Піролізний котел на твердому паливі
зміст
Поєднання ефективної роботи, заснованої на економному використанні палива, і зручність експлуатації – ключові вимоги при виборі котла опалення. Основна мета інженерних розробок – максимально використовувати теплоту від палива, що спалюється при скороченні обсягу джерела енергії. Піролізний котел повністю відповідає поставленим умовам і представляє практичний варіант опалення житла.
Види і пристрій піролізного обладнання ↑
Які котли можна віднести до піролізного і чи існують конструктивні відмінності між моделями? У чому переваги і негативні сторони агрегатів тривалого горіння? Для початку варто відзначити, що піролізні котли працюють виключно на твердому паливі. «серце» котла – це камера згоряння, що складається з двох відсіків:
- Завантажувальна частина для твердого палива, що генерує газ.
- Сектор дожига, функція якого – організація процесу спалювання піролізних газів.
Цей сектор з’єднаний з димовим трактом, за яким теплова енергія рухається до теплоносія. Тут же осідають і залишки згоряння твердого палива у вигляді сажі. Тому друга назва піролізного апарату – газогенераторний котел. Всі подібні агрегати оснащені перемикачами тяги. Відсутність даного елемента перетворює газогенераторний котел в стандартне обладнання прямого горіння. Саме закриття засувки забезпечує початок піролізного процесу при згорянні твердого палива.
Існують різні моделі піролізних котлів, різниця між якими полягає в розташуванні камера допалювання. Вона може бути обладнана вгорі або внизу. Особливості популярної конструкції агрегату на твердому паливі з нижньою камерою допалювання наступні:
- Серед переваг відзначається зручна закладка палива, відпрацьовані гази при цьому виходять в димар, встановлену знизу.
- Істотним недоліком такого піролізного котла є необхідність регулярного чищення нижньої камери через попадання золи з первинного відсіку.
Конструкція піролізного твердопаливного котла з верхньої камерою допалювання отримала менше поширення, але володіє значними перевагами. У ньому піролізний газ надходить у відсік дожига через форсунки, а після повного згоряння пересувається в димохід. Після охолодження продукти згоряння виводяться назовні. Негативним моментом такої моделі є збільшена витрата матеріалу на облаштування димового тракту.
Конструктивні відмінності між твердопаливними котлами піролізного типу є і в облаштуванні тяги, яка буває примусовою і природною.
Для примусової вентиляції встановлюються вентилятори і димососи, керівники яких відбувається автоматично. Їх робота характеризується великим часом ефективного горіння, але за умови наявності електроенергії.
Принцип роботи ↑
За рахунок чого піролізний твердопаливний агрегат має високий ККД, розглянемо докладно. Завдяки обладнаній камері згоряння і турбіни, однієї закладки твердого палива вистачає на період від 10 до 12 годин. Як це діє:
- Газогенераторні котли оснащені програмним пристроєм, функція якого – встановити зручний режим опалення.
- Після отримання заданих параметрів здійснюється автоматичне керування роботою турбіни.
- У відсік для завантаження твердого палива подається певний обсяг повітря, що забезпечує необхідний режим горіння. Це дозволяє підтримувати в системі потрібну температуру.
Ключовим принципом ефективного функціонування піролізних котлів є використання технології генерування газу за рахунок розкладання деревини. Здійснюється це при впливі на тверде паливо високими температурами в діапазоні 200-800проЗ за умови обмеженої подачі повітря. Тобто отримання основного потоку теплової енергії базується не в завантажувальній камері, де безпосередньо відбувається спалювання твердого палива. Виділяється в умовах браку кисню піролізний газ проходить через форсунки в камеру допалювання, і, змішуючись там з вторинним повітрям, згорає при температурі 1100-1200проС. Його займання сприяє димосос, що створює необхідну тягу. Цей процес характеризується виділенням колосальної обсягу тепла. Ділянки котла, де скупчується невелика кількість відходів у вигляді золи і сажі, потребують регулярного очищення.
