Пиролизные котлы – стоит ли приобретать. Что такое пиролизный котел?

На сегодняшний день дровяное отопление активно конкурирует с торфяным вариантом отопления. Торфяное топливо обычно представляется в виде прессованных брикетов, что делает его удобным в использовании. Более того, стоимость торфяных брикетов значительно ниже цены угля, а их загрузка в котлы также проще и менее трудоемка.

Пиролизные котлы отопления: принцип работы и виды котлов длительного горения

Несмотря на то что проходит время, а технологии развиваются, твердое топливо по-прежнему остается важным источником энергии для отопления. Однако, если ранее сжигание дров в обычных печах или котлах показывало низкую эффективность, то пиролизные котлы изменили эту ситуацию. Эта высокоэффективная техника способна обеспечить значительное количество тепла с минимальными затратами.

Согласитесь, такое преимущество весьма актуально для тех, кто предпочитает независимую систему отопления своего дома. Если вы заинтересованы в эффективном котле, пиролизные котлы могут стать отличным вариантом.

В этой статье мы обсудим, как правильно установить и эксплуатировать пиролизный котел длительного горения, рассмотрим его технические и функциональные особенности, а также проведем обзор наиболее популярных моделей от отечественных и зарубежных производителей.

Что такое пиролиз
Устройство и работа пиролизного котла
Котлы верхнего горения
Особенности эксплуатации газогенераторных котлов
Обзор популярных моделей
Выводы и полезное видео по теме

Что такое пиролиз

Древесина, можно сказать, является первым топливом в истории человечества. Многие из нас знакомы с тем, как быстро она сгорает на открытом огне и как неэффективно выделяет тепло. Однако ситуация меняется, когда процесс горения происходит в ограниченных условиях.

Пиролизное сжигание представляет собой процесс, происходящий в герметично закрытых камерах. В таких котлах используется не только древесина, но и аналогичные виды твердого топлива, такие как пеллеты, опилки или различные древесные отходы.

Когда топливо попадает в камеру, оно воспламеняется, а далее подача воздуха в камеру значительно уменьшается, что приводит к уникальному процессу сгорания.

Пиролизные котлы относятся ко всем твердотопливным теплогенераторам, которые имеют длительные циклы сжигания и способны перерабатывать древесину и другие виды твердого топлива.

Ключевой особенностью пиролизных котлов является то, что значительная часть тепловой энергии генерируется в процессе сжигания пиролизных газов. Эти газы образуются благодаря термическому разложению сложных химических соединений древесины при высоких температурах, и их сжигание позволяет эффективно использовать полученную теплоту.

В результате пиролиза древесина преобразуется в газ, который затем сгорает с выделением значительного количества энергии. Именно поэтому пиролизные котлы активно используют получаемые пиролизные газы для улучшения своей эффективности и сокращения времени работы на одном загрузочном цикле.

К сожалению, самостоятельное изготовление пиролизных котлов требует особых знаний и умений, особенно в учете всех термических процессов. Очень важно помнить, что при разработке топки необходимо использовать жаропрочные материалы, способные выдерживать высокие температуры.

В зависимости от особенностей конструкции, пиролизные котлы можно разделить на модели с естественной и принудительной тягой. При этом, у первой категории более низкая стоимость, но и меньшая эффективность по сравнению с котлами, оснащенными компрессорами для принудительного воздуха.

Кроме того, пиролизные котлы могут быть одноконтурными и двухконтурными. Первые предназначены исключительно для отопления, тогда как вторые могут также обеспечивать горячей водой.

Функционирование и эффективность пиролизного котла

Важно заметить, что во время сгорания древесины происходит окисление, в котором участвует атмосферный кислород. Если кислорода недостаточно, процесс замедляется, и горение становится менее эффективным, при этом выделяются как тепловая энергия, так и зола, а также горючие газы.

Однако пиролиз не заканчивается на этом этапе. Образовавшийся газ после первичного сгорания также смешивается с воздухом и далее подвергается вторичному сгоранию. В результате такого подхода показатели тепловой энергии, генерируемой пиролизным котлом, значительно повышаются по сравнению с традиционными моделями.

