермией, при котором сложная органика (в нашем случае уголь, древесина, торф, биотопливо в виде пеллет и пр.) Разлагается на более простой состав – твердой, жидкой и газообразной фазы. Для процесса распада нужно обеспечить температуру и ограничить поступление кислорода, что и осуществляется в газогенераторном котле. Для загрузки в топочный отдел котла нужно топливо, имеющее характеристики, удовлетворяющие рекомендациям производителя, в противном случае ожидаемого эффекта не будет. Сгорание происходит при высоких температурах, но одновременно при дефиците кислорода. Дровяное или угольное топливо в подобных условиях не горит с пламенем, а скорее спекается с пиролизным разложением, с выделением энергии намного большим, чем при обычном горении на воздухе. Основные продукты – твердые и летучие фракции (коксовый газ).
Агрегат имеет две камеры, верхняя камера служит для реализации экзотермической реакции пиролиза топлива при температуре от 300⁰С до 800⁰С. Камеры конструктивно самостоятельны и разделяются колосниками и регуляторами – шиберными задвижками. Верхняя газифицирующая камера, в которую и производится загрузка топлива, герметична и кислород в ней в дефиците. На колосниках находится твердое топливо, оно и создает препятствие для отвода тепла, вниз, во вторую камеру, проходит только воздух, и поток его слабый. Результат – медленное тление и процесс разложения, или пиролиз. А результат пиролиза – древесный уголь и пиролизные, или коксовые газы, СО и в малой части углекислый газ.
Смесь пиролизного газа и воздуха также направляется в нижний отсек камеры сгорания, где температуры намного выше – до 1200⁰С, и при горении выделяет тепло, несравнимое по количеству с теплоотдачей от сгорания твердого топлива в воздушной среде. Нижний отсек второй камеры сгорания – ничто иное, как устройство типа форсунки из жаростойкой керамики или шамотного кирпича. Аэродинамика в такой топке дает высокое сопротивление, поэтому тяга реализуется принудительно, включением дымососа. Тепло от сгорания газа и служит для эффективного отопления жилья. По факту, пиролизные котлы работают не на дровах или угле, а на выделяемом газе. Процессы горения газов поддаются контролю легче, поэтому автоматизация газогенераторных агрегатов более совершенна.
Твердая фаза сгорает очень медленно, с постоянным выделением тепловой энергии. Летучий коксовый газ тоже сгорает, и теплоотдача от этого процесса несколько больше, чем при горении твердой фракции. КПД от использования дров и угля возрастает значительно.
Газогенераторный агрегат при всей простоте его устройства можно сравнить с домашним лабораторным комплексом, извлекающим из дров, торфяных брикетов, угля и др. топлива газ - для последующего сжигания со значительно большей теплоотдачей.
Схема пиролизного агрегата считается несложной, чем и привлекает домашних умельцев. Для сооружения котла не требуется специального оборудования, основными условиями называют корпусную часть с нужными параметрами, обеспечение герметичности в топочном отсеке и строгую дозировку поступающего воздуха.
При появлении пиролизных котлов классические дровяные стали считаться устаревшими, несмотря на их цены –вдвое дешевле пиролизных с аналогичной мощностью. Одна загрузка дров в пиролизный агрегат дает время сгорания и подачу тепла в разы большую, чем для привычного котла, работающего на твердом топливе. Окупаются новые агрегаты в короткий срок. Двухконтурные котлы дают еще большую экономию, поскольку горячая вода, в отличие от отопления, требуется жилищу не сезонно, а круглый год. Также называют такой плюс, как возможность применять для топки влажный материал (до 40-50% влажности). Но высушенные дрова более эффективны и экономичны. Дровяные пиролизные котлы завоевали признание в том числе и потому, что во многих регионах и населенных пунктах сухой древесный материал недорог, а зачастую и бесплатный. Сушка влажной древесины в течение летнего сезона также не является проблемой, а расход для пиролизного котла очень экономный.
Виды пиролизных котлов
Производится два вида пиролизных котлов:
- Для системы водяного отопления. Теплоноситель – вода, проходя теплообменник, нагревается и распределяет тепло по помещениям через систему труб и радиаторов. При постоянной циркуляции, то есть по стандартной схеме, температура теплоносителя поддерживается на постоянном уровне. водяные системы обогрева используются в частных домах намного чаще, чем воздушные.
- Пиролизные агрегаты для обогрева по воздушному варианту применяются больше для производства или кратковременного обогрева хозпостроек. При сжигании топлива тепло передается воздуху, которых посредством нагнетателей через алюминиевые воздуховоды направляется в комнаты. И для водяной, и для воздушной систем необходима автоматика, а владелец осуществляет настройку и контроль.
