Пиролизный котел длительного горения: фото, видео, преимущества и недостатки

Устройство, принцип работы и технические характеристики

Разные виды котлов длительного горения различаются по своей конструкции, принципу работы, а также имеют свойственные именно им достоинства и недостатки, вследствие чего их следует рассматривать раздельно друг от друга.

Шахтный котёл длительного горения

Конструкция котла верхнего горения представлена на следующем рисунке, где видно, что основными элементами подобных агрегатов являются:

корпус, на котором смонтированы элементы управления работой (регулятор подачи воздуха, дверцы загрузки топлива и зольника, дымоход);
камеры подогрева воздуха и сжигания топлива;
трубка подачи и распределитель воздуха;
патрубки для подключения к системе отопления.

Шахтный котёл может быть выполнен как независимый источник тепла или быть элементом системы отопления, как показано на приведённом выше рисунке. В этом случае котёл такой конструкции называется одноконтурным с водяным контуром. Работа отопительного котла данного типа осуществляется следующим образом:

после закладки топлива и его розжига регулятор подачи воздуха открыт, он обеспечивает его поступление в верхний слой уложенного топлива через подвижный распределитель;
по мере того как топливо прогорает, распределитель опускается вниз, тем самым обеспечивая подачу воздуха в его более низкие слои;
топливо равномерно сгорает слой за слоем, выделяя при этом горючий древесный газ;
газ поступает во вторую камеру (камеру дожига), где воспламеняется и, сгорая, выделяет большое количество тепловой энергии;
в корпусе котла смонтирован водяной контур, по которому циркулирует теплоноситель системы отопления, поэтому вся площадь котла является его теплообменным элементом.

Основными техническими характеристиками подобного оборудования являются:

мощность, измеряемая в киловаттах (кВт);
отапливаемая площадь (м2);
количество топлива, доступного к размещению в топочной камере (м3 и кг);
размер дров, возможных к использованию, (см) – для котлов, работающих на дровах;
количество воды в рубашке котла;
длительность горения одной закладки;
КПД;
максимально возможное давление в системе отопления;
геометрические размеры котла в целом и его отдельных элементов;
масса.

Пиролизный котёл длительного горения с водяным контуром

Конструкция пиролизного котла предполагает подачу воздуха сверху на заложенное топливо (дрова), что обеспечивается системойего первичной подачи. Заложенные дрова после разжигания начинают тлеть, что достигается конструкцией котла, обеспечивающей ограниченную подачу воздуха на этом этапе работы.

Древесный газ, выделяемый при этом (эффект пиролиза), поступает во вторую камеру, где осуществляется его смешивание с вторичным воздухом и сжигание. Вследствие того, что процесс пиролиза топлива происходит длительное время, то и работа котла на одной закладке также достаточно продолжительна. Пиролизный газ, сгорая, отдаёт своё тепло теплоносителю, циркулирующему в теплообменнике котла, работающего на твёрдом топливе, оснащённого водяным контуром и подключаемого к системе отопления. Основными техническими характеристиками котлов пиролизного вида являются:

тип используемого топлива;
материал, используемый при изготовлении;
длительность горения на одной закладке (часов);
мощность (кВт);
отапливаемая площадь (м2);
количество контуров;
КПД;
расход топлива (кг/ч);
размеры котла, топки и прочих конструктивных элементов;
масса (кг).

Разновидности котлов длительного горения

Кроме того, что котлы длительного горения различаются по своей конструкции (виду), они ещё могут иметь различия по таким параметрам, как наличие системы автоматики и разное количество водяных контуров. Наличие двух контуров в конструкции котла позволяет его использовать не только для отопления, но и как источник горячего водоснабжения. В таких моделях один внутренний контур агрегата включается в систему отопления, а второй – в систему горячего водоснабжения. Котёл твердотопливный автоматический – это комплекс технических средств, обеспечивающих работу отопительного устройства без участия человека в этом процессе. Наибольшая степень автоматизации у котлов, использующих в качестве топлива пеллеты (топливные гранулы), изготавливаемые из отходов деревообрабатывающих производств (опилки, щепа и т.д.).

5 Как функционирует самодельная установка?

Топливник шахтной конструкции загружается до нижней кромки проема для загрузки дров. Доверху камеру сгорания загружать нельзя. Работает агрегат по следующему алгоритму:

Дрова (опилки, брикеты, уголь) закладываются в топку.
Дверцы отсека закрываются герметично.
На модуле управления выбирается требуемая температура (от +50 °С и выше).
Топливо разжигается.
Вентилятор начинает нагнетать воздух.
Когда происходит нагрев теплоносителя до заданного показателя, вентиляционная установка выключается (автоматически). Воздух перестает поступать в камеру сгорания.
Дрова тлеют, поддерживая определенную температуру. Когда ее величина снижается, модуль управления снова запускает вентилятор.