Сравнивая пиролизные котлы с обычными каминами, можно заметить, что благодаря своей конструкции, пиролизные котлы предлагают значительно более эффективный и экономичный способ обогрева. Многие из них способны предлагать значительные преимущества в плане экономии на отопительных расходах.

К преимуществам этой техники относится высокая степень простоты принципа работы и конструктивного исполнения. Количество воздуха, поступающего в камеры сгорания, можно легко регулировать с помощью механических регуляторов. Благодаря этому простому механизму пиролизные котлы демонстрируют надежную работу и, как правило, требуют минимального внимания со стороны пользователя.

На представленной диаграмме четко отображены все стадии процесса пиролизного горения. Важно отметить, что температура внутри устройства может достигать 1200 °C, что существенно повышает эффективность обогрева.

Еще одним значительным достоинством пиролизных котлов является длительность их работы на одной загрузке. При полной загрузке топлива процесс может продолжаться не только несколько часов, но и иногда превышать один день. Это означает, что необходимость постоянного подкидывания дров в печь становится делом давно забытым.

Устройство и работа пиролизного котла

Камера сгорания пиролизного котла состоит из двух секций. В первой секции происходит первичное сгорание древесины, а во второй — вторичное сгорание пиролизных газов, смешанных с воздухом. Первые и вторые камеры разделены колосниковой решеткой, на которую помещается топливо.

Для создания нужного потока воздуха в пиролизных котлах используется небольшой вентилятор. В некоторых маломощных моделях возможно использование дымоходного насоса для увеличения тяги.

На данной схеме наглядно демонстрируется устройство напольного пиролизного котла. Как видно, процесс горения древесины происходит медленно, что связано с ограниченным доступом кислорода и выделением в результате этого горючих газов.

Принудительная вентиляция является главным отличием пиролизных котлов от традиционных моделей, работающих на твердом топливе. Конструкция прибора состоит из двух основных частей, помещенных друг в друга, между которыми располагается теплоноситель, которым обычно служит вода.

В первую очередь древесина загружается в первую секцию камеры сгорания пиролизного котла. Затем включается вентилятор, и начинается процесс воспламенения топлива. Образующиеся продукты сгорания попадают во вторую камеру, где смешиваются с воздухом и сгорают повторно.

Температура горения может достигать 1200°C, что эффективно нагревает воду во внешнем теплообменнике, которая затем циркулирует по системе отопления дома. Продукты сгорания удаляются через дымоход.

Следует отметить, что принцип пиролизного горения обусловливает несколько более высокую стоимость оборудования. Обычные твердотопливные котлы обойдутся значительно дешевле. Однако следует помнить, что в котлах длительного горения древесина полностью сгорает, что недоступно для классических моделей.

Радиаторы отопления: выбираем подходящий вариант для частного дома, технология монтажа. Радиаторы для частного дома какие лучше.

К требованиям по выбору древесины для пиролизного котла относятся размеры и содержание влаги в топливе. Эти данные всегда можно найти в инструкции, предоставленной производителем.

При приобретении пиролизного котла важно помнить, что более доступные модели с низкой мощностью часто рассчитаны только на дрова. В то время как более дорогие варианты могут эффективно работать с различными типами топлива.

Кроме того, важно правильно загружать топливо в котел: недостаточная загрузка может привести к увеличению образования золы и сажи, что негативно скажется на производительности устройства в целом.

Что подразумевается под названием пиролиз

Пиролиз, представляющий собой образование топливного газа и его дальнейшее сжигание, происходит во всех твердотопливных котлах до различной степени. Этот процесс также наблюдается в обычных кухонных плитах — когда древесина или уголь сжигаются, в какой-то момент возникает нехватка кислорода, и образуется угарный газ (СО), который потом находит недостающий кислород и сгорает, выделяя тепло, в результате чего угарный газ преобразуется в углекислый газ (CO2).

Еще в 1950-х годах была разработана экспериментальная конструкция котла, в котором сначала нагревали топливо в условиях отсутствия кислорода, а затем образовавшийся угарный газ сжигался во вновь открывающейся камере сгорания. Однако эти идеи не были успешно реализованы, поскольку не имели существенных преимуществ и были высокозатратными.

