Вторичный воздух в котлах что это такое?

Вторичная подача воздуха или правильное дыхание печи

Правильная подача воздуха в печь считается одним из самых важных моментов теории и практики возведения отопительных печей. Для профессионалов печников кроме того этот вопрос является и вопросом постоянных поисков новых решений повышения коэффициента полезного действия, поскольку от того насколько правильно дышит печь зависит ее эффективность. Так 600-700 градусов процесс выделения летучих газов заметно увеличивается, но при этом для сгорания таких соединений требуются большое количество кислорода.

В обычной топке топливо сжигается при подаче кислорода из поддувала и проникает через неплотности в дверке топки. Но проблема такой печи заключается в том, что большое количество легких газов просто вылетает в дымоход. Решить проблему полного сгорания топлива может постройка колпаковой печи или печи с дополнительной камерой. Вторым путем получения максимального количество тепла является выполнение всех условий для проведения полной реакции окисления кислородом элементарных летучих элементов до получения конечных продуктов горения топлива – углекислой кислоты и водяного пара. Проще говоря, подача в зону сгорания летучих элементов кислорода для завершения цикла химических реакций. Этот прием называется вторичная подача воздуха.

Традиционная схема подачи воздуха в топку

Под традиционной подачей воздуха подразумевается самый распространенный способ подачи воздуха через нижнюю часть печи – поддувало. Это не только наиболее распространенный способ организации дыхания печи, но и не самый рациональный. Дело в том, что открывая задвижку летнего хода, когда в печи образуется самая мощная тяга, в трубу буквально улетучивается тепло из помещения, в котором растапливается печь. Естественно, что в помещение начинает заходить воздух снаружи, более холодный. В результате помещение быстро теряет температуру и охлаждается.

Другое дело, когда печь оснащена системой воздуховодов, например, забирающих кислород из подвала или напрямую с улицы. В таком случае, в помещении во время растопки температура не падает, но тяга при этом никоим образом не снижается.

Такая инновационная схема позволяет более эффективно отапливать помещение, существенно снизив теплопотери за счет снижения циркуляции атмосферного воздуха внутри него, но если печь не рассчитана на дожиг легких газов, достигнуть максимальной экономии все-таки не удастся.

Вторичный воздух в процессе горения

Идея обеспечения полного сгорания углеводородов в печи при помощи противоточной схемы построения стала популярна относительно недавно. На сегодняшний день она в полной мере нашла свое отражение в твердотопливных отопительных котлах. Но для металла использование такой схемы оказалось намного проще, а вот в кирпичных печах такой прием используется не всегда.

Догорание в кирпичной кладке

Хотя, пример финского закрытого камина может наглядно показать механизм использования вторичного воздуха для полного сгорания легких веществ в кирпичной кладке. Принципиально схема обычного и вторичного обеспечения кислородом топки и пространства для догорания газов отличается по нескольким параметрам:

  • Для процесса горения прямая подача кислорода необходима постоянно – перекрытие подачи кислорода приводит к затуханию огня. Для процесса дожига газов кислород нужен начиная с момента повышения температуры до 600-700 градусов, то не сразу, после начала топки;
  • Через открытое поддувало воздух поступает нагретый до комнатной температуры или температуры, которая соответствует тому помещению, откуда производится забор. Для вторичного воздуха важно чтобы кислород поступал в камеру сгорания уже подогретый, причем подогретый до довольно высокой температуры – порядка 500-600 градусов;

Подача воздуха в печь на примере финского камина поможет правильно понять суть этой технологии. В отличие от обычной топки в камине нет поддувала – дрова горят на плите внизу топки. Прямая подача кислорода осуществляется через отверстия в дверце. Кстати, в конструкции дверцы имеются несколько уникальных элементов, главный из которых регулируемая решетка, через которую и происходит подача кислорода в топку.

Дополнительная камера сгорания

Второй элемент, который заслуживает отдельного внимания это дополнительная камера, в которой и происходит окончательное сгорание топлива. Она, как и положено, отделена от топливника каминным зубом, расположенным почти горизонтально. Второй вариант разделения топливника это катализаторная решетка, которая разогреваясь от температуры пламени в первичной топке, служит температурным катализатором для реакции во вторичной камере дожига.

А вот кислород в эту камеру попадает через туже дверку. Только если для топки предусмотрены сквозные отверстия, то во вторую камеру подача осуществляется через полости в металлической оправе стекол и между самими стеклами. Такой прием дает возможность разогреть воздух до необходимых 500-600 градусов с одной стороны, и обеспечить прозрачность стекла с другой, поскольку поток формируется таким образом, что он убирает копоть и сажу сразу в камеру сгорания легких газов.

