Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Отопление и горячее водоснабжение являются главными составляющими комфорта. Обеспечить свой дом теплом можно разными способами, среди которых далеко не последнее место занимают пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром.

В отличие от других модификаций котлы на твердом топливе не требуют наличия газопровода или электросети и могут длительное время работать в автономном режиме. В качестве энергоносителя могут использоваться дрова, уголь, торф и даже органические бытовые отходы.

Некоторые пиролизные котлы дополнительно оснащены водяным контуром, именно о них и пойдет речь. Ниже будут рассмотрены конструкция и принцип работы пиролизных котлов, их достоинства и недостатки виды и характеристики различных видов топлива. Кроме этого, вашему вниманию будут предложены отзывы владельцев котлов длительного горения и топ 10 самых популярных моделей.

Принцип действия и виды пиролизных котлов

Промышленность выпускает 2 типа оборудования:

  • шахтные котлы с верхней загрузкой топлива;
  • нижняя загрузка.

Верхняя загрузка

В этом случае горение топливо проходит с верхней части к низу. В топке расположены колосники, которые разделяют ее на несколько отсеков. Сюда загружаются твердая древесина или другой вид топлива. При загорании, в верхней части образуется пиролизный газ, который опускается в нижнюю камеру. Здесь происходит смешивание с вторичным воздухом и дожигание.

По мере опускания газа, происходит разогрев нижней части древесины, поэтому могут использоваться отсыревшие дрова. Для того чтобы газ смог опуститься вниз и для стабилизации тяги в конструкции предусмотрена установка вентилятора. Его монтируют в верхней части котла. Воздух подается сверху вниз, поэтому это установка с «верхним дутьем».

Для улучшения процесса дожигания газа, в некоторых моделях предусмотрена установка дополнительного нагнетателя. В этом случае, поток воздуха проходит непосредственно в нижнюю камеру. Такая конструкция увеличивает производительность оборудования. Отведение дыма и пара, производится по дымовому патрубку в систему вентиляции.

Агрегаты с нижней загрузкой

Газогенераторные камеры в данном типе расположены в нижней части. Газ проходит в верхнюю часть и здесь происходит его дожиг. Для нормальной работы оборудования высота дымохода должна быть не менее 5 м. В этом виде котлов не используются нагнетательные вентиляторы, поэтому они не зависят от подачи электроэнергии. Но производительность этого типа ниже.

Независимо от типа оборудования, пиролизные котлы с водяным контуром работают по следующему алгоритму:

  • топливо загружается в камеру;
  • при помощи регулятора выставляется определенный тип работы котла;
  • после прогревания топочной камеры, перекрывается доступ воздуха. Топливо тлеет, происходит повышенное выделение угарного газа;
  • пиролизный газ проходит в отсек дожига, смешиваясь с кислородом, полностью сжигается.

Это интересно! По мнению специалистов, оборудование работает с полной производительностью при сжигании сухой древесины твердых пород. Длина дров не должна превышать 600 мм, а влажность не более 20%. Такое топливо позволит продлить работоспособность оборудования и достичь его максимальной производительности.

Название отопительного котла Цена
Burzhui-K TV-12 12 кВт от 54 600 р.
Pechkin KST-20 20 кВт от 16 580 р.
Viessmann Vitoligno 100-S 25 25 кВт от 162 250 р.
Burzhui-K Modern 12-2K 12 кВт от 66 650 р.
Buderus Logano S171-22W 20 кВт от 198 000 р.

В этом каталоге прайс-агрегатора представлены самые популярные и востребованные в интернет-магазинах Москвы и других городов России твердотопливные пиролизные котлы. Если сравнить с классическими твердотопливными установками, эти отличаются увеличенным КПД, который в отдельных модификациях достигает 95%. Реализовано это за счет использования дополнительной энергии от сжигания древесного газа, который выделяется при горении дров в топке. Еще одним достоинством подобных отопительных котлов является меньшее количество отходов.

Тип котла и камеры сгорания

Представленные на рынке пиролизные котлы делятся на две группы в зависимости от типа камеры сгорания: открытая и закрытая. Модели из первой для поддержания горения топлива расходуют воздух из помещения, в котором установлен отопительный котел, а продукты сгорания удаляются через дымоход. Но такое решение выдвигает повышенные требования к системе вентиляции, потому требует установки в отдельной комнате. Модели с закрытой камерой сгорания оборудованы турбированным дымоотводчиком, который принудительно отводит продукты сгорания на улицу и оттуда же забирает необходимый для горения воздух. Такие решения гораздо удобнее в эксплуатации, но цена пиролизных котлов этого типа выше.

В зависимости от типа и количества установленных теплообменников отопительные котлы делятся на одно- и двухконтурные. Устройства из первой категории обеспечивают только отопление дома, а вторые дополнительно греют воду для бытового использования.

На что обратить внимание при выборе

Самые важные характеристики отопительного котла — полезная мощность работы и площадь обогрева. Эти два параметра напрямую связаны между собой: чем выше мощность, тем больше площадь помещения, которую эффективно может отапливать устройство.