Наглядно принцип работы шахтной установки продемонстрирован на чертеже.

При желании в самодельный агрегат несложно внести некоторые дополнения, которые сделают его более многофункциональным и безопасным в использовании. Допускается дорабатывать конструкцию котла такими способами:

Установить группу безопасности.
Интегрировать в бак агрегата добавочную рубашку для подогрева теплоносителя для обеспечения дома горячим водоснабжением.
Смонтировать электронагреватель (ТЭН), который станет нагревать отопительное устройство, когда дрова прогорят.

После таких доработок самодельная конструкция по многим показателям будет превосходить дорогостоящие заводские установки.

Марки котлов на твердом топливе российского производства

Анализ технических характеристик поможет составить общее представление о твердотопливных котлах длительного горения. Отзывы потребителей на независимых форумах дают объективную оценку отечественных разработок.

Таблица 1. Твердотопливные котлы Zota Mix и Pellet производства завода отопительной техники и автоматики (г. Красноярск):

Таблица 1. Твердотопливные котлы Zota Mix и Pellet производства завода отопительной техники и автоматики (г. Красноярск)

КПД котлов модельного ряда Zota Mix — 80%, Pellet — 90%;
комбинированные стальные твердотопливные котлы Zota Mix работают на любом виде топлива (сжиженный или природный газ, электричество, жидкое топливо);
камера сгорания и зольный ящик расположены внутри водяной рубашки;
регулируемая заслонка дымохода, механический тягорегулятор и подсос воздуха эжектором, который установлен в топочной дверце, обеспечивают полное сгорание топлива при минимальной тяге;
внешняя поверхность корпуса покрыта антикоррозийным полимерным составом;
съемная дверца за передней панелью обеспечивает доступ для чистки газохода;
возможность ремонта.

Конструкция котла Zota Mix

нужен запас топлива и место для его хранения;
затраты по доставке, выгрузке и складированию дров, угля, брикетов;
снижение производительности котлов Zota Mix при использовании некачественного топлива (бурый уголь на 10÷20%, сырые дрова на 60÷70%);
для Zota Mix — ручная загрузка топлива, очистка зольника, стенок топки, газоходов и дымового патрубка;
обязательная подготовка котловой воды (жесткость до 2 мг-экв/л);
установка в отдельном помещении;
для котлов линии Zota Mix необходима установка теплоаккумулятора, дымососа, бойлера.

Таблица 2. Аппараты комбинированные твердотопливные с водяным контуром (АКТВ). Производитель ООО «Сибтеплоэнергомаш» (г. Новосибирск):

Таблица 2. Аппараты комбинированные твердотопливные с водяным контуром (АКТВ). Производитель ООО «Сибтеплоэнергомаш» (г. Новосибирск)

бюджетный вариант твердотопливных котлов с водяным контуром для дома (цена 11000÷25000 рублей);
компактный размер;
водяной теплообменник охватывает топку со всех сторон (кроме фронта);
выдвижной зольный ящик;
монтажное гнездо для регулятора тяги;
возможность подключения к дымовой трубе любой конфигурации;
стальной теплообменник позволяет упрощенное подключение к отопительной обвязке (без подмеса);
конструкция адаптирована для работы на газу и электричестве.

Котлы «Каракан» от производителя ООО «Сибтеплоэнергомаш»

устаревшая конструкция, примитивная автоматика низкого качества;
заявленные производителем технические характеристики (мощность, отапливаемая площадь и КПД) по отзывам потребителей не соответствуют фактическим показателям.

Таблица 3. Твердотопливные пиролизные котлы Буржуй & К от ООО «НПО «ТЭС» (г. Кострома):

Таблица 3. Твердотопливные пиролизные котлы Буржуй & К от ООО «НПО «ТЭС» (г. Кострома)

обеспечивает стабильное горение топлива любой сортности и степени влажности;
эффективная работа котла с одной закладки в течение 8 часов;
экономный расход топлива;
совместимость генератора с системами естественной или принудительной циркуляции;
экологичный агрегат, топливо проходит цикл полного сгорания, не образуя вредных выбросов в атмосферу;
конструкция топки обеспечивает выход на эффективный режим работы за 40 минут.

Твердотопливные пиролизные котлы «Буржуй & К»

сложный монтаж: подключение должны производить работники специализированных предприятий, имеющих лицензию на данный вид деятельности (в противном случае гарантия от завода-изготовителя на агрегат не распространяется);
ручная закладка топлива и чистка камеры сгорания;
большой вес.