Варианты устройства подачи вторичного воздуха

Подача воздуха в печь оснащенную камерой для дожигания легких газов может быть организована несколькими методами. Уже упоминавшийся, финский отопительный камин, оснащенный дверкой с отверстиями для подачи воздуха, решает проблему только при использовании фирменных комплектующих элементов. Ну а как поступить, если под рукой просто нет такой чудо дверки?

Самый простой и эффективный вариант устройства подачи вторичного воздуха предлагается в проектах печей использующих принцип колпака. Для того чтобы обеспечить прямой приток нагретого воздуха в процессе постройки в порядовых кладках формируются каналы идущие с уровня поддувала. Такой вариант дает возможность, используя обычные заслонки или герметичные дверки без дополнительных усилий проложить ход напрямую в камеру догорания газов. С точки зрения технологии строительства, это вполне реально, тем более учитывая высоту кладки и разницу температуры в зоне входа и в районе топки, где происходит основной нагрев, тяга будет отменной. Минус этого варианта в том, что не везде есть возможность реализовать такой проект.

Второй вариант, который все чаще находит свое применение у печников это прием, называемый сухой шов. Суть метода заключается в том, что в камеру подается воздух по мере нагревания топки. Между кирпичами кладки оставляется расстояние так называемый «сухой шов». В обычном состоянии через полости воздух циркулирует свободно. По мере нагревания топки, кирпичи нагреваются и расширяются, после чего небольшой промежуток сухого шва просто перекрывается расширившимися кирпичами. После того как закрывается проход воздух начинает искать новые пути проникновения в топку. После окончательного нагрева кирпичей воздух начинает поступать в камеру дожига в нагретом состоянии по специально выстроенным каналам.

Третий вариант организации подачи кислорода через кожух, выстроенный вокруг топки. Просто и одновременно эффективно. Правда такой проект требует дополнительных просчетов, поскольку каналы вокруг топки также формируются из шамотного кирпича.

Отопление дома твердотопливным котлом

Основным видом твердотопливных котлов можно считать котлы, работающие за счёт сжигания дров. Такие устройства, в свою очередь, можно условно разделить на 3 группы:

Котлы на твёрдом топливе, горение в которых происходит естественным путём

Котлы такого типа отличаются от аналогов тем, что все дрова, которые были помещены в топку, горят одновременно, то есть процесс горения твёрдого топлива, в рассматриваемом случае — дров, происходит естественно.

К преимуществам котлов этого типа традиционно относят простую конструкцию и низкую стоимость изделия. Такой котёл снисходителен к качеству дров и не вызывает затруднений в процессе обслуживания, что также можно отнести в актив устройства.

Оператор такого котла может контролировать мощность работы устройства, однако этот показатель может колебаться между 60 и 100 % КПД, конкретная цифра зависит от того, насколько интенсивным является горение. Интенсивность горения регулируется с помощью специальной заслонки, которая ограничивает попадание воздуха в котёл. Вместе с мощностью неизбежно уменьшается и КПД аппарата.

Практика показывает, что максимальный КПД, который могут похвастаться подобные котлы, составляет 80%. Говоря о минусах твердотопливных котлов с природным типом сгорания топлива, принято вспоминать о том, что процесс горения топлива происходит в максимально короткие сроки. Как правило, одной партии помещённых в котёл дров хватает не более, чем на 4 часа.

Твердотопливные пиролизные газогенераторные котлы продолжительного горения

Действие таких котлов базируется на газификации топлива. Топка такого котла разделена на 2 половины по горизонтали. Верхняя половина, которая одновременно является загрузочной камерой для топлива, дрова не горят, а тлеют. Испытывая на себе воздействие высоких температур, дрова выделяют различные горючие вещества, которые и становятся основным топливом для котла, сгорая во второй камере, расположенной снизу.

Описанный принцип действия котлов существенно повышает КПД таких образцов, в этом случае можно говорить о 85 или даже 90 %. Время горения топлива также ощутимо увеличивается, доходя до 12 часов. Дело в том, что в рассматриваемых котлах процесс непосредственного горения топлива происходит только в нижней камере.

Читайте также  Максимальный напор насоса что это?

В верхней, загрузочной камере, дрова только тлеют, выделяя горючие вещества. После этого горючие вещества перемешиваются с воздухом и через специальную форсунку отправляются во вторую, нижнюю камеру, где и становятся основным топливом для такого котла. В процессе сжигания смеси из воздуха и газов, выделяющихся из дров, удаётся достичь достаточно высоких температур, поэтому нижняя камера, в которой и происходит процесс сгорания, обшивают специальной термостойкой отделкой.