Со временем в рекламных материалах угарный газ стал называться «древесным газом», что наводит на заблуждение о его реальной природе.

Схема, особенности работы

К 2000-м годам, когда производители стали обладать достаточными производственными мощностями и материалами, началось массовое производство пиролизных котлов. В рекламе также появились новые идеи, что привело к росту интереса со стороны потребителей и увеличению оборота.

Как правило, система пиролизного котла состоит из большой камеры, где осуществляется первичное сжигание древесины, а затем автоматически прекращается подача воздуха, что обеспечивает длительное сгорание. Образовавшийся угарный газ и зола, состоящая из чистого углерода, смешиваются с нагретым воздухом во второй камере, где также происходит вторичное сгорание.

На поверхности горелки всегда виден красноватый пламя — что является явным признаком реакции с углеродом.

Особенность конструкции

Следует отметить, что конструкция пиролизного котла включает наличие вентилятора мощностью от 50 до 100 Вт, что обеспечивает принудительную подачу воздуха. Этот воздушный поток возникает в первичной камере между бревнами, происходит за счет завихрения и разбавления в области подающего сопла.

К тому же присутствие различных датчиков и автоматических регуляторов, контролирующих работу устройства, позволяет поддерживать необходимые режимы. Увеличенный размер, дополнительные металлические детали иkamers учитываются в этой конструкции.

Главное конструктивное отличие заключается в большей величине загрузки дров и организации всей «упаковки» вокруг автоматических систем, форсунок и камер сгорания.

Насколько технология пиролиза эффективнее прямого сжигания

КПД котлов с прямым нагревом редко превышает 75-80%, даже в идеальных условиях с использованием качественного топлива. Например, 1 кг древесины с влажностью 20% может обеспечить тепловую энергию в 2,925 кВт (при удельной теплотворной способности древесины в 3,9 кВт/кг). Для угля с влажностью 10% это значение составляет 5,625 кВт (при його удельной теплотворной способности в 7,5 кВт/кг).

Однако, что касается технологии пиролизного сжигания, ее КПД может достигать 92%. При этом результаты по тепловой энергии таковы:

1 кг древесинывыделяет 3,588 кВт;
1 кг каменного угля выделяет 6,9 кВт.

Значительное различие между альтернативами свидетельствует о том, сколько тепла теряется при выбросах, а не при эффективном сгорании газов. Таким образом, разница в КПД и результатах сжигания говорит сама за себя.

Правильное использование эффективного контроля горения при пиролизе может значительно увеличить время работы котла, сохраняя нужную температуру жидкости. Это создает дополнительные возможности для накопления тепловой энергии. Поскольку температура сгорания пиролизного газа выше, чем у традиционных методов, котел быстрее достигает заданной температуры.

Также следует рассмотреть, какой уголь лучше всего использовать для отопления твердотопливного котла в вашем доме.

Отзывы о бытовых газогенераторных котлах: преимущества и недостатки

Обеспокоенность по поводу загрязнения окружающей среды укрепила позиции пиролизных котлов на рынке отопительных систем длительного горения. Специализированные процедуры эксплуатации и отзывы от операторов показывают, что при качественной эксплуатации выброс углекислого газа или пара в атмосферу осуществляется в минимальных количествах. При сжигании ископаемых топлив таких установок образуется совершенно незначительное количество несгоревшего материала без дыма, запаха или цвета. Эти факторы влияют также на выбросы в котельной, особенно во время заправки, а также на загрязнении самого котла и частоты его очистки.

Преимущества	Недостатки
Высокая эффективность сжигания пиролизных газов (КПД может достигать 95%).	Стоимость оборудования выше в 1,5-2 раза, хотя быстро окупается благодаря снижению расходов на топливо.
Увеличенная камера загрузки позволяет продолжительное время работать на одной закладке (в 1,5-3 раза дольше, чем у традиционных моделей).	Большие затраты на подготовку топлива: влажность не должна превышать 20%, иначе процесс пиролиза не состоится.
Выгорание топлива практически без остатков и конструкция камер сгорания позволяет реже проводить чистку и техобслуживание.	Зависимость большинства современных систем от электроснабжения из-за наличия вентиляторов поддува и дымососов.
Высокие температуры требуют использования жаропрочных сталей для теплообменника, что обеспечивает быстрое прогревание помещений.	При низкой температуре в системе возможно затухание котла; необходимо подмешивание горячей воды через трехходовой клапан или байпас.
Минимизация выбросов продуктов горения.	Габариты и вес котлов выше, чем у традиционных систем отопления.
Возможность работы на любом органическом топливе с различной эффективностью.	Сложности с поддержанием стабильного горения при значительных малых нагрузках (менее 50%).
Экономичный расход топлива в связи с высоким КПД, что помогает сократить расходы на отопление.
Уровень автоматизации процессов позволяет значительно сократить частоту контроля работы котла.

