Пиролизни отоплителни котли: принцип на работа и видове котли с продължително горене

Минават години, науката и технологиите вървят напред, а твърдите горива продължават да се търсят.Изгарянето на дърва в традиционна печка или печка не е много ефективно, но пиролизните отоплителни котли промениха ситуацията - агрегатите се характеризират с висока ефективност и сравнително проста работа.

Съгласете се, това са доста важни аргументи при организирането на автономно отопление. Ако търсите ефективен котел за вашия дом, тогава трябва да разгледате по-отблизо пиролизните котли.

Ще ви разкажем как са проектирани и работят агрегатите с продължително горене, какви са техните технически и експлоатационни характеристики, а също така ще предоставим преглед на най-оценените модели от местни и чуждестранни производители.

Какво е пиролиза

Дървата за огрев са може би първото гориво в човешката история. Почти всеки знае колко бързо горят на открито и че не се отделя много топлина. Но ситуацията се променя коренно, ако се създадат различни условия за процеса на горене.

Така нареченото пиролизно изгаряне се извършва в затворени камери. Там се зареждат дърва за огрев или друго твърдо гориво от подобен вид: пелети, стърготини, дървесни отпадъци и др.

Горивото се запалва и след това количеството въздух, влизащ в камерата, се намалява.

Както е известно, по време на горенето протичат окислителни процеси, един от основните участници в които е кислородът, съдържащ се във въздуха. Ако има малко кислород, реакцията се забавя и дървото гори бавно, всъщност при такива условия то просто тлее. При това се отделя известно количество топлинна енергия, пепел и запалим газ.

Процесът на пиролиза не свършва дотук.Газът, получен при изгарянето на първичното гориво, се смесва с въздушни маси и също изгаря. В резултат на това той освобождава значително повече топлинна енергия, отколкото при работа със стандартни топлинни генератори.

Следователно, пиролизните котли показват много прилична ефективност в сравнение с тяхната чиста "братя" на твърдо гориво, а също така често предоставят възможност за значително спестяване на разходи за отопление.

Предимството на отоплителното оборудване от този тип е, че принципът на неговата работа и дизайн е относително прост. Количеството въздух, влизащ в горивните камери, се контролира от конвенционален механичен амортисьор. Опростеният дизайн гарантира надеждността на устройството, повредите на пиролизните котли не са често срещано явление.

Тази диаграма ясно демонстрира всички етапи на процеса на пиролизно изгаряне. Температурата вътре в устройството може да достигне 1200°C (+)

Друг „плюс“ на пиролизните котли е дългият период на горене. Пълното зареждане на устройството с гориво ви позволява да не пречите на процеса в продължение на няколко часа, понякога повече от един ден, т.е. няма нужда постоянно да добавяте дърва към горивната камера, както се случва при открито горене.

Разбира се, това не означава, че пиролизният котел може да бъде оставен без надзор. Както при другите отоплителни съоръжения, има строги правила за безопасност.

Струва си да се помни, че пиролизният котел не е всеяден - съдържанието на влага в горивото трябва да е ниско. В противен случай част от ценната топлинна енергия ще бъде изразходвана не за нагряване на охлаждащата течност, а за изсушаване на горивото.

Котлите с пиролизно изгаряне, особено тези от чугун, имат значително физическо тегло, така че те винаги са представени само от подови модели

При прилагане на пиролизно изгаряне горивото изгаря почти напълно, устройството ще трябва да се почиства много по-рядко, отколкото при работа на традиционен котел на твърдо гориво. Фината пепел, получена след почистване, се използва като тор. Изгарянето на гориво в такива котли става отгоре надолу.

Поради това възможностите за естествена циркулация на въздуха в горивната камера са значително ограничени. Използването на принудително впръскване на въздух с помощта на вентилатор значително подобрява ефективността на устройството, но в същото време прави котела енергозависим, тъй като вентилаторът изисква електричество за работа.

Устройство и работа на пиролизен котел

Горивната камера на пиролизния котел е разделена на две секции. В първия се изгарят дърва за огрев, а във втория се извършва вторично изгаряне на смес от пиролизни газове и въздух. Първата камера е отделена от втората с решетка, върху която се поставя горивото.

Въздухът обикновено се нагнетява от малък вентилатор. Въпреки че в малките модели понякога се използва димоотвод за създаване на течение.