Топливо в рассматриваемых котлах прогорает почти полностью, что позволяет говорить ещё и об экономичности котла. Кроме того, в силу своих технических особенностей котёл не образует сажи и пепла в процессе работы. Для того, что пиролизный котёл полноценно выполнял свои функции, необходимо полноценное нагнетание воздуха внутрь устройства.

Рассматриваемые котлы являют собой сложную и недешевую аппаратуру. В большинстве случаев, в конструкцию таких котлов входят:

  • Дымососы;
  • Электронные приборы для управления рабочим процессом котла и эффективного контроля за ним.


Важным условием для правильной эксплуатации пиролизного котла, является уровень влажности топлива. Влажность дров, которые будут закладываться в такой котёл, не должна превышать 25 %. Практика показывает, что хранящиеся в поленнице дрова могут похвастаться таким процентом влажности только спустя 24 месяца после начала хранения.
Также котёл требователен и к размерам топлива: толщина дров, которые готовятся к закладке в такой котел, не должна быть менее 100 миллиметров. Минимальная мощность котла, которую можно считать подконтрольной, составляет 50 %, в тех случаях, когда мощность котла опускается нижеуказанного показателя, работа прибора становится нестабильной. Это говорит о том, что котёл хорошо адаптирован для работы в холодные периоды года, однако совершенно непригоден для эффективной эксплуатации в межсезонье.


Пиролизные котлы от таких производителей, как VERNER и ATMOS могут похвастаться отличными отзывами от пользователей, успевших изучить и испытать данную технику в процессе практического применения.

Твердотопливные котлы, в топку которых подаётся вторичный воздух

В традиционных котлах с естественным процессом прогорания топлива процесс контроля мощности прибора осуществляется с помощью особой заслонки, то есть путём сокращения количества подаваемого воздуха. Минусом такой системы контроля заслуженно считают то, что большое количество веществ, которые применимы в качестве топлива для котла, улетучиваются вместе с продуктами горения.


Выходит, что потребление дров возрастает, а полезность котла, наоборот, сокращается. В рассматриваемых котлах происходит натуральный процесс сгорания топлива, то есть вся партия помещённых в топку дров горит одновременно, однако в камеру сгорания поступает ещё и вторичный воздух, который обеспечивает не только сгорание дров, но ещё и горючих веществ и газов, речь о которых велась несколько выше.
Решение о подаче вторичного воздуха в камеру сгорания таких котлов сделало их более экономичными, а значит, более выгодными.


Благодаря такому подходу, КПД котла существенно возрастают, но другие рабочие параметры остаются аналогичными показателям других котлов. Такие котлы большинство продавцов и продающих организаций также называют пиролизными, однако такое утверждение постоянно подвергается справедливой критике. Описанные котлы являются псевдопиролизными, а разговоры о том, что подобные аппараты – пиролизные, являются нечестным маркетинговым ходом.

  • Отопление в частном доме

В прошлом, многие жители частных домов, старались переехать в городские квартиры. Это обуславливалось комфортом проживания в таком жилье. В квартирах была горячая вода, и не было…

Отопление многоквартирного дома

Все знают, насколько важен в зимний период обогрев жилого помещения. Как правило, в многоквартирных домах проводится центральная система отопления, несмотря на то, что появились…

Автономное отопление дома

Обогрев жилья – это одна из самых актуальных проблем для жителей нашей страны, так как климат в ней отличается суровостью и долгими холодными зимами. Центральное отопление есть не…

Правильное отопление частного дома

Если человек стал счастливым обладателем загородного дома, то придет такое время, когда встанет вопрос – как своими силами сделать домашнее отопление. Одним из современных…

Выбираем радиаторы отопления в частный дом

Сразу надо разъяснить, что система отопления частных домов или загородных коттеджей имеет свои особенности и отличается от системы отопления в многоэтажках. Строгие правила…

Котлы на твердом топливе в системе воздушного отопления

  1. Виды отопления
  2. Устройство камеры сгорания
  3. Топка газогенераторных котлов
  4. Теплообменник воздухогрейного котла
  5. Первичный и вторичный воздух
  6. Вентиляторы в твердотопливных котлах
  7. Автоматика воздушного отопления
  8. Марки теплогенераторов

Все системы отопления нуждаются в источнике тепла и эту задачу решает котел.

Самым простым и дешевым вариантом из всех отопительных агрегатов является котел отопления на твердом топливе.

