Пиролизные котлы: Принцип работы и в чем их плюс. Принцип пиролизного котла


Как работает пиролизный котел – пошаговое описание принципа действия

Что такое пиролиз?

Пиролиз – это процесс распада органических материалов при высокой температуре без поступления кислорода. Применительно к отопительным котлам под этим понятием имеют в виду выделение летучих газов из древесины. Пиролиз происходит всегда при сгорании любого органического вещества, но именно в пиролизном оборудовании созданы условия, при которых выделение газа происходит наиболее интенсивно.

Устройство и принцип работы.

Разберемся, как работает пиролизный котел. Он состоит из двух камер сгорания, расположенных вертикально. В первичной топке горит древесина. Специально устроено ограничение поступления воздуха – кислород попадает только через дымоход и небольшие отверстия. В дымоходной трубе иногда дополнительно устанавливают шибер – регулируемую заслонку, частично закрывающую отверстие.

Вторая камера сгорания располагается сверху первой. Они соединены между собой газоходом. В этой части и происходит окончательное догорание выделенных газов. Если открыть слишком большой доступ воздуха, то эти газы сгорят еще в нижней топке.

А так в нижней части тлеет древесина и под действием высоких температур активно выделяются горючие летучие материалы. В этом и заключается основной принцип действия пиролизного оборудования, за счет чего повышается КПД устройства, а горение одной закладки дров длится намного дольше.

Рассмотрим этапы и принцип работы пошагово:

  1. Твердое топливо закладывается в нижнюю топку и разжигается.
  2. Закрывается герметичная дверца камеры. Камера сгорания пиролизного котла
  3. Сухая древесина обугливается и медленно тлеет под действием повышенной температуры выше 600 градусов.
  4. Активно выделяются летучие горючие вещества и, поднимаясь в верхнюю камеру, там воспламеняются, дополнительно отдавая энергию теплоносителю.

Преимущества и недостатки

Преимущества пиролизного оборудования:

  • Топливо сгорает практически полностью, почти не оставляя после себя золы. Чистить аппарат приходится реже.
  • Экологичность – в верхней топке окончательно догорает максимальное количество вредных веществ, которые в обычных котлах выходят в атмосферу через дымоход.
  • Так как внизу вместо открытого огня идет процесс тления, одной порции дров хватает на больший отрезок времени, по сравнению с тем, сколько времени горит это же количество топлива в обычном котле. Одна закладка может тлеть до 12 часов, что значит дополнительную экономию.
  • Повышенный уровень коэффициента полезного действия по сравнению с классическими моделями.
  • За счет высокой температуры горения можно использовать практически любое сухое твердое топливо и использовать в его качестве отходы производства, которые можно достать бесплатно, если вы работаете на производстве. Можно ли топить углем, написано в инструкции по эксплуатации каждой конкретной модели.

Недостатки пиролизных котлов:

  • Повышены требования к качеству топлива. Оно должно быть максимально сухим, иначе без кислорода оно просто потухнет на первом этапе.
  • За счет усложнения конструкции такие аппараты стоят дороже обычных аналогов и больше подвержены поломкам. Чтобы сэкономить, можно сделать такое оборудование самому, найдя чертежи и схемы подобных самодельных аппаратов.
  • Некоторые модели имеют в конструкции вентиляторы для принудительной тяги. Это делает котлы энергозависимыми.
  • Если теплоноситель успевает слишком сильно остыть, это может привести к тому, что прекратится горение в верхней камере. Чтобы этого избежать, устанавливаются дополнительные обходные каналы примеси горячей воды, что усложняет и удорожает подключение.

Использование пиролизных котлов в быту

Пиролизный котел отлично подойдет как для промышленного использования, так и для обогрева своего дома. Популярные фирмы, производящие бытовые пиролизные аппараты, это Протерм, Благо, Буржуй-К.

Фото пиролизного котла Буржуй-К

Удобнее всего использовать твердотопливное оборудование работающее на пеллетах, так как они изначально продаются просушенными. Также есть возможность настроить автоматическую подачу гранул, что сделает эксплуатацию котла еще более удобной. Если в паре с котлом установить бойлер косвенного нагрева, это позволит обеспечить жителей горячим водоснабжением.

Предлагаем Вашему внимаю видео о принципе работы пиролизного котла:

boilervdom.ru

принцип работы пиролизных котлов, преимущества и недостатки

Об экономном и эффективном отоплении мечтает каждый. Повезло больше тем, кто имеет возможность подключить газовое отопление. А остальные делают выбор между электрическими и твердотопливными котлами.

Твердотопливный котел подходит тем, кто имеет возможность постоянно подкидывать топливо. Если же у вас нет такой возможности, то применение такого котла будет проблематичным. Современные модели изготавливаются с более удобной системой подкладки топлива. Твердотопливные котлы не требуют больших средств на отопление. 

В зависимости от типа топлива и температуры в помещении на одной закладке топливо может гореть от 8 до 24 часов. Котлы, работающие на пеллетах можно проверять 1 раз в месяц. В таком оборудование подача топлива происходит автоматически. 