Как выбрать пиролизный котел

Выбор конкретной модели пиролизного котла зависим от предпочтений и финансовых возможностей потребителя. Тем не менее, для первоначальной оценки стоит ориентироваться на следующие характеристики.

Принцип работы геотермального отопления дома с тепловым насосом. Геотермальное отопление что это.

Расположение камеры дожига

Расположение камеры дожига пиролизного газа не меняет принципов работы, однако конструкция агрегата имеет свои особенности. Котлы с верхней камерой дожига могут работать без принудительной вентиляции, что делает их уместными для удаления топлива без доступа к электричеству. Газ поднимается в камере сгорания благодаря естественному градиенту давления, однако в таком случае большая часть дымовых газов уходит в атмосферу вместе с несгоревшими остатками. Соответственно, коэффициент полезного действия таких систем оказывается ниже, хотя зола может быть удалена при следующей загрузке.

Современные пиролизные котлы обычно располагают камерой сгорания в нижней части. Пиролизные газы проходят через теплообменник, высвобождая максимальное количество тепловой энергии. КПД таких котлов достигает 92% и более в некоторых моделях признанных производителей. Остатки сгорания из загрузочной камеры, а также скопление золы в нижней камере украшают оставшиеся частицы.

Топливо

Выбор топлива следует делать исходя из наиболее распространенных в вашем регионе видов. Это позволит вам обеспечить приемлемую цену при наличии постоянных поставок. Для пиролизных котлов длительного горения важен характер сырья, в частности, время его горения. Рекомендуемыми видами топлива для таких котлов являются:

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

Тем не менее, стоит изучить информацию о типах топлива, которые могут использоваться в котле, так как не все модели подходят для сжигания угля. Кроме того, некоторые виды твердого топлива (опилки, щепа, торф) могут не подходить для конкретных моделей, даже если они тоже могут сгорать, но требуют более частой заправки.

Следует учесть, что пиролиз является очень чувствительным процессом к содержанию влаги в сырье. Если уровень влаги превышает 20%, значительная часть энергии будет использована на сушки, что снижает эффективность работы устройства, и первоначальные вложения становятся необоснованными. Оптимальным вариантом для большинства котлов является древесина лиственных пород с влажностью не выше 10%.

Естественная или принудительная тяга

Для управления процессом горения в пиролизном котле следует уделять внимание предложению кислорода в камеру сгорания или нижнюю камеру сжигания пиролизных газов. Увеличение давления в дымоходе становится критически важным для обеспечения оптимального потока. Поэтому высокотехнологичные котлы оснащаются воздуходувками и системами остекления дыма, возможна установка датчиков обратной связи для компьютерного анализа рабочего процесса. Хотя такая автоматизация делает устройства более зависимыми от электроснабжения, это не умаляет их преимуществ по эффективности, экономичности и удобству.

Виды и особенности работы

В отличие от обычных моделей, пиролизные котлы состоят из двух камер сгорания. Они разделяются на два типа: с нижним и верхним сгоранием.

Котел нижнего горения

В этот тип котла топливо закладывается в верхнюю камеру, где оно воспламеняется, что инициализирует работу вентилятора, который смешивает потоки продуктов сгорания с воздухом для последующего сгорания во второй, нижней камере, которая отделена от верхней решеткой. Основное сгорание происходит в этой нижней камере, достигая температур свыше 1000 градусов, тогда как в загрузочной камере температуры находятся в пределах 500-600 градусов.