Виды отопления

  • Водяное отопление – это система труб и радиаторов. Теплоноситель (вода или антифриз) циркулирует по замкнутому контуру, подогреваясь в теплообменнике котла.
  • Воздушное отопление состоит из одного или нескольких воздухогрейных котлов и системы воздуховодов.

Чтобы узнать, как сделать газогенераторный котел своими руками, читайте статью.

О создании климатических комплексов на основе газовых котлов вы можете прочесть по ссылке —

Также читайте полезную информацию о котлах для обогрева теплиц.

Сравнение водяного и воздушного отопления:

  • Стоимость воздушного отопления частного дома гораздо ниже водяного.
  • Конструкция и эксплуатация воздушного отопления помещения проще, нежели водяного.
  • За счет низкой температурной инерционности воздушное отопление способно мгновенно прогреть помещение. Однако, после отключения отопления, это же свойство малой инерционности позволит помещению остыть быстрее, чем при использовании водяного отопления.
  • Монтаж системы воздушного отопления проще водяного.
  • В летнее время система воздушного отопления может быть использована в качестве вентиляции.

Недостатком воздушного отопления является большой диаметр воздуховодов, что затрудняет их проводку через стены или потолок. Основным элементом твердотопливного котла является топка (камера сгорания) и теплообменник.

Устройство камеры сгорания

Для загрузки топлива, топка оборудуется металлическим люком. Чтобы удалять золу, в камере сгорания устанавливается колосниковая решетка – на ней и происходит сжигание. В нижней части агрегата располагаются контейнеры для сбора золы, которые нужно периодически опорожнять.

Сжигание может происходить по-разному и одним из самых эффективных способов сжигания твердого топлива является принцип газификации. На этом принципе работают газогенераторные (пиролизные) котлы.

Топка газогенераторных котлов

Топка таких котлов разделена на 2 камеры, в одной из которых создается высокая температура, но горение не происходит из-за недостатка кислорода. В таких условиях твердое топливо разлагается на летучие, которые сжигаются как газовое топливо во второй камере.

Теплообменник воздухогрейного котла

Воздух проходит между корпусом котла и его топкой – это и есть теплообменник. Наружные стенки топки постоянно омываются потоками воздуха. Поверхности нагрева также располагаются в газоходе котла.

Первичный и вторичный воздух

Для достижения большей эффективности работы котлов, в их топку осуществляется подача первичного и вторичного воздуха:

  • Первичный воздух – это чистый воздух из помещения или с улицы. Для уменьшения тепловых потерь он проходит предварительный нагрев, а затем подается в топку.
  • Вторичный воздух – это смесь воздуха и продуктов сгорания твердого топлива. Как правило, горючее не сжигается на 100%, поэтому в дымовых газах еще остаются горючие вещества. Их преимущество в том, что они уже имеют высокую температуру и их «дожигание» не требует затрат, но значительно повышает коэффициент полезного действия. Отбор вторичного воздуха производится из верхней части газохода, а регулирование его подачи осуществляется заслонкой.

Регулировка интенсивности горения топлива производится открытием/закрытием заслонки подачи воздуха в топку котла. Она может производиться вручную или в автоматическом режиме.

Вентиляторы в твердотопливных котлах

Для полного сгорания топлива необходимо достаточное количество кислорода. Функцию обеспечения воздухом может выполнять дутьевой вентилятор.

Для создания принудительной тяги в котле устанавливаются дымососы — вентиляторы, вытягивающие продукты сгорания из котла.

Автоматика воздушного отопления

Существуют различные виды котлов на твердом топливе горения, многие из которых обеспечены автоматическими системами: розжиг, интенсивность горения, загрузка топлива. Они способны поддерживать заданный температурный режим.

Основные элементы автоматики:

  • Температурный датчик процесса горения.
  • Температурный датчик воздуха в помещении.
  • Система автоматического регулирования подачи воздуха.

Об однотрубных и двухтрубных системах отопления читайте здесь.

Узнайте, как изготовить отопительный котел для бани своими руками —

Также читайте о ведущих производителях бытовых газовых котлов отопления.

Читайте также  Газовый конвектор что это такое?

Марки теплогенераторов

Lechma PP-190 Lux Буржуй-К Профессор Бутаков
Производитель Польша Россия Россия
Мощность 14 35-100 9-25
Расход топлива (кг/ч.) 3
Время горения 1 загрузки 6 ч. 5-12 ч. Длительное
КПД (%) 75 82-92 85
Вид топки Традиционный
Топливо Дрова, брикеты Древесина, уголь, брикеты Дрова
Материал Сталь
Цена (руб.) 80 000 240 000 17000-35000

Воздухогрейные твердотопливные агрегаты эффективны в эксплуатации, а самое главное они безопасные и доступные.

