Пиролизные котлы: принцип работы и устройство, особенности эксплуатации

Исходящий из дымохода твердотопливного котла дым служит показателем сгорания топлива.

Дым содержит печной газ, который можно превратить в тепловую энергию, повысив КПД котла.

В настоящее время разработаны пиролизные котлы для отопления дома, способные вырабатывать и одновременно сжигать печной газ при горении твердого топлива.

Содержание

1 Принцип действия
2 Существующие виды
3 Плюсы и минусы агрегатов

4 Нюансы установки
5 Распространенные проблемы
6 Практические советы

Принцип действия

Устройство пиролизного котла. (Нажмите для увеличения)

Котел состоит из верхней и нижней камеры. Верхняя камера служит для загрузки топлива и первичного его сгорания. Нижняя камера служит для сбора газа, выделяемого из тлеющих дров.

Собранные газы сгорают, отдавая тепловую энергию теплообменнику котла. Процесс горения автоматически регулируется принудительным нагнетанием воздуха. За эту работу отвечает подключенный к автоматике вентилятор.

Основным видом топлива являются дрова. Их загружают через верхнюю дверку камеры сгорания.

Далее начинают розжиг котла:

Перед розжигом заслонку дымохода открывают и подают вентилятором первичный поток воздуха для быстрого возгорания.

После обильного воспламенения заслонку с загрузочной дверкой закрывают. Поступление воздуха идет малыми объемами, что создает тление дров. Процесс происходит при температуре от 200оС до 800оС, создавая пиролиз (разложение древесины на уголь и газ).

Образовавшиеся газы через форсунку направляются во вторую камеру. Сюда же по каналу вторичной подачи поступает прогретый воздух. Смесь сгорает в трубчатых горелках при температуре 1100оС.

Проходя по дымовым каналам, сгоревший газ нагревает воду в теплообменнике и уходит через дымоход.

Для новой загрузки дров открывают заднюю заслонку и только после полного загорания в топке открывают загрузочную дверцу. Топку загружают новой порцией дров и дают им воспламениться. Дверку с заслонкой закрывают для дальнейшего горения.

Полная автоматизация агрегата позволяет его загружать топливом два раза в сутки. По заданной температуре контролер управляет работой циркуляционного насоса и вентилятора.

Набрав необходимую температуру в теплообменнике, контролер отключает подающий воздух вентилятор. После остывания воды подача воздуха возобновляется.
Обратите внимание: открытие загрузочной дверцы котла, оборудованного только вентилятором нагнетания воздуха, раньше дросселя дымохода может вызвать резкое воспламенение собравшихся в камере газов. Так можно делать только в котлах, оборудованных дымососом. Он создает в топке разрежение, препятствующее опасному возгоранию газов.

Существующие виды

Двухконтурный пиролизный котел

Различают два вида котлов:

одноконтурный агрегат состоит из двух камер сгорания, разделенные огнеупорной перегородкой;
двухконтурный агрегат имеет аналогичное устройство, но с добавлением второго контура. Он нагревает воду для горячего водоснабжения.

Еще одно различие котлов заключается в материале теплообменника:

Чугунный теплообменник рассчитан на 20 лет работы, но боится быстрых перепадов температуры в топке. В этих условиях чугун потихоньку разрушается.

Стальной теплообменник прослужит не боле 13 лет из-за неустойчивости к коррозии. Но он не боится резких скачков температур.

Полезная информация: контур для горячего водоснабжения способен подогреть небольшое количество воды за короткое время.

Плюсы и минусы агрегатов

К плюсам пиролизной конструкции можно отнести:

после полного сгорания дров остается мало сажи на зольнике и газоходах;
автоматизированное управление;
замедленное горение позволяет работать до 7 часов на одной загрузке дров;
котлы с верхней камерой сгорания газа могут работать на одной загрузке около суток;
возможность загрузки цельных дров (кругляка);
для топлива подходят все древесные отходы;
малый выброс дыма в атмосферу.

Есть, конечно, у этих агрегатов и минусы:

они зависимы от электроэнергии. Для бесперебойной работы понадобится установка блока питания ББП;
древесина с влажностью более 20% уменьшает КПД агрегата;
малые загрузки создают отложение дегтя в газоходах;
появление конденсата создает коррозию металла, поэтому обратную температуру воды нельзя опускать ниже 60оС;
невозможно обеспечить автоматическую загрузку дров;
высокая стоимость в отличие от обычных твердотопливных конструкций;
обязательная выкладка футеровки из шамотного кирпича. Она защищает стенки камеры сгорания от перегрева и удерживает температуру, предупреждая образование конденсата.

Нюансы установки

Котел устанавливают в нежилом помещении, придерживаясь правил:

Агрегат устанавливают на прочном индивидуальном фундаменте.

Перед загрузочными дверцами укладывают листовой металл. На расстоянии 300 мм от корпуса котла не должны находиться стены и предметы мебели.

Комната с котлом оборудуется вентиляцией с площадью сечения не менее 100 см2.

Избежать образования конденсата в дымоходе поможет утепление фольгированной стекловатой.

Все остальные действия по сбору и настройке котла выполняют согласно инструкции завода-изготовителя.

Распространенные проблемы

Вытекание смолы из топки

В заводских и самодельных агрегатах периодически возникают следующие проблемы:

Образование большого количества смолы, вытекающей из котла, возможно из-за малого сечения дымохода либо накоплением сажи. Обильное смолообразование возможно из-за низкой температуры в первой камере сгорания. Смолы хвойных пород деревьев не сгорают и вытекают наружу.

Нарушение герметичности дверок нарушит процесс горения, и дым пойдет в помещение.

Объем теплообменника надо подбирать по отапливаемой площади. Очень большой теплообменник для маленькой площади будет создавать конденсат внутри котла из-за постоянного не нагревания воды до нужной температуры. Это вызовет образование в газоходах мокрой «каши» из отходов сгорания.

Практические советы

Оптимально экономным является режим, при котором вода в системе нагрета до 60С. Соблюдая все технические условия эксплуатации этого можно добиться за 30 минут.

Нельзя использовать дрова с влажностью 50%. Максимальный уровень влажности должен составлять не более 30%. Такой показатель достигается путем просушки дров на проветриваемых крытых постройках.

Наилучшей для топки является древесина с 20% влажности после 2 лет просушки.

Загружая в топку не колотые дрова, а кругляк, увеличивается время сгорания топлива. Это существенно увеличивает время между загрузками и создает меньше хлопот с заготовкой дров.

Экономия и экологическая безопасность пиролизных котлов с каждым годом повышает их популярность. Правильная техническая эксплуатация агрегата обеспечит дом экономичным теплом на долгие годы.

Смотрите видео, в котором наглядно показан принцип работы пиролизного котла на примере конкретной модели: