Пиролизные котлы длительного горения: принцип и основные моменты работы

Система отопления жилого индивидуального дома должна продумываться еще на этапе проектирования. В настоящее время существует три ресурса, использующиеся для отопления: твердое топливо, электричество и газ.

Отопление электричеством – достаточно высоко стоит по сравнению с другими способами отопапливания дома. Наиболее выгодным для отопления считается газ, однако, в настоящее время не все населенные пункты газифицированы. Именно поэтому твердотопливные котлы пользуются достаточно большим спросом.

Наиболее важные параметры при подборе агрегатов для отопления домов: высокий КПД, долговечность, безотказность в работе, незамысловатая система управления, безопасность и низкие расходы на отопление.

В настоящее время существует разнообразие твердотопливных котлов, однако, наиболее подходящим по всем вышеперечисленным параметрам является котел пиролизного горения.

Как работает пиролизный котел?

Пиролизный котел относится к устройствам длительного горения. Процесс горения в таких котлах разделен на две фазы – сгорание дров или другого твердого топлива и сгорание выделяемых топливом веществ. Такой принцип работы возможен благодаря конструкции топки пиролизных котлов. Топка в твердотопливных котлах пиролизного горения разделена на две камеры. Первая камера пиролизного котла предназначена для сгорания твердого топлива (дрова, пеллеты, уголь), а вторая – для сгорания летучих веществ, выделяемых топливом.

В процессе работы пиролизных котлов происходит медленное сгорание твердого топлива. Попросту говоря, дрова или другое твердое топливо укладывают в первую камеру и поджигают, после чего закрывается дверца топки. Ввиду отсутствия достаточного количество кислорода для поддержки активного горения, топливо начинает медленно нагреваться и тлеть. Именно при таком сгорании из дров выделяется максимальное количество летучих веществ, которые поступают во вторую камеру. Процесс выделения продуктов горения при сгорании топлива и есть пиролиз. Стоит заметить, что температура в первой камере относительно небольшая.

За счет чего же происходит нагрев теплоносителя и достигается высокий КПД пиролизных котлов отопления? Самое главное происходит во второй камере топки! Именно туда поступают летучие газы и вещества, выделившиеся из тлеющего топлива. Во второй камере происходит смешивание вторичного воздуха с продуктами горения. Именно вторичный воздух обеспечивает процесс высокотемпературного сгорания пиролизных газов. Температура сгорания во второй камере в два с лишним раза превышает показатели в первой камере. Далее эта тепловая энергия поступает в первую камеру, поддерживая процесс горения и выделения летучих веществ, а также расходуется на нагрев телоносителя в системе отопления. Таким образом, мы узнали, как работает пиролизный котел на дровах и другом твердом топливе. Теперь ответим на вопрос – почему именно пиролизные котлы наиболее выгодны для отапливания частных домов?

Все дело в коэффициенте полезного действия. Ни один из других видов котлов на твердом топливе для дома не может «похвастаться» таким КПД, как у пиролизного котла (практически 90%), что достигается благодаря принципу работы устройства. КПД других видов котлов едва достигают 70%.

Второй момент – удобство для владельцев. К сожалению, основной минус котлов на твердом топливе – необходимость контроля процесса горения. Как правило, у обычных котлов интервал может составлять от 2 до 4 часов. Отопление дома пиролизным котлом длительного горения позволяет спокойно находиться вне дома до 10 часов даже в зимние морозы – это достигается за счет принципа работы данных типов котлов.

Третье – возможность дополнительного увеличения производительности пиролизного котла.

Конструктивные особенности.

Чтобы выбрать лучшие пиролизные котлы, необходимо знать, какая конструкция является правильной. Как мы выяснили выше, для процесса пиролиза необходимы две камеры: одна – для дров, вторая – для пиролизных газов. Котлы пиролизного типа должны иметь в топке две камеры, расположенные одна над другой, а также вентилятор. В верхнюю камеру производится закладка дров или другого твердого топлива. В процессе сгорания топлива в верхней камере и при помощи встроенного вентилятора, пиролизный газ (летучие вещества, выделяемые в процессе медленного сгорания) поступают в нижнюю камеру. Здесь происходит смешивание летучих веществ с горячим воздухом и их сгорание. Температура сгорания в нижней камере составляет порядка 1300 градусов Цельсия в то время, как в верхней камере этот показатель не достигает отметки 900 градусов Цельсия.