Пиролизные котлы: что такое, преимущества, конструкция

все о биотопливе и твердотопливных котлах

  • все категории
  • Общая информация 243
  • Брикеты из торфа 8
  • Брикеты топливные 61
  • Древесный уголь 36
  • Дрова 34
  • Пеллеты древесные 92
  • Пеллеты из лузги 16
  • Пеллеты из соломы 22
  • Пеллеты из торфа 13
  • Щепа, стружка, отходы 45
  • Дымоходы 45
  • Енергетические комплексы 10
  • Камины, печи для дома 208
  • Комплектующие 17
  • Пиролизные котлы (печи) 25
  • Твердотопливные котлы 111
  • Отопление, энергосбережение 125
  • Проекты и услуги 4
  • Сбор и утилизация отходов 20

1. Как сконструирован пиролизный котёл

  • Газогенераторный котел – принцип работы

2. Основные преимущества котла на дровах

  • Факторы эффективности пиролизного газогенераторного котла

3. Топливо для пиролизного котла
4. Изготовление пиролизного котлa
5. Выводы

При значительном подорожании угля, газа и электроэнергии проблема отопления решается, как правило, обычными дровами. Пиролизный котел можно запросто сделать своими руками и работать он будет на дровах – самом дешевом виде топлива.

КАК СКОНСТРУИРОВАН ПИРОЛИЗНЫЙ КОТЁЛ

Работает пиролизный котел по принципу, который основан на получении тепла при сгорании такого органического топлива, как древесина. Это могут быть топливные брикеты, опилки, дрова, ветки, поленья и пр. По своей конструкции несколько отличается от обычного твердотопливного газогенераторного котла.

Твердотопливные котлы пиролизные имеют топку, которая разделяется на два отделения. В камере для газифицирования (ее еще называют – камера загрузки) проходит термическое разложение топлива в условиях недостатка кислорода.

Этот процесс называется пиролизом. При этом выделяются пиролизные газы, которые поступают в камеру сгорания (второе отделение топки). Вторичный воздух направляется туда же и сводится до минимума отвод тепла из первого отделения топки.

Эти два отделения разделены колосником. На нем находится топливо (брикеты или дрова). Первичный воздух движется вниз и проходит через слой топлива. Этим и отличаются котлы пиролизные твердотопливные от остальных – принципом верхнего дутья.

В таких топках аэродинамическое сопротивление характеризуется повышенными значениями. По этой причине такие устройства оборудуются устройствами для принудительной тяги (дымосос, дутьевой вентилятор).

ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫЙ КОТЕЛ – ПРИНЦИП РАБОТЫ

Принцип термического разложения топлива (пиролиз) состоит в том, что сухая древесина при нагреве без доступа кислорода разлагается на уголь и генераторный газ. Этот газ идет через специальное сопло в камеру сгорания, по пути смешиваясь с вторичным воздухом.

Благодаря этому горение идет при достаточно высоких температурах (порядка 1200 – 1300 °С). Продукты горения направляются в теплообменник (его конвективную часть). По пути тепло передается на рабочее тело теплообменника, а сами уходящие газы удаляются через дымоход.

Твердотопливный пиролизный котел на дровах имеет двухсекционную топку. Обе части топки – загрузочная камера и камера сгорания – покрыты огнеупорными материалами. Это значительно повышает температуру в котле и улучшает условия для сгорания топлива.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА КОТЛА НА ДРОВАХ

Для работы на дровах сегодня применяют различное оборудование: теплоаккумулирующие печи, водные, воздушные котлы и др. В качестве отопительных устройств наибольшей эффективностью и удобством отличается пиролизный твердотопливный котел.

Пиролизные котлы отопления на твердом топливе имеют топку, в которой сгорают не сами дрова, а газ, который образуется при термическом разложении древесины.

Что это дает?

  • При сгорании газа не образуется сажа, а зола образуется в минимальном количестве (соответственно пиролизный котел чистить необходимо намного реже);
  • Пиролизный котел в состоянии поддерживать необходимую температуру значительно дольше по сравнению с традиционными устройствами для сжигания древесины;
  • Газогенераторный котел имеет КПД намного выше по сравнению с обычными котлами;
  • Топка пиролизного котла устроена таким образом, что топливо достаточно заложить в загрузочную камеру один раз для работы на протяжении суток;

Важно!Почему стоит использовать пиролизные котлы для отопления? В продуктах сгорания пиролизного котла намного меньше вредных веществ (особенно канцерогенных соединений)! Такой котел безобиден для здоровья.