Для предотвращения слишком быстрого сгорания древесины, подача воздуха ограничивается с помощью механической заслонки. Загрузка камеры должна быть достаточно полной — при недостаточной загрузке пиролизные котлы работают неэффективно, приводя к образованию сажи и золы.

Важно знать! Если древесина избыточно влажная, этот процесс будет препятствовать нормальному сгоранию, образуя сажу и смолы на внутренних стенках устройства, что снизит его теплоотдачу и может привести к затуханию. Признаком качественного топлива является светло-желтое или белое пламя вместо красно-оранжевого.

В таких котлах теплоноситель находится в пространстве между двойными стенками корпуса, который предполагает наличие внешнего теплообменника. Высокая температура сгорания и большая площадь теплообменника обеспечивают быстрый и эффективный нагрев воды и оптимальную циркуляцию в системе отопления.

В таких моделях отсутствует зольник, так как большинство продуктов сгорания выводится наружу через дымоход, оставляя лишь небольшую часть мелкой золы в нижней камере.

Котел верхнего горения

Дровяной котел с верхней камерой сгорания имеет несколько иную конструкцию. Обычно такие котлы цилиндрической формы имеют разделение мест для сгорания, произведенное не решеткой, а подвижной трубой подачи воздуха с диском.

Перед загрузкой топлива подвижный элемент с помощью расположенного снаружи троса поднимается вверх.
Древесина загружается через дверцу и поджигается.
Особый диск опускается прямо на дрова и подает воздух в камеру сжигания.
При медленном сгорании топлива его уровень в камере будет постепенно понижаться, что изменяет и положение распределителя воздуха.
Горючие газы поднимаются вверх, и вокруг диска попадают в верхнюю камеру, где они смешиваются с воздухом и сгорают.
Интенсивность поступления газов в верхнюю камеру контролируется автоматическим регулятором тяги, который определяет заданную температуру воды в теплообменнике.

Стоит заметить, что такие пиролизные котлы с длительным сроком горения и циркуляцией воды встречаются реже, чем те, в которых камера сгорания газа расположена внизу. Это связано с тем, что подвижный элемент для распределения воздуха и поддона необходимо регулярно заменять, так как они подвергаются постоянному воздействию высоких температур и огня.

При этом можно легко загружать топливо или сжигать бытовые отходы, не дожидаясь, пока пройдут процессы в основной печи. Все, что нужно сделать, это поднять лоток выше уровня двери.

Особенности растопки

Прежде чем использовать пиролизный котел, важно научиться правильно его разжигать, особенно при первом использовании или после длительного простоя. Необходимо предварительно прогреть камин, разжигать мелкие дрова на дне и терпеливо ждать, пока они хорошо прогорятся с открытой заслонкой. Постепенно добавляйте щепки и мелкие поленья, пока камин не разгорится, и не появятся горячие угли для розжига основной загрузки.

После загрузки котла, дайте дровам прогореть, а затем закройте заслонку и снизьте подачу воздуха.

Видео описание

В следующем видеоролике показано, как правильно запустить дровяной котел:

При правильной эксплуатации дым практически не будет заметен, так как топливо сгорает максимально эффективно. Кроме того, пиролизные печи позволяют существенно сократить количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу через дымоход.

Антивсплеск в унитазе: что это такое и как работает. Унитаз антивсплеск что это?

Устройство и схема работы пиролизного дровяного котла

Пиролизные котлы, работающие на дровах, характеризуются простой, но эффективной конструкцией, обеспечивающей эффективное накопление тепла как от сжигаемого топлива, так и от образующегося газа. Этот процесс и называется пиролизом.

Принцип работы дровяных пиролизных котлов в бытовом отоплении таков:

Это базовый принцип работы всех пиролизных котлов, используемых для бытового отопления с водяным контуром. Разница заключается в особенностях конструкции и эксплуатации каждого устройства.

Кроме того, пиролизные аппараты можно классифицировать по нескольким параметрам:

Процесс пиролиза может быть начат только при соблюдении определенных условий: высокая температура в камерной печи, ограниченный доступ кислорода и уровень влаги в древесине не должен превышать 20%.