Благодаря правильной конструкции твердое топливо в пиролизном котле сгорает практически полностью. Остаточные продукты горения составляют мизерную часть (до 1% золы) от всей массы закладки дров. Таким образом избегается необходимость чистки самого пиролизного котла и дымохода от сажи, ведь она тоже вся сгорает в нижней камере, чего не скажешь о котлах с классической схемой топки.

Вторая важная конструктивная особенность, обеспечивающая долговечность эксплуатации пиролизного котла – керамическая защита камер горения. Из-за высоких температур горения в нижней камере пиролизного отопительного котла со временем возможна деформация стальных и даже чугунных конструкций. Избежать этого поможет керамические защитные элементы, выступающие в роли термоизоляции. Керамические элементы могут располагаться как в одной (нижней), так и в обеих камерах, что повышает эффективность котлов пиролизного типа. Наличие керамических элементов в камерах горения свидетельствует об отличной эффективности пиролизного отопительного оборудования, значит котел может выдавать большую мощность и высокий КПД.

Устройство пиролизного котла и его сборка должны быть качественными. Все сварные соединения должны быть ровными, без пропусков и наплывов. Толщина стали хорошего пиролизного котла не должна быть меньше 6 мм. Сам котел должен иметь достаточную изоляцию, чтобы минимизировать потери тепла.

Пиролизные котлы длительного горения для дома должны быть оснащены термостойким уплотнителем дверцы. Такие уплотнители обеспечивают плотное примыкание по всему периметру дверцы топки.

Одной из незаменимых особенностей конструкции является наличие разнообразных датчиков, измерителей и прочих приборов, позволяющих регулировать процесс работы пиролизных котлов. Чем понятнее и удобнее будет система регулировки и защиты работы пиролизного котла, тем эффективнее и долговечнее будет само оборудование.

Существует ли возможность увеличить производительность пиролизного котла?

Несомненно, отопление дома пиролизным котлом – эффективное и экономичное решение. Пиролизные котлы обладают высоким КПД (90%). Но и это не предел! Эффективность современных пиролизных котлов можно повысить.

Во-первых, стоит использовать только хорошенько просушенные дрова или другое твердое топливо, так как в любом даже самом современном котле сырые дрова горят хуже.

Во-вторых – используйте дополнительные накопители тепла – теплоаккумуляторы. Эти устройства представляют собой большие термоизолированные емкости с водой. Принцип действия котла с теплоаккумуляторами достаточно прост – во время активной работы котла вода в теплоаккумуляторах нагревается, происходит накопление тепла. При необходимости во время «простоя» котла, тепловая энергия расходуется на отопление дома. Преимущества установки дополнительных теплоаккумуляторв заключаются в продлении срока службы пиролизных котлов, а также экономии дров для отопления дома.

Стоит отметить, что помимо теплоаккумуляторов необходима установка циркуляционного оборудования. Такие устройства позволят справиться с риском перегрева котла при отсутствии в доме электричества, а также облегчат процесс регулирования системы котел-теплоаккумулятор во время активной работы котла.

Рентабельность пиролизных котлов.

Пиролизные котлы – наиболее эффективное и удобное решение для отопления индивидуального жилого дома. Однако, следует учитывать, что экономичность пиролизных котлов прямо пропорциональна площади отопления и эффективности самого устройства. То есть чем больше площадь и выше производительность котла, тем больше экономия на отоплении (при сравнении с классическими котлами на том же типе топлива).

Пиролизные котлы при правильной эксплуатации «выжимают» максимум тепловой энергии в процессе горения твердого топлива, а значит экономятся средства на покупку дров. Также экономится время на заготовку и складирование твердого топлива.

Хороший пиролизный котел служит от 20 лет и более. Соответственно, затраты на установку такого котла с лихвой окупятся за счет экономии топлива.