КлиВент — системы вентиляции

Котел пиролизного горения: преимущества и недостатки

Долгие годы твердое топливо (газ, дрова и т.д.) сдавало свои позиции жидкому топливу и газу. Связано это с тем, что сжигание твердого топлива наименее эффективно – слишком много энергии уходит на разрыв связей между молекулами, которые в твердом теле всегда прочнее, чем в жидкости или газе. Казалось, еще чуть-чуть, и место твердому топливу останется только в воспоминаниях о древних очагах и архаичных паровозах. Однако, списывать твердое топливо со счетов пока рано, повысить эффективность его сжигания позволяет пиролизный котел длительного горения.

Котлы на твердом топливе становятся снова востребованными

Котлы на твердом топливе становятся снова востребованными

Что такое пиролиз

Еще в средние века люди поняли, что сжигать дрова – не самый лучший способ высвобождения накопленной в древесине энергии солнца. Гораздо более эффективным оказалось сжигание древесного угля, и по всей Европе задымили костры угольщиков. Угольщики, популярные герои европейских сказок, знакомые каждому читателю братьев Гримм, не знали, что технология, с помощью которой они выжигали древесный уголь, в будущем получит название пиролиз.

Процесс пиролиза древесины

Процесс пиролиза древесины

Пиролиз – процесс распада органических веществ под действием высоких температур. Для того чтобы термический распад не превратился в обычное сжигание, к материалу, который подвергается пиролизу, искусственно ограничивают доступ кислорода. В древности для этого применяли угольные ямы. Серьезным недостатком такого способа является то, что выделяемая при выжигании угля из дерева (так называемое первичное горение) энергия терялась впустую. Полностью использовать энергию пиролиза помогают специальные устройства, удостоенные множеством положительных отзывов – газогенераторы или пиролизные твердотопливные котлы.

Устройство и принцип работы котла

Камера первичного сжигания или пиролизная камера напоминает своим устройством топку обычной печи. Твердое топливо (дрова, опилки, древесные или торфяные брикеты, пеллетные гранулы) помещается через загрузочное окно на массивную огнеупорную решетку – колосник, обеспечивающий приток к топливу воздуха, который называют первичным.

Принцип работы котла длительного горения

Принцип работы котла длительного горения

Топливо поджигают и ждут, пока весь объем топлива будет охвачен пламенем. Это называется выходом газогенераторного котла на режим. Именно с этого момента и начинаются отличия от обычных печей и котлов или, как их еще называют, печей и котлов прямого сжигания. После выхода котла на режим доступ первичного воздуха значительно ограничивают, в результате чего горение практически прекращается. Продолжает гореть только часть топлива. Выделяемого им тепла хватает для разложения остальной части топлива с выделением пиролизного газа – смеси летучих органических веществ.

Пиролизный газ принудительно, реже самотеком попадает во вторичную камеру – камеру сгорания или камеру дожига, в которую осуществляется подача достаточного количества воздуха, который называют вторичным. От контакта с кислородом нагретый до высоких температур (более 300 градусов Цельсия) газ моментально вспыхивает и горит с выделением большого количества тепла. Происходит выполнение главной функции котла – нагрев теплоносителя.

Подробно принцип работы пиролизного котла показан на видео.

Преимущества газогенераторных котлов

Газогенераторные твердотопливные котлы обладают целым рядом преимуществ перед котлами прямого горения.

В пиролизных котлах топливо сгорает почти полностью, благодаря чему не требуются регулярные работы по очистке котла от сажи.

Но главная выгода от полного сгорания заключается не в этом. Всем известно, каким зловонным и едким бывает дым от горения отходов производства. На самом деле продукт горения любой органики – углекислый газ и обычная вода. Безвредные вещества без цвета и запаха. Опасность представляет органика «недогоревшая» — различные токсические и дурно пахнущие вещества, образующиеся в процессе распада органических отходов, попадающие в атмосферу вместе с дымом. За счет полного сгорания топлива выделение отходов органики пиролизными котлами сведено к минимуму.