Но, несмотря на все преимущества, такие котлы требуют подключения электричества. И стоит такое оборудование дорого. Есть некоторые модели котлов, которые могут работать на любом виде топлива, а также на строительном мусоре. 

Содержание:

  1. Пиролиз
  2. Преимущества и недостатки
  3. Принцип работы пиролизных котлов

Пиролиз

Давно уже стало известно, что сжигание древесины не является лучшим способом. Более эффективным является сжигание древесного угля. Поэтому многие предпочитают в качестве топлива использовать уголь. Пиролиз является процессом распада органических веществ под действием высокой температуры. 

К материалу, который подвергают пиролизу, ограничивают поступление кислорода. Делают это для того чтобы термический распад материала не превратился в простое сгорание.

Раньше для ограничения поступления кислорода использовали угольные ямы. Но у такого способа есть недостаток: при первичном горении энергия уходила впустую. 

Но на сегодняшний день появились устройства, которые помогают использовать всю энергию. Такими являются пиролизные твердотопливные котлы и газогенераторы.

Преимущества и недостатки

При недостатке кислорода происходит активное выделение газов. Для того чтобы обеспечить эффективную работу котла необходимо оборудовать его автоматикой. Она управляет процессом: ограничивает подачу кислорода после разгорания дров и контролирует процесс в двух камерах.

Главным недостатком пиролизного котла является обязательное наличие электропитания. При проблемах с электричеством вы останетесь без отопления. 

Пиролизные котлы, которые предназначены для работы на древесине, могут еще сжигать брикеты.

Еще одним достоинством пиролизного котла является: при горении пиролизные котлы контактируют с углеродом. На выходе из котла в результате этого процесса дым состоит из паров воды с некоторыми примесями и углекислого газа. При применении в качества топлива дров выходить в атмосферу углекислого газа будет в 3 раза меньше. При использовании угля выбросов углекислого газа будет примерно в 5 раз меньше.

Еще к достоинствам пиролизных котлов можно отнести: малое количество образования сажи. Дожиг газа и содержащихся в нем микрочастиц является положительным моментом.В пиролизных котлах образуется малое количество золы. А так как сажи и золы немного, то нет необходимости производить частую чистку оборудования. А это является немаленьким плюсом отопительного котла.

Отопительные котлы прямого сгорания имеют невысокйи коэффициент полезного действия. Он составляет обычно от 60 до 65%. А в пиролизных котлах КПД составляет от 80 до 90%. 

Но есть еще достоинства у данного отопительного оборудования:

  • В пиролизном процесс можно регулировать работу и оставить 30% мощности или же разогнать все 100%. А автоматика в свою очередь регулирует процесс и при этом происходит экономия топлива до 40%. В обычных котлах прямого сгорания необходимо открывать дверцы, заслонки и поддувала. И делать это необходимо самостоятельно.
  • Камера для загрузки топлива может располагаться под камерой дожига, над или под ней.

Пиролизные котлы могут иметь разную конструкцию. В некоторых моделях камеру дожига устанавливают над первичной, а в других под ней. Но и выпускаются модели где ее устраивают за первичной топкой. А также модели разделяются по подаче воздуха. В некоторые котлы воздух поддается не через колосник, а подается сверху. Таким образом, процесс горения замедляется. Но все эти нюансы являются разновидностью одной технологии. 

Принцип работы пиролизных котлов

Пиролизная камера таких котлов похожа на топку обычной печи. В качестве топлива можно использовать: опилки, пеллетные гранулы, дрова, торфяные или древесные брикеты. В загрузочное окно на огнеупорную решетку помещается твердое топливо. Такая решетка имеет название колосник. Он обеспечивает приток к топливу первичного воздуха. 

Топливо необходимо поджечь, а затем нужно ждать пока все топливо не охватиться пламенем. Таким образом, газогенераторный котел выйдет на режим. Именно это и отличает обычные котлы и печи прямого сгорания от пиролизных котлов. 

После того как пиролизный котел выйдет на режим доступ первичного воздуха ограничивается. Поэтому горение практически останавливается. Горит только небольшая часть топлива. Тепло, которое выделяется при сгорании небольшого количества топлива, хватает на разложение остального объема топлива с выделением пиролизного газа. 

Пиролизный газ обычно самотеком попадает во вторичную камеру, где осуществляется подача вторичного воздуха. При контакте с кислородом нагретый газ сразу вспыхивает и горит с выделением большого количества тепла. Газ может быть нагрет больше 300оС. Таким образом, происходит нагрев носителя тепла.

Популярными пиролизными котлами являются немецкие котлы Bosch и чешские котлы Atmos. Хоть такое оборудование и имеет немаленькую стоимость, но они отличаются своими высокими техническими характеристиками и большим сроком службы.