  • При горении древесного газа он взаимодействует с атомарным углеродом, что при сгорании дает смесь Н2О (пара) и СО2 (углекислоты) – достаточно нейтральных продуктов;

Пиролизные твердотопливные котлы длительного горения имеют такие недостатки:

  • требовательность к качеству топлива;
  • необходимость электропитания;
  • большие размеры.

ФАКТОРЫ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПИРОЛИЗНОГО ГАЗОГЕНЕРАТОРНОГО КОТЛА

На работу отопительного оборудования влияют многие факторы:

  • температура окружающего воздуха;
  • необходимая температура в помещении;
  • наличие утепления в здании;
  • вид топлива и его влажность;
  • особенности системы отопления.

Сгорание пиролизного газа проходит при потреблении меньшего количества вторичного воздуха. Благодаря этому температура горения увеличивается, продлевается время горения и растет его эффективность.

ТОПЛИВО ДЛЯ ПИРОЛИЗНОГО КОТЛА

Размеры стандартной топки котла регламентируют размеры используемого топлива (габариты дров или брикетов). Как правило, для топлива в газогенераторных котлах используются поленья длиной » 400 мм, и диаметром до 200 мм. Размер топливных брикетов – 300х30.

Вместе с дровами или брикетами можно в качестве топлива использовать и опилки. Но брать их следует не больше трети от основной части топлива по объему.

Инструкция по эксплуатации предусматривает, что влажность топлива не должна быть выше 45%. Чем меньше влажность древесины, тем больше мощность котла и тем дольше он сможет проработать без ремонта.

Например, килограмм древесины 20% влажности при сгорании дает тепла эквивалентного 4 кВт-ч, а дрова 50% влажности – всего 2 кВт-ч. Кроме того, что при увеличении содержания влаги в топливе, снижается удельная теплота сгорания, значительно увеличивается расход топлива.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПИРОЛИЗНОГО КОТЛА

Пиролизный газогенераторный котел несложно изготовить своими руками из обычного твердотопливного котла. Для этого через стенку топки (в верхней части) проводится металлическая труба, к которой подключается электрический компрессор. Подойдет даже пылесос, который работает в режиме выдувания.

Любым образом через поддувало следует ограничить приток воздуха. В дымоход можно установить специальный вентилятор. Как собрать такой котел, можно ознакомиться на видео:

Цена на все виды топлива неуклонно растет. Топливо для пиролизных котлов, как правило, изготавливается из отходов древесины.

Кроме экономичности, пиролизные отопительные котлы имеют определенные преимущества с точки зрения экологичности. А простота конструкции позволяет при желании запросто изготовить отопительные пиролизные котлы своими руками.

Пиролизный котел, его принцип работы и устройство

Отличной заменой котла, работающем на твердом топливе, являются установки пиролизного действия. Они уже зарекомендовали себя как более эффективные и очень простые в эксплуатации, а также несмотря на высокую цену, пользуются огромным спросом.

Котел пиролизного действия – на данный момент перспективный отопительный прибор, его коэффициент полезного действия более 90%, Вид топлива в основном пеллеты, они дешевые и экологичные.

Устройство пиролизного котла

Пиролизный котел – это не печка. В нем происходит ряд сложных процессов. А разработка котла – это ответственная задача для инженеров-конструкторов, которая требует наличие опыта, знаний и массу усердного труда и больших затрат на обкатку готовой конструкции и эксперименты. Как вы понимаете, в этой сфере отсутствует вековой опыт и проверенные поколениями технические решения, как, например, у традиционных печей.

Если вы и найдете в свободном доступе в интернете схемы котла, то это будут 2-3 схемы общего вида и 3-4 схемы печи в разрезе. Умея работать CorelDraw и в ACAD, а также при наличии соответствующего образования и опыта работы, вы сами сможете составить деталировку. Однако помните, что спецификации вы все равно не найдет. А это значит, что вам придется лишь догадываться либо выводить экспериментальным путем из какого материала должна быть та или иная деталь.

Стоит также отметить, что есть много авторов подобных конструкций, которые возьмут сравнительно небольшие деньги за полный комплект тех.документов. Гораздо больше денег и времени у вас уйдет на чай или кофе, если до всего пытаться дойти самостоятельно. Но как понять, эффективно ли будет это устройство, будет ли оно работать?