Процесс сгорания топлива

Процесс сгорания топлива

Во-первых, это делает газогенераторы гораздо более экологичными, чем котлы прямого горения, во-вторых, позволяет использовать для пиролиза не только специализированное топливо, но и отходы швейного, кожевенного, скорняжного и т.п. производства. Таким образом, достигается двойной эффект: отходы приносят пользу, участвуя в нагреве теплоносителя в котле, и одновременно решается вопрос безвредной утилизации отходов на месте, без вывоза их на полигон, что потребовало бы дополнительных затрат.

Более эффективное использование топлива дает возможность котлу работать на одной закладке горючего длительное время – 12 часов и более (против 4-5 часов у котлов прямого горения). Разумеется, это способствует значительной экономии средств.

Из-за специфики твердого топлива, в частности неравномерности горения, работа твердотопливных приборов всегда хуже поддавалась регулированию и управлению, чем работа печей и котлов на жидком или газообразном топливе. Принцип пиролиза решает и эту проблему, так как основной процесс горения происходит в камере дожига, где горит пиролизный газ. Это дает возможность сделать работу пиролизных котлов полностью управляемым и поддающимся автоматизации.

Недостатки газогенераторных котлов

Если вы решили купить газогенераторный котел, вам, конечно, необходимо узнать и о его недостатках.

  • Прежде всего, такие котлы имеют более высокую цену, чем обычные. Разница в цене окупится в процессе эксплуатации, однако будьте готовы к крупным первоначальным вложениям.
  • Газогенераторы предъявляют очень серьезные требования к влажности топлива: влага препятствует процессу пиролиза. Если влажность топлива превышает 20%, вам придется досушивать его перед использованием, иначе котел просто погаснет после снижения подачи первичного воздуха при выходе на режим.

    При низкой подачи воздуха, влажное топливо просто погаснет

    При низкой подачи воздуха, влажное топливо просто погаснет

  • Также существует опасность гашения первичной (пиролизной) камеры из-за низкой температуры теплоносителя, который возвращается в котел из системы отопления (так называемый обрат). Если условия эксплуатации таковы, что теплоноситель успевает сильно остыть до возврата в котел, приходится монтировать дополнительную обходную трубу (байпас) для подмеса горячей воды в обрат через трехходовой клапан. Это усложняет конструкцию и снижает эффективность системы в целом.
  • Большинство моделей пиролизных котлов (практически все промышленные модели) используют принудительную тягу с помощью специальных воздушных насосов, что требует подключения котла к электрической сети.

Использование котлов в быту

Идеальными условиями для пиролизного котла является столярное производство, отходы которого – просто идеальное топливо для газогенератора. Но что делать, если вы собираетесь установить пиролизный котел для отопления частного дома и не хотите при этом оборудовать дровяной сарай или возиться с сушкой дров из открытой поленницы? В таком случае ваш выбор – пеллетный котел.

Пеллеты - современный вид топлива

Пеллеты — современный вид топлива

Пеллетный газогенераторный котел – это водогрейный агрегат, использующий в качестве топлива горючие гранулы – пеллеты. Пеллетные гранулы изготавливают из перемолотых и прессованных отходов столярного производства (стружки, опилок, коры, сучьев), маслобойного производства (подсолнечной лузги), торфа, кизяка (сушеного навоза). В чем же преимущество гранулированного твердого топлива?

  • пеллетные гранулы гораздо удобнее хранить и складировать, чем дрова
  • гранулированное топливо готово к немедленному применению, не требует колки и сушки.
  • для пиролиза пеллетного топлива достаточно небольшой первичной камеры.
  • стандартный размер пеллетных гранул позволяет полностью автоматизировать процесс подачи топлива.

Комбинация газогенератора с бойлером косвенного нагрева позволит использовать бытовой пиролизный котел не только для отопления, но и для горячего водоснабжения.

Компактные бытовые пеллетные котлы занимают немного места в доме и не требуют выполнения сложных процедур запуска и эксплуатации, так как обладают высокой степенью автоматизации. Удобство бытовых пиролизных котлов подтверждается многочисленными положительными отзывами.

Качественный газогенератор при соблюдении условий эксплуатации послужит вам долгие годы и позволит сэкономить значительные средства.