Тази диаграма показва структурата на пиролизен котел с дънно горене. Дървата за огрев горят бавно с малко кислород и отделят запалим газ (+)

Наличието на принудителна вентилация може да се счита за основната разлика между пиролизния котел и класическия модел на твърдо гориво. Тялото на устройството се състои от две части, поставени една в друга. Пространството между стените е изпълнено с охлаждаща течност, ролята на която традиционно се играе от вода.

Първо, горивото се зарежда в първото отделение на пещта на пиролизния котел, след което вентилаторът се включва и горивото се запалва.Получените запалими газове преминават към второто отделение, смесват се с въздуха и изгарят.

Температурата на горене може да достигне 1200°C. Водата във външния топлообменник се нагрява и циркулира през отоплителната система на къщата. Остатъците от продуктите на горенето се отстраняват през комина.

Устройствата, които използват принципа на пиролизно изгаряне, могат да бъдат упрекнати в относително висока цена. Един конвенционален котел на твърдо гориво струва значително по-малко. Но в котлите с продължително горене дървесината изгаря почти напълно, което не може да се каже за класически котел.

Дърва за огрев за пиролизен котел имат определени изисквания по отношение на размера и влажността. Подробна информация можете да намерите в инструкциите на производителя

Когато избирате пиролизен котел, трябва да запомните, че евтините модели с ниска мощност обикновено са предназначени само за дърва за огрев. Скъпите модификации могат да работят на различни видове гориво.

Освен това ще трябва да заредите гориво в устройството до максимум, намаляването на натоварването води до повишено образуване на пепел и сажди, а също така влияе негативно на работата на устройството като цяло.

Котли с горно горене

Една от опциите за пиролизно устройство е котел с горно горене. Принципът на работа на тези две устройства е много сходен.

По същия начин в горивната камера се зарежда голямо количество твърдо гориво с ниска влажност, нагнетява се въздух и горивото се оставя да тлее с намалено количество кислород. Вентилът, който регулира притока на кислород, се монтира в желаната позиция.

Схема на котел с горно горене. Горивната камера на такъв котел има твърдо дъно, частиците от продуктите на горенето се отстраняват през комина (+)

Но котлите с продължително горене нямат нито пепелник, нито решетка.Дъното е празна метална плоча. Такива котли са проектирани така, че дървесината изгаря напълно, а малкото количество пепел, останало в горивната камера, се издухва с въздух.

Такива устройства се характеризират с висока ефективност и работят при температури над 1000°C.

Основната характеристика на такива устройства е, че те наистина осигуряват дълъг експлоатационен живот при пълно натоварване. Горивната камера в такива устройства обикновено е направена под формата на цилиндър.

Горивото се зарежда в него отгоре, а въздухът, необходим за изгаряне, се изпомпва отгоре, в центъра.

При котлите с горно горене устройството за впръскване на въздух е подвижен елемент, който се движи надолу, докато дървата изгарят.

Това осигурява бавно тлеене на горния слой гориво. Горивото постепенно изгаря, нивото му в горивната камера намалява. В същото време позицията на устройството за подаване на въздух към горивната камера се променя, този елемент в такива модели е подвижен и практически лежи върху горния слой дърва за огрев.

Вторият етап на горене се извършва в горната част на горивната камера, която е отделена от долното отделение с дебел метален диск. Горещите пиролизни газове, образувани в резултат на изгаряне на гориво отдолу, се разширяват и се движат нагоре.

Тук те се смесват с въздуха и изгарят, като допълнително прехвърлят значителна част от топлинната енергия към топлообменника.

Лъчът, който държи диска, който разделя горивната камера на две части, както и самият диск, е постоянно изложен на висока температура по време на работа на котела с горно горене. С течение на времето тези елементи изгарят и ще трябва периодично да се сменят.

На изхода на втората част на горивната камера обикновено се монтира регулатор на тяга.Това е автоматично устройство, което определя температурата на охлаждащата течност и в зависимост от получените данни регулира интензивността на движение на горимия газ. Предпазва устройството от евентуално прегряване.

Струва си да се отбележи, че външният топлообменник в такива котли реагира на промени в скоростта на циркулация на течността в топлообменника, т.е. към температурни колебания. На повърхността на устройството веднага се образува слой кондензат, който причинява корозия, особено когато става въпрос за стоманени котли.