Современные двухконтурные модели могут похвастаться специальным летним режимом работы. При его активации устройство обеспечивает только горячую воду, а система отопления отключается для экономии ресурсов.

Если планируется использование устройства для системы теплый пол, стоит купить пиролизный котел с поддержкой соответствующего режима работы. В нем температура теплоносителя снижается. Такие модели оборудованы производительными насосами, что необходимо для поддержания давления внутри системы. Также важно обратить внимание на набор поддерживаемых устройством систем защиты. Среди наиболее востребованных — отключение при погасании пламени и отсутствии тяги в дымоходе, что может привести к накоплению продуктов сгорания в помещении.

Преимущества и недостатки котлов на пиролизном газе

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром ценят за их преимущества перед печами с прямым горением. Можно перечислить некоторые из них:

  • полное сгорание топлива без накопления сажи. Кроме экономии дров это свойство несет гораздо большую пользу. Полное сгорание означает, что в качестве отходов выделяется лишь углекислота и обыкновенная вода. Ни то, ни другое не представляет большого вреда для людей и природы в целом. Этого нельзя сказать о частичном сгорании дров. Вредные токсичные вещества, образующиеся при неполном распаде органики, попадают в атмосферу, вызывая нежелательные последствия, не говоря уже о зловонном едком дыме;

Для увеличения эффективности пиролизного котла используйте только сухие дрова

  • благодаря полному сгоранию, в газогенераторах можно использовать любое органическое твердое топливо. По сути им может быть любая органика, способная к активной реакции окисления, то есть горению. Такие котлы можно устанавливать на швейных и кожевенных фабриках, на предприятиях деревопереработки, сельхозпредприятиях. Этим полностью решается проблема утилизации отходов;
  • высокая экономия средств на топливо, так как пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром имеют такое названия по причине того, что от одной дровяной закладки рабочий процесс может продолжаться не менее 12 часов. Простая печь или котел, максимум способны гореть 4 часа;

Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления дома

  • полностью решен вопрос регулировки процесса горения и нагревания теплоносителя. По причине того, что в рабочей камере сгорает газообразное топливо, его поток легко регулируется, так же, как и интенсивность горения. Это позволяет полностью автоматизировать работу котла, не хуже, чем электрического или газового.

Есть у пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром и недостатки, о которых следует осведомиться, при приобретении этой техники:

  • стоимость газогенераторов намного выше, чем у других видов теплотехники. Однако это со временем окупается, благодаря экономии топлива;

Автоматизированная котельная в современном частном доме

  • топливо должна быть идеально сухим. Уже 20%-я влажность является серьезным препятствием для горения. Котел просто престанет работать после ограничения доступа воздуха;
  • в связи с тем, что в конструкции практически всех моделей предусмотрено использование вентиляторов для нагнетания воздуха, то для их работы требуется наличие электроэнергии, что не позволяет использовать эту технику на дачах, не имеющих электроснабжения.

Полезный совет! Отзывы владельцев пиролизных котлов длительного горения говорят о том, что иногда они останавливаются из-за того, что вода из обратной трубы системы попадает в контур котла сильно остывшей. Чтобы этого избежать, надо впаять в систему обходной контур из трубы подачи. Здесь используется обычный трехходовой клапан. Тогда горячая вода смешается с охлажденной, котел не будет отключаться.

Схематическое изображение пиролизного котла с водяным контуром

Положительные и негативные стороны

К положительным особенностям относятся:

  • длительный процесс горения от 12 часов до двух суток;
  • полное сгорание топлива;
  • высокий уровень экономичности;
  • удобство и высокая степень безопасности;
  • минимальное количество выделяемых вредных веществ;
  • использование самых разнообразных видов твердого топлива.
  • высокая цена;
  • энергозависимость;
  • наличие минимального показателя загрузки;
  • требовательность к влажности.

Не смотря на то, что у пиролизных котлов есть свои определенные преимущества и недостатки, они продолжают оставаться самыми эффективными и востребованными. Тот факт, что котлы имеют очень высокую стоимость не стоит считать существенным недостатком, поскольку в дальнейшем он себя полностью оправдывает.

Газогенераторные котлы

Газогенераторные или пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром – это котлы, которые сами генерируют горючие газы из того топлива, которое в них помещается. Водяной контур – это одновременно часть отопительной системы и системы безопасности котла.

Котел в разрезе

Пиролиз как физико-химический процесс

Горение – сложный процесс, в результате которого образуется много сажи и газов. 30% от всего объема выделяемых веществ составляет углекислый газ, остальное – это угарный газ, оксид азота, метиловый спирт, фуран, уксусная кислота, бензол, ацетон и огромное количество других летучих веществ. Все, кроме СО2, можно доокислить, то есть сжечь снова, получив при этом еще некоторое количество тепловой энергии.

Пиролиз – это двухступенчатый процесс, при котором сначала стимулируют выработку топливных газов, а затем их сжигают. Для этого твердое топливо поджигают и дают ему заняться, затем сокращают доступ кислорода, стимулируя тление. Тление дров протекает при температуре 200 – 800 градусов, уголь и углеводородные материалы тлеют при температурах до 1300 – 1500 градусов. При этом активно выделяются газы, которые при атмосферных условиях мало активны или инертны.

