Энергоэффективные котлы на твердом топливе. Твердотопливный котел газогенераторный

Газогенераторные котлы на твердом топливе своими руками,установка

Низкий показатель КПД классических твердотопливных котлов стал причиной пересмотра принципа их работы. Около30% энергии дров во время сгорания не переходит в тепловую и природный древесный газ буквально «вылетает в трубу». Для повышения эффективности работы отопления были разработаны газогенераторные твердотопливные котлы. Они отличаются от традиционных конструкцией.

Принцип работы и конструкция газогенераторного котла

Во время тления дров, угля, торфа или брикетов происходит выделение горючего газа. Он имеет более высокий показатель теплоемкости, чем твердое топливо и при сгорании выделяет больше тепловой энергии. Но для достижения этого эффекта, дрова должны быть максимально сухими (влажность до 5%), в камеру поступает ограниченный поток кислорода, чтобы не началось полноценное горение топлива.

Для решения этих условий была разработана особая конструкция котла длительного горения. Он состоит из следующих компонентов:

• Камера сгорания. В нее закладывается большое количество дров. Поджигание осуществляется в нижней части, а приток кислорода обеспечивается каналом в верхней области камеры. В результате происходит просушка дров, а воздушные потоки направляют образованные газы в нижнюю камеру.
• Основная область сгорания. Древесные газы попадают в основную камеру сгорания. В ней могут присутствовать рассекатели для повышения эффективного распределения тепла и фильтры, чтобы удалить сажу и твердые частицы.
• После прохождения остатков газа по теплопередающим каналам они попадают в дымоход.

Для создания тяги в конструкции газогенераторного котла предусмотрен минимум один вентилятор. С целью автоматизации работы устанавливается задвижка на входной воздушный канал. При достижении определенной температуры воды в системе она уменьшает приток кислорода. Когда показатель нагрева достигнет минимального значения – задвижка открывается.

Преимущества пиролизных котлов

Сложность конструкции газогенераторных котлов повлияла на их стоимость. Поэтому перед приобретением нужно взвесить все «за» и «против» подобных отопительных систем. Главным преимуществом пиролизных котлов является длительное время работы на одной закладке дров. В среднем ее хватает на 10-12 часов при обычном режиме функционирования и 5-6 при интенсивном. Подобная экономичность положительно отражается на снижении текущих затрат на отопление.

Кроме этого можно отметить следующие преимущества:

• Высокий показатель КПД. Дрова полностью перегорают, используется их энергия для вспомогательного нагрева теплообменника, а воспламеняющиеся газы выполняют основную функцию передачи тепла.
• Небольшое количество продуктов сгорания. Они практически не оседают на стенках дымохода, что не приводит к уменьшению его полезного диаметра и не сказывается на тяге.
• Автоматическая работа системы отопления. При наличии блока автоматики обслуживание котла осуществляется только два раза в день.

Относительным недостатком является низкая температура угарных газов, попадающих в дымоход. Разница между нагревом трубы и наружным воздухом является причиной появления конденсата. Влага попадает в основную камеру сгорания и отрицательно сказывается на эффективности работы системы.

Для решения этой проблемы нужно монтировать утепленные дымоходы. Они состоят из коаксиальной трубы, в простенках которой расположена базальтовая вата. Ее можно сделать своими руками, но лучше использовать заводские модели.

Параметры выбора газогенераторного котла

При анализе ассортимента пиролизного оборудования для отопления необходимо учитывать ряд факторов. Главным является номинальная мощность котла, которая повлияет на расчет температурной работы системы. Она определяется исходя из тепловых потерь дома, требуемой температуры в комнатах. К полученным результатам рекомендуется прибавить около 15% запаса мощности.

Учитывая конструктивные особенности, котел на дровах газогенераторного вида должен отвечать таким требованиям:

• Объем камеры сгорания. Для эффективной работы этот параметр должен составлять от 0,35 м?. Учитывается максимальная длина загружаемых дров.
• Материал изготовления теплообменника. Оптимальным вариантом является высокопрочный чугун, но вместо него можно применять жаропрочную сталь с толщиной стенки не менее 5 мм.
• Наличие системы автоматической работы газогенераторного котла. Она должна иметь несколько режимов: экономичный, комфортный.
• Количество теплообменных контуров. Обычно бытовые котлы делают с одним контуром для отопления. Исключение составляют модели с функцией горячего водоснабжения.

Средняя стоимость заводского котла начинается от 40 тыс. рублей и выше. Разница в цене зависит от производителя, мощности и системы управления.

Правила монтажа и обслуживания

Для установки твердотопливного отопительного котла необходимо подготовить специальное помещение. Его площадь должна быть не менее 15 м?, монтируется система вентиляции с показателем циркуляции от 3 объемов топочной в час. Вход в помещение отдельный. В месте монтажа котла стены и пол защищены негорючими материалами.

Газогенераторное оборудование используется только для принудительной системы отопления. Рекомендуемая обвязка указана на рисунке.

Дополнительно во время монтажа нужно учитывать следующие факторы:

• Расположение котла относительно уровня отопительных радиаторов не имеет значения. Но желательно, чтобы он находился ниже их.
• Хранение топлива в отдельном помещении. Допускается складирование небольшого количества дров в топочной, но в защищенном месте.
• Для автоматического регулирования мощности отопления рекомендуется установить в комнатах дома температурные датчики, подключенные к системе управления котла.