Установка и эксплуатация твердотопливных котлов должны производиться в соответствии с правилами пожаробезопасности

Для обогрева загородной дачи. гаража или теплицы возможно изготовление твердотопливных котлов длительного горения своими руками. Видео с материалами на эту тему можно найти в интернете. Но помните, что главным условием использования отопительного оборудования, является пожаробезопасность. А гарантировать выполнение этого условия может только сертифицированный производитель при должных условиях эксплуатации и монтажа оборудования.

https://youtube.com/watch?v=3sfw2qpCMrY

https://youtube.com/watch?v=1z6OOs3WdH4

Принцип работы

Увеличение продолжительности процесса горения достигается не только большой топкой. Существенное воздействие на эффективность и теплопередачу имеет организация топочного горения в виде слоевого сжигания с верхним горением и верхней подачей дутьевого воздуха, поэтому в нижних топливных слоях газовоздушные потоки не циркулируют совсем.

Принцип работы котлоагрегата с длительным горением твердого топлива:
Воздух, требуемый для сгорания топлива, отбирается непосредственно из топочного помещения и проходит через стадию предварительного нагрева в верхней камере подогрева котлов верхнего горения.

В камеру нагрева вмонтирован трубный воздухораспределитель, для подачи горячего воздуха в топочное устройство. Система подачи может быть гравитационной и принудительной.

Воздухораспределитель оборудован каналами, направленными вертикально. Перед топливозагрузкой его поднимают с помощью встроенного механизма, далее засыпают топливо и опускают распределитель, который опирается на верхний топливный уровень. По мере выгорания он опускается вниз топочного пространства. Такое движение распределителя обеспечивает воздухоподачу в верхний слой горячего топлива.

Здесь полностью догорают горючие вещества, передавая тепло через стенки топки греющему теплоносителю, циркулирующему во встроенном теплообменнике.
Дымовые газы отводятся через газоотводящий патрубок в дымовую трубу. Зола собирается в зольном коробе, расположенным внизу котлоагрегата, под топкой. Объем ящика позволяет чистить его с периодичностью от 2 до 5 загрузок.

Топ 5 лучших моделей

В торговой сети сегодня можно найти как сравнительно недорогие и простые отечественные котлоагрегаты, так и полнофункциональные автоматические котлы западных производителей популярных фирм: Stropuva — литовского производителя, Buderus — германская котельная марка, WATTEK — чешский котел ACV — бельгийский производитель котельного оборудования и австрийскую марку Wirbel.

Наиболее популярными производителями российских фирм, выпускающие котлоагрегаты длительного горения являются Магнум, Новосибирской металлообрабатывающей компании, ZOTA, выпускаемого компанией Красноярскэнергокомплект и Теплов Универсал Костромского завода.

Stropuva S 15 U

Небольшой литовский котел с тепловой мощностью 15.0 кВт, способный отопить дом до 150 м2, самый лучший агрегат для теплоснабжения некрупных частных домов. Марка S 15 U обладает универсальностью и способна функционировать на любом твердом топливе.

Лучшие характеристики котла обеспечены при использовании каменного угля, при его загрузке в топочную камеру 217 л, котел способен работать 7 суток с КПД от 86 до 90%, вырабатывая теплоноситель с температурой 75 С.

При работе с дровами нужно использовать только сухие, чтобы препятствовать образованию дегтя на стенках в топке. Котел имеет массу 205 кг и срок эксплуатации более 10 лет.

Цена: 91 500 руб.

Liepsnele L20-U

Литовский котлоагрегат, с более мощной установкой 20.0 кВт, аналог Стропувы, с более совершенными характеристиками и поэтому дорогой комплектацией агрегата. Он имеет самую объемную топку — 320 л, а КПД, практически равным газовому котлу — до 91%. Чугунный теплообменный аппарат обеспечивает срок эксплуатации до 25 лет.

Универсальность по топливу позволяет использовать любое твердое топливо, однако самый длительный период работы на 1 заправке до 7 суток обеспечивается каменным углем. Максимальная температура воды на выходе из котла — 80 С.

Невысокое рабочее давление горячей среды 1,5 атм., допускает использовать его только в отопительных системах с естественным движением теплоносителя.

Цена: 110 000 руб.

Galmet Top

Польский пиролизный котел верхнего горения с тепловой мощностью 20 кВт, для нагрева дома площадью 160-200 м2. Это очень современная универсальная модификация с 100 % уровнем автоматики, умным PID-контроллером, дутьевым электровентилятором и погодозависимой автоматикой.

Температура теплоносителя на выходе 55- 80 С. Отличительная возможность управления двумя отопительными контурами теплый пол + ГВС, а также имеется встроенный насос рециркуляции.