Подобными вопросами задаются все те, кто решил приобрести себе пиролизный котел или печь. И продавцы и производители предлагают их в больших количествах. Они подберут вам подходящую модель, соответствующую вашим данным и замерам. Однако, как понять какая именно модель подойдет для вашего дома, как сориентироваться по цене, какой котел экономичнее, какой надежнее? Мы уже привыкли выбирать такие бытовые приборы, как стиральные машины, телевизоры и холодильники. Но с котлами мало кто сталкивался.

Читайте также  Утюг с парогенератором что это такое?

В этой статье мы постараемся дать читателю ответы на все вопросы относительно пирокотла. Надеемся, что это поможет вам при покупке.

Стоит отметить, что пиролизный котел отопления означает, что он полнопоточный (для непрерывной работы вашей системы отопления котел выдает постоянный необходимый расход горячей воды). Также регистр водогрейный – это важная часть конструкции и из котла нельзя убрать водогрейку. Без нее или же с пустым контуром, котел без аварийной автоматики может прогореть или взорваться.

Газогенерация и процесс пиролиза

Пиролизные котлы принцип работы базируется на явлении пиролиза. Говоря простым языком — от нагрева молекул, вещества расщепляются на более легкие и простые части. Это означает, что продукты пиролиза легче будут гореть и будут давать больше тепла.

Чистый пиролиз подразумевает распад закладки топлива без поступления воздуха в специальные ёмкости – реторте. Затем газы собираются в накопителе – ресивере. Оттуда они используются по мере необходимости. По этой схеме работали итальянские, немецкие и французские пиролизные установки в машинах во время войны.

Все бытовые современные пиролизные котлы, работающие на твердом топливе, газогенераторные. По-другому не получится получить КПД свыше 65-70%. Однако, название «пиролизные» совсем неслучайно. Больше 90% тепла вырабатывается путем сгорания пиролизных газов. В связи с этим, дальше по тексту значения «пиролизный» и «газогенераторный» будут использоваться в качестве синонимов, кроме тех случаев, когда оговорено иное.

Рабочий цикл

Воздух проходит в камеру, где происходит газификация, в камере также тлеет топливо. Часть кислорода от этого воздуха идет на поддержание тления, что обеспечивает температуру процесса газификации от 200 до 800 градусов.

Через сопло, в камеру сгорания поступают пиролизные газы (на сленге сопло также называют хайлом). В эту же камеру поступает вторичный воздух, таким образом горят пиролизные газы.

Часть газов – частиц освобожденного углерода из состава топлива в катализаторе, переходят до окисла азота и СО2. На этот процесс уходит часть тепла. Восстановленные составляющие в камере дожигания проходят процесс окисления, при этом отдают обратно тепло. Дымовые прореагировавшие газы проходят сквозь теплообменник регистра, подогревая в нем воду, а потом улетучиваются в систему дымохода. Терморегулирующая система поддерживает в камере сгорания для полного сгорания оптимальную температуру.

Режимы работы пирокотла

  1. Розжиг. Открыт шибер либо заслонка прямого хода. Дымовые газы уходят сразу в дымоход.
  2. Рабочий режим. Закрыта заслонка прямого хода, осуществляется пиролиз. При этом тяга в самом газоходе регулируется естественным образом либо принудительно.
  3. Догрузка топлива. Открыта заслонка прямого хода, однако, в течение некоторого времени тяга в газоотводе сохраняется: он при этом разогрет и, если присутствует вентилятор, то он не выключается. Процесс пиролиза не прекращается. Также общим недостатком для котлов, основанных на процессе пиролиза, является их привередливость к материалам конструкции и топливу.

Принцип работы пиролизного котла

В камеру, где происходит процесс сгорания, бьет струя сильно нагретых газов. В связи с этим для таких узлов не годятся обычные конструкционные материалы.

Существует один недостаток пирокотлов:

  • малые пределы для регулировки мощностей при моменте сохранения достаточно высокого коэффициента полезного действия;
  • разгонять котел более чем на 50% по теплу не получится – топливо вспыхнет в газификаторе и снизится коэффициента полезного действия.

Систему отопления на пирокотле необходимо рассчитывать исходя из циклического режима прогрева. При этом крайне желательно утеплиться снаружи ЭППС.

Материалы и топливо

И покупателю и тому, кто решил самостоятельно спроектировать котел, необходимо знать, что камеры сгорания, газификатор и дожигатель без температуростойкой защиты долго не проработают. Технология нанесения и состав защиты является особым секретом любой фирмы, занимающейся производством котлов.