В камере горения внутри котла температуры чрезвычайно высоки, эти газы вступают в реакцию с поступающим извне кислородом. Атмосферный воздух сначала проходит по специальным воздуховодам, прогревается до описанных выше температур и лишь после этого его смешивают с топливными газами. Происходит интенсивное дожигание газовой смеси. Внешне это выглядит как горение природного газа, подаваемого под большим давлением, образуется мощный устойчивый факел. Выделяемое тепло составляет от 4 до 10% от всего тепла, производимого котлом.

Процесс пиролиза в котлах Буржуй-К

Как работает котел

Пиролизные или газогенераторные котлы длительного горения с водяным контуром представляют собой камеру, снабженную специальными перегородками и воздуховодами. Особая конструкция поддувала позволяет регулировать количество подаваемого кислорода. В верхней части котла, где происходит дожигание, расположены форсунки, которые разделяют газ на мелкие потоки для того, чтобы снизить интенсивность горения. Колосник расположен выше, чем обычно, он устанавливается таким образом, чтобы расстояние до дна было не менее ¼ от общей высоты котла. Это нужно для того, чтобы обеспечить достаточное пространство для отвода газов.

Схема котла с водяным контуром

Свежий воздух, необходимый для доокисления, подается снизу, проходит по специальному воздуховоду наверх к зоне горения газов, при этом разогревается до рабочей температуры. В верхней части котла расположены специальные трубки с отверстиями, которые помогают распределять газы равномерно.

Всю циркуляцию внутри котла обеспечивает электрическая турбина. Без нее в условиях недостатка кислорода горение и доокисление невозможны. При отключении электричества необходимо открывать шибер для обеспечения естественной тяги, при этом котел продолжает работать в режиме обычной твердотопливной установки.

После сгорания образуется чистая зола без примесей

Достоинства и недостатки

Неоспоримым преимуществом пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром перед обычными твердотопливными собратьями является максимально возможное использование теплотворных свойств топлива. То есть, на выработку единицы теплоты (калории) твердотопливный газогенераторный котел тратит значительно меньше топлива. К другим достоинствам относятся:

  • длительный цикл горения (а значит, большой интервал между закладками дров);
  • экологичность (за счёт практически полного отсутствия вредных выбросов);
  • небольшое количество золы, оседающей в топке и дымоходе;
  • высокая скорость нагрева теплоносителя;
  • возможность автоматизации процесса пиролиза, а в конечном счёте – автоматической регулировки мощности.

Плюсы и минусы

К основным достоинствам пиролизных котлов с водяным контуром можно отнести:

  • Такой котел требует меньшей частоты обслуживания. Дрова в топке прогорают медленнее, чем в обычных котлах, обеспечивая отопление дома от одной закладки в течение 12 часов. Для сравнения, традиционные устройства требуют загрузки каждые 4 часа.
  • Уменьшение расхода топлива происходит по той же причине, что и в предыдущем случае.
  • Полное сгорание топлива и уменьшение отходов горения, что значительно упрощает процесс очистки конструкции и ухода за ней в процессе эксплуатации.
  • Высокий коэффициент полезного действия за счет двойного сжигания топлива.
  • Возможность регулирования процесса сгорания и нагрева возможно благодаря наличию двух топок.
  • Возможность автоматизации всей конструкции и снижения частоты обслуживания до минимума.
  • Возможность укладки крупных дров, что позволяет снизить трудовые затраты на подготовку топлива.

Пиролизные устройства с водяным контуром обладают гораздо большим удобством и экономичностью, чем традиционные модели.

К недостаткам устройства можно отнести:

  • достаточно высокая стоимость;
  • энергозависимость;
  • необходимость постоянного использования на полную мощность;
  • необходимость поддержания температуры воды в обратных трубах не ниже 60ᵒС;
  • высокие требования к влажности древесины;
  • большие размеры.

Цены моделей

Цены на модели пиролизных котлов с водным контуром самые разные. Зависят они от фирмы производителя, от места, где их покупают. Так на рынке, возможно, будут немного дешевле. Минимальная цена пиролизного котла достигает тридцати тысяч рублей. Дешевле, пожалуй, уже не найти. Модель стоимостью шестьдесят пять тысяч рублей подойдет для обогрева жилья средней площади. Мощность такого оборудования будет составлять двадцать киловатт. Прибор мощностью сто киловатт обойдется его владельцу в двести десять тысяч рублей. Как видно, эти устройства нельзя считать дешевыми.

Котлы, выпускаемые фирмой Траян, начинают свой ценовой старт от пятидесяти пяти тысяч рублей.

Пиролизные котлы Траян

Не каждому хозяину домика за городом по карману такие цены. Следовательно, он задумывается над тем, как сделать пиролизный котел своими руками. Опять же здесь можно столкнуться с рядом проблем. Надо иметь соответствующее образование, знать, как работает сварочный аппарат, знать, как читать схемы и чертежи котла, а иметь минимальные знания термодинамики и разбираться в электричестве, было бы вообще большим плюсом.