Как правильно топить пиролизный отопительный котел дровами

Работа пиролизного котла позволяет существенно увеличить время работы с одной загрузкой, повысить энергоэффективность, а также произвести больше тепла. Более того, такая конструкция помогает экономить дрова, поскольку при сжигании газа выделяется большее количество тепловой энергии по сравнению с теми же процессами в обычных котлах.

Тем не менее, указанные преимущества возможны только при условии правильной эксплуатации теплогенератора. Существует несколько простых правил:

По мере получения собственного опыта растопка котла перестанет служить проблемой — работа котла станет вполне привычной.

При первом нагреве помещения из котла может возникнуть легкий неприятный запах от отгорающей краски.

Какие дрова лучше

Для достижения максимальной эффективности котлы должны использовать древесину, соответствующую всем рекомендациям в инструкции:

Пиролизные котлы работают наиболее эффективно на сухой древесине лиственных пород, которую можно добиться с помощью естественной сушки.

Как хранить и сушить дрова

Средний расход дров в индивидуальном домохозяйстве за сезон отопления составляет 6-10 м³. Это порождает вопросы о правильном хранении и сушке такого количества топлива. Для этого существует несколько основных рекомендаций:

Частота загрузки дров и продолжительность работы зависят от качества используемого топлива. Хорошо просушенная древесина обеспечит больше тепла и создаст необходимые условия для начала пиролизного процесса.

Как выбрать пиролизный котел отопления на дровах

При выборе пиролизного котла крайне важно обратить внимание на ключевые факторы:

Также следует приобретать только продукцию проверенных производителей. Статистические отчеты показывают, что среди наиболее популярных остаются следующие марки:

Еще несколько лет назад на рынке отопительного оборудования были представлены всего 4-5 производителей, что ограничивало выбор. Однако сейчас предложение на рынке пиролизных дровяных котлов значительно шире благодаря разнообразию моделей от отечественных и зарубежных компаний.

Отзывы о работе пиролизных дровяных котлов

Анализ отзывов пользователей показывает, что большинство негативных комментариев связано с неправильной эксплуатацией дровяных котлов, нежели с их конструктивными недостатками.

Наиболее распространенные жалобы выражаются в следующем:

Древесина быстро сгорает — это может быть следствием неправильной загрузки или использования некачественного топлива.

Перед тем как совершить покупку, стоит разобраться, почему возникают подобные жалобы и как их можно избежать в процессе эксплуатации.

Что такое расход дров в пиролизном котле?

Количество дров, необходимых для работы пиролизного котла, зависит от прибора, его мощности, объема топки и других факторов. Производители предоставляют всю необходимую информацию в технической документации, в которой указано и реальное потребление дров для каждой модели.

Что может способствовать преувеличенному расходу дров?

Высокая влажность используемого топлива: котел может работать и на влажной древесине, однако ему не удастся переключиться на режим пиролиза. Поскольку не происходит полноценного дожигания, расход топлива увеличивается так, как если бы использовалась обычная плита.

Следует обращать внимание на инструкции производителя, чтобы избежать проблем в процессе эксплуатации пиролизного котла.

Как долго будет работать котел на одной закладке?

Лучшие немецкие и чешские модели показывают наибольшее время непрерывного горения при загрузке дров. Некоторые котлы с верхней горелкой могут функционировать до нескольких дней. В то время как среднее время работы таких котлов составляет от 8 до 12 часов.

Наиболее экономичные модели пиролизного котла работают в сотрудничестве с системой автоматизации: регулятором, который отвечает за подачу воздуха и вывод дымовых газов. Энергопотребление таких моделей минимально и не превышает стоимости простейшей лампочки.

Соответственно, продолжительность работы котла может сильно зависеть от правильности укладки дров при загрузке. Это особенно важно для моделей с верхней загрузкой. Длины поленьев должна быть на несколько сантиметров короче камеры сгорания, чтобы избежать их пригорания к стенкам устройства.

Что лучше – пиролизный или обычный котел на дровах?

Отличие пиролизного котла от традиционного дровяного котла заключается в наличии второй камеры сгорания. Структурная сложность пиролизного котла повышает его производственные затраты, что делает такие установки дороже на 80-100%. Поэтому целесообразность их приобретения часто вызывает вопросы.