Наиболее предпочтительными видами твердого топлива для данных котлов являются дрова или топливные пеллеты (под них и проектируются промышленные модели). Пирокотел на угле с высоким КПД будет работать до тех пор, пока все летучие не выйдут. А их не так уж и много в каменном угле, а в древесном – их почти нет. После этого идет сгорание углерода с коэффициентом полезного действия, который соответствует печному. Эффективный котел, рассчитанный на длительное горение на угле, нужно проектировать на комбинированном рабочем цикле. При этом цикле заложенное топливо сгорает с поверхности, а цикл пиролиза происходит с горением непосредственно на поверхности топлива.

Работа «принудительных» котлов

Наддув

Компьютерный вентилятор обычной конструкции загоняет в газификатор воздух. От воздушной внутренней магистрали вторичный воздух попадает в камеру сгорания. Давление при этом в рабочей полости выше атмосферного.

Рассмотрим достоинство такой схемы:

  • вентилятор самой простой конструкции;
  • камера, где происходит процесс сгорания, совмещена с дожигателем;
  • при использовании жаропрочных специальных сталей вы сможете обойтись без футеровки, ведь температура свыше 1000 градусов сосредоточена возле сопла, а у самих стен ниже 800 — 900 градусов.

Однако, все перечисленные преимущества не позволяют получить КПД выше, чем 82-84%. Воздух под давлением частично обволакивает заложенное топливо, а внутренняя часть топлива, где происходит пиролиз, получает при этом недостаточно кислорода, причем увеличивать наддув будет бесполезно. К тому же в самой камере, где происходит процесс сгорания, оказывается много воздуха. Температура в сердцевине факела не может превысить 1100 градусов, при этом тяжелые продукты не сгорают, а испаряются в трубу. При этом КПД уже не будет выше 90%.

Особо нужно отметить опасность угарного газа от котла с принудительным наддувом.Так как, если давление в емкости больше атмосферного, то даже микротрещина послужит причиной утечки газов в ваше помещение. Газы не всегда можно распознать по запаху, но они всегда ядовиты и едки.

Откачка

Давление в тракте меньше атмосферного. Разница с наддувом принципиальная. В котлах с дымососом закладка топлива хорошо продувается: давление будет ниже там, куда воздуху труднее проникнуть, а вот тяга будет сильнее. Вторичный воздух можете загонять снаружи: давление его больше, чем в камере сгорания. Поэтому он, стремясь расшириться, взвихривается, перемешивается с пиролизными газами и они сгорают. При этом температура поднимается до 1200 и выше градусов.

Как вы понимаете, КПД здесь повышенное. Его также может повысить, благодаря высокой температуре и сгоранию тяжелых фракций. Также появляется возможность сделать механический «дубовый» терморегулятор. За его основу берется термобиметаллическая пластина в водогрейном контуре, которая изгибается при колебаниях температуры. От нее поступает тяга к дросселю, пропускающему наружный воздух в дымоход. Когда вода перегрелась, заслонка приоткрылась, мотор крутит, как и раньше, прямо от сети или UPS, но наружный воздух, с более высоким давлением, отталкивает часть дымовых газов. Давление в газификаторе и камере сгорания повышается, туда поступает меньше наружного воздуха и пиролиз со сгоранием поутихну.

КПД таких котлов с дымососом может быть выше 90%, а мощность при 100% безопасности и надежности – 100-150 кВт.

Догрузку топлива в данный котел с дымососом вы можете осуществлять без предосторожностей. Дверцу загрузочного люка и ЗПХ можно открывать — закрывать в любой последовательности. В худшем случае вы почувствуете неприятный запах, но нераскаленные яды.

Рекомендации для правильной установки готового пиролизного котла

При монтаже котла необходимо соблюдать все рекомендации пожарной безопасности, так как процессы горения в котле достигают высоких температур.

  1. Место под котел необходимо выделить в нежилой комнате.
  2. Для хорошей вентиляции воздуха, в вашей котельной необходимо сделать отверстие, равное примерно 100 квадратным сантиметрам.
  3. Котел необходимо установить на кирпичный или бетонный фундамент.
  4. Возле топочных камер котла установите защиту из листового металла двухмиллиметровой толщины.
  5. Между мебелью, корпусом и стенами возле котла необходимо оставить зазор не менее 200 миллиметров.

Принцип работы пиролизных котлов достаточно сложен. Но мы надеемся, что наша статья поможет вам разобраться в его работе и сделать правильный выбор при покупке. С повышением тарифов на коммунальные платежи все больше людей понимают, что, чем выше КПД отдачи котла, тем он экономичней и лучше в холодные зимние ночи. Поэтому и пиролизные котлы устройство которых как раз то, что вам необходимо.