Несмотря на очень качественную тепловую изоляцию, производитель не смог добиться высокого КПД работы котла, он не превышает на угольном топливе — 87%. Теплообменник стальной, поэтому срок службы тоже не большой — 15 лет.

Цена: 89 000 руб.

Неделька КО-60

Очень популярная в России и странах СНГ модель с названием отвечающему за недельный срок работы от одной загрузки, при этом объем камеры не превышает 160 л. Мощность очень высокая для таких габаритов: пиковая 60 кВт, а в режиме длительного горения 25 кВт, управляется автоматикой и может обогреть площадь до 350 м2.

Высочайший КПД — 92 % достигается при использовании качественного угля. Этому также способствует рабочий пульт управления тепловыми процессами котла Prond Proton 405.01 и дутьевой вентилятор WPA X2, для создания наддува котла.

Теплообменный аппарат и корпус агрегата сделаны из очень толстой топочной стали, что увеличивает срок службы, хотя и привело к увеличенному весу в 420 кг.

Цена: 130 000 руб.

Универсал TA-40

Водонагревательный отопительный котел нижнего горения с верхней загрузкой Теплов Универсал 40 кВт Костромского завода, имеет возможность обогревать любые жилые и промышленные помещения до 400м2 с одновременной подготовкой ГВС. Котел по топливу универсальный, способный работать на любом твердом топливе.

В продаже имеются автоматизированная либо энергонезависимая компоновка агрегата. КПД котла не выше 82 % в ручном режиме, при использовании автоматики превышает 85 %.

Программное обеспечение котла способно поддерживать температурный режим в доме на протяжении суток, а также распределять мощность по приоритетам «отопление — ГВС» в 4-х режимах. Цена: 103500 руб.

Принцип работы оборудования

По сути, конструкция котлов длительного горения мало чем отличается от устройства традиционных агрегатов. В них топливо сгорает при небольшой температуре, практически без открытого огня и с выделением большого количества тепла. За счет чего?

Сам котел изготавливается из металла, который обладает повышенной теплопроводностью. Поэтому точно такую же температуру, как внутри печки, получает помещение. Здесь нет промежуточного элемента, посредника, который бы забирал часть энергии на себя. Конечно, сначала котел должен нагреться сам, но на это уходит лишь пара минут. Так что потери ничтожно малы.
Процесс горения происходит в открытой камере. При этом воздух в нее поступает в мизерных количествах. По сути, дрова в котле не горят, а просто тлеют. При этом выделяется тепловая энергия, с помощью которой можно нагреть приличную по объему комнату. А так как топливо тлеет долго, то и расход его будет минимальным.
Чтобы в камере сгорания не возникало пламени, на дрова укладывается металлическая крышка с утяжелением. Она прессует топливо, которое прогорает, уменьшаясь в объеме. При этом крышка постепенно опускается вниз и доходит до колосника, когда дрова сгорят полностью. После чего котел очищают от золы и делают новую закладку дров.

Полезные дополнения

Собираемые в домашних условиях самодельный котел длительного горения нужно снабдить приборами контроля – манометром и термометром. Если же вы решили установить на свой агрегат комплект автоматики и вентилятор – нагнетатель, то нужно будет выполнить для него посадочное место. Вентилятор ставится в верхней крышке корпуса, электронный блок управления лучше сделать выносным, закрепив его на ближайшей стене внутри помещения топочной. Датчики температуры и давления врезаются в корпус водяной рубашки. Обычные показывающие приборы в этом случае не следует игнорировать, ведь они смогут работать при отключенной электроэнергии. Поэтому их тоже лучше поставить, поскольку далеко не каждый электронный дисплей отображает давление теплоносителя.

После сборки котлы отопления на дровах надо обязательно проверять на проницаемость сварных швов. С помощью компрессора это сделать просто: заполнить водой рубашку аппарата и создать в ней избыточное давление 3 Бар. Перед испытанием швы обязательно нужно очистить от шлаков. Раковины и непроваренные места дадут о себе знать течью. Когда компрессора в хозяйстве нет, отопительную установку потребуется разжигать и протапливать на улице до создания критического давления в рубашке 3 Бар. Контроль за давлением и температурой воды можно осуществлять по термометру и манометру.

Обшивку водяной рубашки и внутреннюю часть всех дверец самодельного агрегата рекомендуется покрыть теплоизоляционным материалом. В качестве последнего применяются асбестовые листы и базальтовая вата, которые не боятся высоких температур. Для наружной облицовки изоляции можно применить тонкий металл 0.3—0.5 мм с полимерным покрытием желаемого цвета.