За предпочитане е да вземете устройство, изработено от чугун, което се съпротивлява на подобни ефекти много по-добре.

Въпреки че горивото в пиролизните котли с продължително горене трябва да гори без остатък, на практика това не винаги е така. Понякога пепелта се утаява, образувайки частици, които трудно се отстраняват с въздушна струя.

Ако в горивната камера се натрупа голямо количество такива остатъци, може да се наблюдава забележимо намаляване на топлинната мощност на уреда. Следователно котелът с горно горене все още трябва да се почиства периодично.

Особеността на устройствата от този тип е, че докато горивото гори, то може да се презарежда, без да се чака изгарянето на цялото гориво. Това е удобно, когато трябва да се отървете от запалими битови отпадъци.

Има и разновидности на котли с горно горене, които работят не само на дървесно гориво, но и на въглища. В пиролизните котли от този тип няма сложни автоматични блокове за управление, така че сериозните повреди са изключително редки.

Конструкцията на котела с горно горене позволява при необходимост горивната камера да се зарежда само частично. В този случай обаче запалването на горния слой гориво може да не е лесно.Самото гориво трябва да бъде изсушено, дърва за огрев от отворена купчина дърва не са подходящи за такъв котел.

За този тип оборудване също не трябва да се използва гориво от големи фракции, т.е. Дървесината ще трябва да бъде нарязана на малки парчета.

Характеристики на работа на газови генераторни котли

Ефективността на работа на пиролизния котел до голяма степен зависи от вида и качеството на горивото. Технически в горивната камера могат да се зареждат не само дърва, но и въглища и дори торф, повечето съвременни модели котли са проектирани да използват няколко вида гориво.

Дървесината гори за около 5-6 часа в зависимост от вида. Колкото по-твърдо е дървото, толкова по-дълго гори.

Съвременните модели котли с пиролизно изгаряне могат да работят с различни видове дървесно гориво: дърва за огрев, брикети, пелети, въглища, торф и др.

Изгарянето на черни въглища ще отнеме около десет часа, а същото количество кафяви въглища ще тлее осем часа. На практика пиролизната технология демонстрира най-висок топлообмен при зареждане със суха дървесина. Дърва за огрев със съдържание на влага не повече от 20% и дължина около 45-65 см се считат за оптимални.

Ако няма достъп до такова гориво, можете да използвате въглища или друго органично гориво: специално брикети от дървени стърготини и дървесни пелети, отпадъци от дървопреработка, торф, материали, съдържащи целулоза и др.

Преди да започнете да работите с котела, трябва внимателно да проучите препоръките на производителя на устройството относно горивото.

В котлите с пиролизно изгаряне подаването на въздух се регулира от конвенционални механични клапани. Липсата на сложна електроника осигурява висока отказоустойчивост на устройството

Твърде влажното гориво в такива устройства е неприемливо.Когато гори в горивната камера, се образуват допълнителни водни пари, които допринасят за образуването на странични продукти като катран и сажди.

Стените на котела се замърсяват, топлообменът намалява и с времето бойлерът може дори да спре да работи и да изгасне.

Ако използвате дърва с твърде висока влажност за пиролизен котел, вътре в устройството ще възникнат условия за образуване на катран, което ще влоши топлообмена на устройството и може да доведе до повреди

Ако в горивната камера се постави сухо гориво и котелът е конфигуриран правилно, пиролизният газ, произведен в резултат на работата на устройството, ще произведе жълто-бял пламък. Такова изгаряне е придружено от незначително отделяне на странични продукти от изгарянето на горивото.

Ако цветът на пламъка е различен, има смисъл да се провери качеството на горивото, както и настройките на устройството.

Пиролизните газове, смесени с въздух, горят с равномерен жълто-бял пламък. Ако цветът на пламъка се е променил, може да се наложи да проверите настройките на котела или качеството на горивото

За разлика от конвенционалните устройства за твърдо гориво, преди да заредите дърва за огрев в пиролизни котли, работещи с твърдо гориво, горивната камера трябва да бъде предварително загрята.