Практика показывает, что пиролизный котел будет эффективен на различных видах твердого топлива. Но все же нюансы есть. Мягкие виды дерева горят около пяти часов, твердые – шесть и немного более. Загрузка бурым углем даст отопительный период в восемь часов, а черным – до десяти часов. Сухая древесина (до 20% влажности) с длиной поленьев около полуметра – предпочтительна, не только по обеспечению максимальных показателей котла, но и по его эксплуатации. Срок службы котла при загрузке сухим деревом выше. Это понятно, ведь при пиролизе влажной древесины большое количество водяных паров ведет к образованию копоти и дегтя, что не может не понижать теплотворную способность котла. А если водяного пара слишком много, возможны и процессы затухания в котле. почти белое пламя и отсутствие остатков от сгорания – это правильное горение генераторного пиролизного газа. Для этого нужно обеспечить котлу топливо с минимальной влажностью, не выше 30%, и режим расхода первичного и вторичного воздуха.
Особенности запуска пиролизных котлов обусловлены их конструкцией и принципом действия. Для перехода в газогенераторный режим требуется предварительный прогрев, до температуры, которая устанавливается по виду топлива, от 400⁰С до 800⁰С. После этого загружают твердое топливо и переводят шиберную заслонку для начала пиролизного режима работы, с одновременным включением дымососа. На практике это выглядит как желтоватое или белое чистое пламя, без копоти и сажи. Горение без кислорода идет долго, теплоотдача сильная и постоянная, а комфортное тепло в доме держится не менее суток.
Выбор пиролизного котла
Если возможно иметь сухие дрова (или беспроблемную возможность их сушки), то можно брать классический пиролизный котел. Но если нет постоянного источника дешевых сухих дров, практичнее будет выбирать высокотехнологичные котлы, с топками, имеющими возможность высокоэффективного пиролиза топлива – на 80%, и обычного сжигания – до 20%. Такие агрегаты могут сжигать и дрова, и отходы деревообработки, торфяные брикеты и биотопливо, угли и их смеси с наибольшим уровнем влажности до 50%. В таких совмещенных агрегатах топочные камеры имеют больший объем, можно загружать поленья до 0,65 м длины. И верхний и нижний отсеки котлов имеют качественную защиту из слоя керамобетона, обеспечивающую нужные температуры в котле, правильное сгорание топлива. Прогорания стенок корпуса при надежном покрытии не наступает за весь срок службы – двадцать лет и более. В хорошем котле топливо одной загрузки должно гореть не меньше чем за десять часов.
Плюсы пиролизынх котлов
К плюсам пиролизных котлов относится:
- Простота обслуживания. Если нет магистрального газопровода, то вариант пиролизного котла оптимален, по откликам потребителей.
- Удобно загружать котел, это требуется делать намного реже, чем обычные твердотопливные. Ночные дежурства истопника больше не нужны. Единственной загрузки хватает на десять часов минимум, а если мороз небольшой и дом хорошо утеплен – то и на сутки.
- Хорошая экология. Полное сгорание топлива, в дымовых газах практически не содержится токсинов. Когда газогенератор работает, то содержание углекислого газа почти втрое ниже, если сравнивать с традиционными дровяными котлами.
- Зола образуется в малых количествах, чистка топки и дымоходов после окончания процесса несложна. Период до следующей заправки котла уменьшается.
- Теплоносители – водяной или воздушный – греются до комфортных значений в 55⁰С - 60⁰С очень быстро.
Недостатки пиролизных котлов
Минусы следующие:
- Дороги по цене, в полтора-два раза затратнее привычных дровяных котлов. Агрегаты более совершенной конструкции, работающие на влажном топливе, еще дороже. Капризны к влажности дров – для классических пиролизных котлов.
- Пока еще все варианты газогенераторов являются одноконтурными. Нагрев воды невозможен.
- Полная автоматизация с загрузкой топлива невозможна. Загружать топку возможно только в «ручном» режиме.
Выводы о пиролизных котлов
Отопительные котлы для бытовых целей производят во всем мире, но не все модели котлов известны потребителям. Авторитет у потребителей в нашей стране завоевали котлы производства Германии, а также итальянские и швейцарские. Котлы из Кореи привлекают значительно меньшей по сравнению с европейскими стоимостью, при аналогичных показателях. Российские пиролизные (и не только) агрегаты для автономных отопительных систем считаются достойными по качеству и оптимальными по цене.
Отзывы владельцев о пиролизных котлах в массе положительные. Моделей разработано очень много, параметры у них разные, и цены, соответственно, тоже.