Просування піролізного газу через теплообмінник супроводжується передачею теплової енергії теплоносія, після чого він видаляється через димар. Це забезпечує максимальне використання тепла, що виділяється і продовження процесу згоряння твердого палива.
Особливості сталевих і чавунних моделей ↑
Корпус твердопаливного піролізного котла переважно виготовляється зі сталі товщиною понад 5 мм. Недоліком даного матеріалу є схильність процесам корозії, що робить негативний вплив на термін експлуатації обладнання. Уникнути подібних проблем дозволить придбання котла на твердому паливі, корпус якого виконаний з чавуну, що володіє високою якістю і надійністю. У порівнянні зі сталевими виробами, характеристики чавунних піролізних котлів вище за такими позиціями:
- період експлуатації;
- тепловіддача;
- стійкість до процесів корозії;
- чавунні котли менш схильні до дії кислот і смол.
Нюанси вибору палива ↑
Ефективність роботи піролізного котла багато в чому залежить від типу застосовуваного палива. В цілому, для нього підійдуть таку сировину органічного походження:
- дрова;
- вугілля;
- пелети;
- торф;
- відходи деревної переробки.
Завантаження тирси і стружки неприйнятна через протиріччя самій назві котла «на твердому паливі». Використання даних матеріалів не забезпечить процес виділення піролізного газу через моментально згоряння. Оптимальним варіантом є деревина, горіння якої супроводжується утворенням великих обсягів газу, що перевищує всі інші джерела. Як говорилося вище, високий ККД котла піролізного типу можливий за умови завантаження сухого палива.
Аналіз вартості джерел теплової енергії визначив лідерів: серед них знаходяться пелети і деревні гранули. Обидва види являють результат деревообробки і володіють низькою вартістю. Однак дрібнофракційний матеріал рекомендується застосовувати в поєднанні з дровами.
Мінімальний розмір палива для газогенераторного котла становить 7-10 см при поперечному вимірі. Застосування тріски або тирси допускається в обсягах, що не перевищують ¼ маси всього твердого палива.
Переваги та недоліки ↑
Удосконалення котлів на твердому паливі забезпечило піролізного агрегатів ряд переваг, серед яких слід відзначити:
- При дотриманні умов експлуатації ККД котла становить 85-90%. Це досягається завдяки спалюванню твердого палива без залишку.
- Потреба в завантаженні дров виникає двічі на добу. При експлуатації піролізного котла на неповну потужність процес можна скоротити до одноразового поповнення протягом 24 годин.
- Регулювання температурного режиму в приміщенні забезпечує скорочення витрати палива.
- Взаємодія піролізного газу з вуглецем супроводжується мінімальним виділенням шкідливих речовин. У сукупності з практично повним згорянням твердого палива в котлі, це гарантує низький рівень забруднення атмосфери. По відношенню до традиційних агрегатів він зменшений в три рази.
- Скорочення кількості чисток піролізного котла завдяки повному згорянню всіх компонентів деревини.
За відгуками споживачів твердопаливним піролізного котлам властиві окремі недоліки:
- Залежність від подачі електроенергії.
- У своїй більшості піролізні котли одноконтурні агрегати, тому виконують єдину функцію опалення приміщення. Для організації процесу нагріву води слід подбати про встановлення додаткового обладнання, що супроводжується новими матеріальними витратами.
- Вартість апарату на твердому паливі піролізного типу вище ціни традиційного твердопаливного котла. Однак за рахунок економного витрати сировини в подальшому ця стаття витрат з успіхом перекривається.
- Незважаючи на автоматичне регулювання опалювального процесу, завантаження твердого палива в піролізний котел здійснюється вручну. Ця процедура доставляє споживачам певні незручності через систематичного контролю над витратою сировини.
Вибираючи серед безлічі моделей піролізних котлів врахуйте, що агрегати, що працюють виключно на пеллетах складні в обслуговуванні, тому потребують залучення сервісних фахівців. Вартість всіх піролізних котлів безпосередньо залежить від наявності та кількості технічних удосконалень.