Пиролизные твердотопливные котлы — принципы и процесс работы

Котлы, работающие на сжигании твердых видов топлива, используются давно и в наши дни они не только не потеряли своей популярности, но постоянно совершенствуются и модернизируются. Пиролизные твердотопливные котлы, несмотря на более высокую цену, по сравнению с другими традиционными конструкциями, отличается большей эффективностью и КПД, за счет увеличения длительности сгорания одной закладки топлива (дров, угля, угольных брикетов и т.д.).

фото: Пиролизные твердотопливные котлы Время сжигания одной закладки может длиться от нескольких часов до суток, этот диапазон зависит от температуры вне помещения, необходимого температурного режима в доме, типа топлива, степени его влажности, качества монтажа отопительной системы.

Принципы, на которых основана работа пиролизных нагревательных установок

Высокая эффективность отопительных приборов газогенераторной конструкции достигается за счет раздельного горения топлива и выделяющихся из него летучих веществ. Эффект пиролиза (называемого также сухой перегонкой), происходящего при горении топлива в топке (камере загрузке) котла твердотопливного пиролизного, – это процесс разложения твердого органического топлива, затем сжигание составляющих (кокса, древесного угля, и пиролизного газа, летучей части) осуществляется в раздельных камерах.

Во время работы котла происходят следующие процессы:

  •   достижение эффекта пиролиза твердого топлива осуществляется при значительном нагреве, при горении дров, угля, бурого угля и т.д. достигается нагрев от 200 до 800°С;
  •   данный экзотермический процесс способствует не только подсушиванию топлива, но и прогреву воздуха первичного поддува, поступающего в топку;
  •   при сжигании топлива происходит выделение его летучей части (газификация), а подмешивание кислорода из вторичного поддува поддерживает процесс сжигания пиролизного газа;
  •   горение газа происходит гораздо активнее, выделяя больше тепловой энергии, чем только от сжигания твердого топлива;
  •   в результате взаимодействия активного углерода с пиролизным газом исходяший дым практически не имеет в своем составе вредных примесей, за счет чего газогенераторные пиролизные твердотопливные котлы можно считать экологически чистыми;
  •   минимальное выделение сажи и золы, чем обычных котлах, потребует более редкую чистку дымохода.

Устройство и процесс действия котлов пиролизного типа

Данный котел имеет топку, состоящую из двух частей (отсеков, камер):

  •   камеры загрузки (газифицирующей), предназначение которой в сжигании топлива под действием первично подающегося воздуха, соответственно — его пиролизации и газификации, выделения пиролизного газа;
  •   колосников – раздела между отсеками, опоры для укладки топливного сырья;
  •   камеры сгорания – отделения для сжигания газа, осуществляемого при подаче верхнего дутья, принудительной подачи воздуха.

После закладки топлива (дров, угля) на колосники и его поджига, при закрытой дверце топки необходимо произвести включение дымососа (или дутьевого вентилятора). После обугливания и выделения газообразной субстанции, состоящей из смеси углеводородов, угарного газа, азота и водорода, поступающей к колосникам. Существуют как котлы с принудительным дутьем в камеру сгорания, так и пиролизные котлы длительного горения с естественным типом поступления воздуха. После подмешивания кислорода из вторичного поддува происходит сжигание пиролизного газа, сопровождающееся выделением большого количества тепла. Часть его направляется к твердому топливу, повышая эффективность горения, а основная масса поступает к нагреву теплоносителя в теплообменнике.

Советуем прочитать: Принцип работы двухконтурного газового котла

При естественном поступлении воздуха в топку колосники с уложенным на них топливом находятся внизу, а форсунки для процесса сжигания газа – в верхней части котла.

Интересная стать про параметры дымоходов на твердом топливе

В современных усовершенствованных моделях пиролизных котлов используется верхнее дутье, при этом способе колосники расположены в верхней части топки, а дожигающая пиролизный газ форсунка внизу. В таких котлах обязательно использование принудительное дутье.

Преимущества и недостатки пиролизных твердотопливных котлов

Данная конструкция имеет явные преимущества перед традиционными моделями:

1. Возможность регулирования процесса горения (уменьшением или увеличением подачи первичного воздуха при помощи открытия или закрытия дверцы) удлиняет по времени работу котла на одной закладке:

2. для дров – до 30 часов;

3. для угля – до 5-7 суток.

4. Твердотопливный пиролизный котел на дровах (угле, торфяных или опилочных брикетах и т.д.) отличается высокой эффективностью работы за счет полного сгорания топлива.

5. Догорание во второй камере всех взвешенных частиц, несгоревших в первом отсеке топки, обеспечивает чистоту выбросов из котла, значительно уменьшая вред от его использования.

6. Легкость управления котлом позволяет осуществлять его автоматизацию.

7. Необходимость использования в данной конструкции сухого топлива повышает его эффективность.

8. Высокий КПД котла (от 85 до 92%) как следствие полного сжигания топлива и работы на протяжении длительного времени при одной закладке.

9. Возможность использования контура аварийного охлаждения в качестве нагревателя для ГВС.

10. Независимость работы котлов без принудительного поддува от наличия подключения к электросети, что удобно в районах с частыми перепадами и отключениями электроэнергии.

11. Надежный корпус, простота конструкции, объемная топка пиролизных чугунных универсальных котлов позволяет любой вид твердого органического топлива, в том числе даже длинные неколотые дрова.

Как любая конструкции, данный вид котлов имеет некоторые недостатки:

1. Более высокую ценуфото: устойство пиролизного котла.

2. В большинстве моделей – энергозависимость.

3. Необходимость использования сухого топлива.

4. Нестабильность работы при малой загрузке.

5. Необходимость установки обратного смесителя для подмешивания горячей воды в «обратку» (ее температура должна быть не ниже 57°С – точки росы).

Вывод

Данная конструкция твердотопливных котлов – надежная и эффективная установка. Для гарантии безопасности ее работы не следует пренебрегать некоторыми аспектами:

  •   наличием термостатического регулятора воздуха;
  •   потребностью в термостатическом смесителе воды;
  •   установкой подрывного предохранительного клапана;
  •   устройством защиты от закипания воды (сбросом теплоносителя в канализацию в случае аварийного подъема температуры).