За да направите това, изпълнете следните стъпки:

1. Заредете малки сухи подпалки (хартия, дървени стърготини и др.) на дъното на горивната камера.
2. Те го запалиха с помощта на факла, изработена от подобни материали.
3. Затворете вратата на горивната камера.
4. Вратата на камерата за зареждане се оставя леко отворена.
5. Добавете части от подпалките, докато гори.
6. Процесът се повтаря, докато на дъното се образува слой от тлеещи въглища.

Към този момент горивната камера вече се е затоплила до приблизително 500-800 ° C, създавайки условия за зареждане на основното гориво. Не използвайте бензин, керосин или други подобни течни вещества за запалване на запалката.Преди да загреете пещта на котел с продължително горене, трябва да се уверите, че устройството е готово за употреба.

Характерна особеност на котлите с пиролизно изгаряне е малкото количество пепел и пепел, което улеснява процеса на почистване на устройството и неговата поддръжка

За да направите това, проверете наличието на течение, херметичността на вратите, изправността на заключващите механизми и оборудването за управление, наличието охлаждаща течност в отоплителната система и така нататък.

След това трябва да включите термостата, за да се уверите, че към устройството се подава напрежение. След това отворете клапата за директна тяга и проветрете котела за 5-10 минути.

Преглед на популярни модели

Трябва да се разбере, че всеки пиролизен котел е доста тежък агрегат, който не е предназначен за окачване на стената. Такива устройства могат да се използват както за отопление на малка къща, така и за просторни вили. Подобно на други нагреватели, котли с продължително горене се различават по мощност.

При избора на пиролизен котел за горене трябва да се съсредоточите върху такива показатели като топлинна мощност на устройството, размер на зареждащата камера, наличие на вторична верига и др.

Купувачите обикновено се фокусират върху този показател.

Сред популярните модели на такова оборудване трябва да споменем:

• Атмосфера (Украйна) - са представени от устройства, които могат да работят както на дърва, така и на въглища, мощността варира от 14 до 75 киловата.
• Атака (Словакия) - с възможност за отопление на площи до 950 кв. м, някои модели могат да продължат да работят дори при прекъсване на захранването.
• Bosch (Германия) - висококачествени продукти от известна марка, мощността варира между 21-38 киловата.
• Будерус (Германия), представена от владетели Електромет И Логано, първият е добре известен в Европа като класическа версия на пиролизен котел, вторият е по-модерни версии, предназначени за частни домове.
• Гефест (Украйна) - устройства с висока мощност с ефективност до 95%.
• КТ-2Е (Русия) е специално проектиран за големи жилищни помещения, мощността на устройството е 95 киловата.
• Opop (Чехия) - сравнително евтини котли, надеждни и издръжливи, мощност 25-45 киловата.
• Стропува (произведени в Литва или Украйна) с мощност от седем киловата или повече са доста подходящи за малък дом, но моделната гама включва и по-мощни устройства.
• Viessmann (Германия) - идеален избор за частни домакинства, мощността започва от 12 киловата, използването на съвременни технологии ви позволява да пестите гориво.
• "Буран" (Украйна) с мощност до 40 киловата е друга популярна опция за собствениците на големи вили.
• "логика" (Полша) устройства с висока мощност от 20 киловата лесно затоплят помещения до 2 хиляди квадратни метра. м, това е по-скоро котел за промишлени нужди: отоплителни цехове, офиси, оранжерии и др.

Когато избирате пиролизен котел за частен дом, трябва да обърнете внимание на модели с две вериги, за да не само затоплите дома, но и да му осигурите автономно захранване с топла вода.

Топлообменникът за захранване с топла вода може да бъде тип съхранение или поток. За последния вариант се използват модели котли с повишена топлинна мощност.

Ако искате да спестите пари, можете да опитате да направите пиролизен котел със собствените си ръце. Технологията му за сглобяване е описана в тази статия.

Изводи и полезно видео по темата

Това видео показва ясно принципа на работа на пиролизен котел:

Подробен преглед на работата на котел с горно горене можете да намерите тук:

Пиролизните котли не са евтини, но напълно си заслужават инвестицията в покупката им. Когато са правилно инсталирани и поддържани, такива устройства ще осигурят на вашия дом стабилна и евтина топлина.

Търсите пиролизен котел за отопление на вашия дом? Или имате опит в работата с такива агрегати? Моля, оставете коментари за статията и споделете впечатленията си от използването на пиролизни котли. Формата за обратна връзка се намира в долния блок.