04.07.2017

Пиролизные котлы (газогенераторные) – разновидность твердотопливных котлов, которые характеризуются раздельным сгоранием топлива и газов, которые из него выходят. Пиролизные котлы производят температурное разложения топлива, благодаря которому достигается очень высокий КПД

Пиролизные котлы и принцип их работы

В последнее время твердотопливные котлы стали как никогда актуальны. Подорожание газа, электроэнергии, все это не только заставляет нас устанавливать твердотопливные котлы для отопления, но и задуматься о более эффективных котлах, в том числе и пиролизных.

В этой статье мы постараемся детально раскрыть принцип работы, покажем плюсы и минусы пиролизных твердотопливных котлов.

Пиролизные (газогенераторные) – разновидность твердотопливных котлов, которые характеризуются раздельным сгоранием топлива и газов, которые из него выходят.

Пиролиз — разложение органических (древесина, уголь, нефтепродукты) и многих неорганических соединений под воздействием высокой температуры. В узком смысле, это разложение органических природных соединений на более простые составляющие при недостатке кислорода. В более широком смысле слова — разложение любых соединений на составляющие менее тяжёлые молекулы, или элементы под действием повышения температуры. Каждому веществу характерна своя температура пиролиза.

Древесный уголь для пиролизного котлаХарактерной чертой пиролизных котлов является самый высокий КПД среди твердотопливных котлов. Достигается это тем, что топливо раскладывается, выделяя газ, который сгорает почти без остатка. В результате из химических связей древесины, либо угля мы получаем столько энергии, сколько возможно извлечь, а продукты сгорания отдают почти все свое тепло теплоносителю.

Схема типичного пиролизного котла.

Ниже приведена схема устройства типичного пиролизного котла.

Схема пиролизного котла

  • Камера загрузки дров - 1

  • Камера сгорания газа - 2

  • Теплообменник с теплоносителем - 3

  • Дымоход - 4

  • Зольник - 5

  • Люк для чистки зольника - 6

  • Люк для загрузки топлива - 7

  • Блок управления, контроля - 8

  • Вход первичного воздуха - 9

Характерной чертой всех пиролизных котлов является нижнее горение топлива и наличие двух камер: в первую камеру загружается топливо, атмосферный воздух подается сверху и вытягивается принудительным способом через форсунку на дне камеры. В этой камере происходит медленное нижнее горение («тление») топлива, в результате при недостатке воздуха выделяется древесный газ, который попадает во вторую камеру, куда подается вторичный поток воздуха и происходит полное сгорание газа. 

Также пиролизные котлы подходят для обеспечения ГВС с помощью подключения бойлера косвенного нагрева, могут отапливать плавательный бассейн с помощью теплообменника.

Продукты сгорания проходят через теплообменник, таким образом, используется не только тепло излучения и конвекции, но и происходит теплообмен между средами. Именно поэтому пиролизные твердотопливные котлы могут достигать максимально возможного КПД в 98-99%. Но для этого необходимы оптимальные условия, про которые будет сказано ниже.

Древесный газ состоит из многих составляющих, среди которых углеводороды (метан, пропан, этилен и др.), угарный газ и водород, также азот из первичного воздуха

Сравнительно сложная конструкция становится причиной высокого аэродинамического сопротивления воздуху, поэтому работа пиролизных котлов требует принудительной подачи воздуха. Для этого используются дымовые насосы (чаще встречается термин «вентилятор», «дымосос»), реже  - нагнетатели. 

Лишь немногие модели пиролизных котлов отличаются полностью автономной системой подачи воздуха, не требующей электроэнергии для работы.

Древесина для пиролизных котлов

Топливо для пиролизных котлов

Наиболее эффективны пиролизные котлы при работе на материалах, которые легко выделяют древесный газ. Это древесина, отходы деревообработки, паллеты, прессованные брикеты, реже – бурый уголь, солома. Некоторые модели котлов могут работать на каменном и коксовом угле определенных фракций.

Пиролизные котлы требовательны к влажности топлива. Чем она ниже – тем выше будет эффективность вашего котла. Для большинства котлов пределом влажности дров буде 30-35%. Влажность сухих  дров находится на уровне 15-20%.

При большом количестве водного пара в газах не будет происходить их полного сгорания, либо воспламенения вообще. 

Также последствием неполной загруженности топки, влажности топлива может стать образование дегтя, или конденсата в дымоходе, что может привести к падению КПД и даже выходу из строя системы.

Как выбрать качественный пиролизный котел

Пиролизный котел БошБольшинство пиролизных котлов имеют одинаково высокий КПД, при одинаковой мощности могут существенно отличаться цены разных производителей. Конечно, самое лучшее имя имеют итальянские и немецкие компании, они могут отличаться более качественными материалами, покрытиями, более дорогой и надежной электроникой. Хотя тут бренд имеет меньшее значение, чем для газовых котлов. Также советуем выбирать бойлеры косвенного нагрева для обеспечения ГВС того же производителя что и котел.

При выборе пиролизного котла следует обращать внимание на наличие таких бонусов как термостатический регулятор подачи воздуха, устройство от закипания котла, предохранительный (подрывной) клапан и пр. 

Регуляция и время работы

Все пиролизные котлы являются регулируемыми. Интенсивность горения и как результат, время работы на одной загрузке дров регулируется с помощью изменения потока поздуха.

На одной загрузке в зависимости от модели, топлива и режима работы пиролизный котле может работать до 12-14 часов, тогда как для обычных дровяных котлов время работы на одной загрузке до 5 часов.

Конечно, время работы на крупных дровах или углях будет значительно больше чем, на пример, на паллетах, стружке, щепках.

В качестве итогов можно навести список сильных и слабых сторон пиролизных твердотопливных котлов:

Преимущества пиролизных котлов:

  • КПД выше на 6-8% по сравнению с классическими твердотопливными котлами

  • Экологичность (более высокая температура горения и пиролиз способствуют полному сгоранию углеводородов, в том числе меньше образуется угарный газ СО), меньшая потребность в воздухе

  • Продолжительно время горения одной загрузки топлива (до 14 часов)

  • Легкая автоматизация и управление процессом горения

  • Низкая зольность (достигается более полным сгоранием топлива)

  • Возможность использования неколотых, крупных дров

Недостатки пиролизных котлов:

  • Высокая стоимость (отличается в 1,5-2 раза от обычных твердотопливных)

  • Большая часть пиролизных котлов не работает без дымонасоса, как результат – зависит от электроэнергии

  • Отсутствие автоматической подачи топлива у большинства котлов, в основном – дровяных.

  • Необходимость использовать просушенное топливо (влажность не выше 30-35%)

  • Температура воды на входе в теплообменник должна быть не менее 50-60 оС во избежание выпадения химически агрессивного конденсата, появления дегтя.

В итоге пиролизные котлы имеют много недостатков, но также сильны и их преимущества в сравнении с обычными котлами. Надеемся, эта публикация стала для Вас полезной и поможет сделать выбор.

Если у Вас возникли вопросы – свяжитесь с нашими специалистами, и мы Вам поможем!