Читайте также:

baltgazservice.ru

Принцип работы и в чем их плюс

Выбор системы отопления для загородного дома, в котором хозяева проживают постоянно, достаточно сложен. Вариантов много. У каждого есть свои достоинства и недостатки. Но, дом отапливать необходимо, причем хочется, чтобы отопление требовало минимум внимания, и было максимально эффективным. Ну, и не забудем про экологическую чистоту. Неприятно, когда из трубы валит дым и вылетает сажа, которая загрязняет участок. Одним из вариантов отопления, удовлетворяющих этим условиям, является создание отопления на базе пиролизного котла. Что он из себя представляет?

Принцип работы пиролизного котла

Второе название пиролизного котла – газогенераторный котел. В основе функционирования пиролизного котла лежит принцип пиролиза древесины. Именно древесина является источником энергии в котле. Принцип пиролиза заключается в том, что древесина, на которую действует высокая температура, порядка 1000 градусов Цельсия, и при недостатке кислорода, разлагается на газообразную часть, т.н. пиролизный газ, и, всем привычный, древесный уголь или кокс. Этот процесс происходит с выделением тепла, которое и согревает воздух, поступающий в зоне горения. Высокая температура, вкупе с кислородом, вызывает горение пиролизного газа, которое и используется для получения тепла. Кроме того, горение пиролизного газа уменьшает количество вредных примесей в дымовой смеси, и количество вредных примесей меньше, чем в обычном дыме в три раза. Фактически на выходе пиролизного котла остается углекислый газ и водяной пар. Количество образуемой золы и сажи минимально.

Устройство пиролизного котла с описанием процессов его работы

 

1 - топливо, 2 - первичный воздух, 3 - вторичный воздух, 4 - уходящие газы, 5, 6 - вход и выход воды, A - камера газификации, B - колосник, C - камера дожигания, D - газоход, E - дымосос

Работа пиролизного котла начинается с закладки в него топлива. Обычно это березовые поленья. Поленья хвойных пород не используются, поскольку у них высокое выделение смолистых веществ. После розжига топлива начинает работать вентилятор котла. Вентилятор управляет процессом горения, чаще всего используется вентилятор-дымосос. После поднятия температуры до 250 °С и просушки древесины, процесс горения, практически, прекращается  (ограничением кислорода),  начинается процесс пиролиза. При пиролизе, как мы уже говорили, начинают выделяться горючие газы. При недостатке кислорода в камере закладки, древесина практически не горит, но выделяет газы которые и используются: во первых для поддержания собственной высокой температуры и продолжения процесса пиролиза, во вторых для нагрева обогревающего теплоносителя (например воды), который используется для отопления помещения. Газы сгорают в отдельной камере от дров. В итоге после выхода всех газов из древесины получается древесный уголь. Газы из него вышли и процесс пиролиза прекратился, но сам по себе древесный уголь еще можно дожечь. Вновь включается вентилятор и начинается процесс горения с подачей кислорода . Древесный уголь дожигается обычным способом как в печи, в итоге получаем очень высокий КПД и длительное время выделения тепла при прохождении разных  физико-химических процессах (горение- пиролиз-горение)

В итоге процесс работы пиролизного котла можно разделить на несколько этапов.

На первом этапе, при температуре до 250°С, происходит дегазация топлива и его подсушка (древесины). С поднятием температуры до 450°С пиролизный газ, соединяясь с кислородом, сжигается, На третьем этапе, при температуре в 750-850°С происходит дожигание пиролизного газа, часть тепла возвращается в верхнюю камеру, остальное тепло используется для нагрева теплоносителя.  Последний этап работы пиролизного котла дожигание древесного угля.

Отличие работы пиролизных котлов от других источников тепла

Пиролизные котлы экономичнее других видов котлов. Одна закладка топлива может вырабатывать тепло в течение 10-12 часов.Нет необходимости постоянного контроля работы котла. Пока есть топливо, котел работает.Работа системы отопления начинается очень быстро, 30-40 мин и температура воды достигает +60-90°С, и система отопления начинает работать.Автономность и естественная циркуляция воды при нагреве. Нет необходимости в создании дымоходов большого размера. Т.к. температура выходящих газов невелика, то и размер труб на выход невелик.Практически, полное сгорание топлива не требует частого очищения котла.

Достоинства пиролизных котлов

Высокая экономичность, КПД до 90%.Высокая эффективность – работа до 12 часов на одной закладке топлива.Высокая экологичность, за счет сгорая вторичных газов.Минимальные отходы.Автоматизация процесса отопления.Интеграция с другими системами отопления.

Недостатки пиролизных котлов

Необходимость в электричестве для работы вентиляторов.Высокая стоимость, по сравнению с другими системами.Необходимость использования сухого топлива, особого вида (древесина лиственных пород).

 Но, при всех "ЗА" и "ПРОТИВ" пиролизных котлов, они выглядят очень привлекательными для использования в загородных домах. Во-первых, доступность древесного топлива. Высокая эффективность. Кстати, никто не пытался использовать в качестве топлива древесные пеллеты. Возможно, они будут более эффективными, чем просто дрова. Во-вторых, регулирование, такого непростого процесса, как горение древесины, тоже является привлекательным фактором.  В общем, стоит подумать, оценит всё, и принять взвешенное решение.

xn-----7kcglddctzgerobebivoffrddel5x.xn--p1ai