После монтажа выполняется опрессовка отопления и делается пробный запуск системы. При соблюдении правил установки и эксплуатации обслуживание системы не будет занимать много времени. Важно своевременно очищать зольник от продуктов сгорания, следить за уровнем воды в трубах и проверять работоспособность защитных компонентов: воздухоотводчиков, спускных клапанов и расширительного бака.

Пиролизный котел своими руками

Самостоятельное производство газогенераторного котла трудоемко. Для упрощения этой задачи рекомендуется выбрать готовую схему изготовления. Она включает в себя камеру загрузки, зольник, зону дожига древесного газа, трубопроводы для подачи воздуха, дымоходный патрубок и теплообменник.

Для изготовления потребуется жаропрочная сталь толщиной 3 мм (для корпуса) и 5 мм (для теплообменника). Из инструментов и оборудования понадобится сварка, дрель. Линейка, рулетка и болгарка.

Порядок изготовления газогенераторного котла своими руками.

1. Формирование заготовок по схеме. Учитывается допуск на сварные соединения.
2. Изготовление корпуса и коррекция размеров теплообменника и камеры дожига по фактическим габаритам.
3. Сварка теплообменника. Рекомендуется сделать его трубчатым, чтобы увеличить полезную площадь и упростить процесс производства.
4. Сборка компонентов и проверка герметичности.
5. Пробный запуск котла.

После этого можно выполнять монтаж оборудования и подключать его к отопительной системе. Если есть сомнения в собственных возможностях – ответственные моменты рекомендуется заказать у профессионального мастера. Так можно минимизировать вероятность неправильной сборки или появление дефектов.

prokotlyi.ru

Газогенераторные твердотопливные котлы

Газогенераторные или «пиролизные» твердотопливные котлы по праву считаются самыми экономичными из всей линейки бытового отопительного оборудования работающего на твердом топливе.

«Паспортная» энегоэффективность которую может достичь котел твердотопливный отопительный газогенераторный составляет от 92 до 95% в зависимости от производителя и качества используемого топлива.

Такой огромный (для твердотопливного оборудования) КПД достигается за счет наиболее полного использования «горючих» веществ содержащихся в дровах или древесных отходах.

Принцип работы

Газогенераторный котел использует в своей работе принцип «пиролиза». Данное оборудование имеет две камеры сгорания, а закладываемое топливо проходит несколько стадий горения:

• Подсушивается в специальной камере.
• В первой камере сгорания топливо медленно тлеет при температуре 200-850 градусов Цельсия без доступа кислорода – пиролиз. В процессе пиролиза из топлива выделяется большое количество «дровяного» газа, который далее поступает во вторую камеру, где успешно сжигается с помощью горелки и наддува большого количества воздуха.
• При этом контур теплоносителя и нагрева воды (в двухконтурных котлах) устроен и смонтирован таким образом, чтобы забирать тепловую энергию от обеих камер сгорания.

Газогенераторный котел может работать не только на древах, но и на любых отходах древесины, а также на брикетах и экогранулах – пеллетах.

Пиролизные газогенераторные твердотопливные котлы имеют следующие преимущества перед другими видами твердотопливного оборудования:

• Высокий Коэффициент Полезного Действия и практически полное отсутствие твердых отходов сгорания.
• Доступность и восполняемость топлива.
• Относительно длительный период работы и возможность закладки большого количества топлива – камеры сгорания пиролизных котлов имеют большую вместимость.

Недостатки газогенераторных котлов

Практически все недостатки пиролизных котлов такие же, как и всей линейки твердотопливного оборудования: «классических», котлов верхнего горения, и пеллетных агрегатов.

• Зависимость от человека. Пиролизные котлы, как и все остальные виды, нуждаются в регулярной загрузке новых порций топлива, чистке топочных камер и устройства дымоотведения. Газогенераторный процесс увеличивает период работы на одной закладке и снижает количество отходов, но, тем не менее, регулярность обслуживания остается.
• Высокая первоначальная стоимость. Цены, по которым предлагают пиролизные котлы в среднем на 50% выше цен на другие виды твердотопливных установок. Несомненно, указанная разница окупается за несколько отопительных сезонов, однако единовременно выложить приличную сумму может далеко не каждый застройщик.
• Очень существенный недостаток – высокие требования к «сухости» загружаемого топлива. У разных производителей эти требования разные, но если брать среднее, то влажность топлива должна быть не выше 15-20%. В противном случае процесс пиролиза просто0напросто не запустится. Учитывая то, что многим домовладельцам не под силу хранить запас практически сухих дров на всю зиму, некоторые производители газогенераторного оборудования разработали специальную конструкцию загрузочной камеры, в которой происходит «досушивание».

По каким факторам выбирать?

• Энергозависимость. Большинство газогенераторных агрегатов являются энергозависмым оборудованием. Поэтому если в вашей местности наблюдаются регулярные отключения электричества, вам необходимо иметь дополнительное оборудование – аккумуляторную батарею или Источник Бесперебойного Питания соответствующей мощности.
• Тепловая мощность. Тепловая мощность рассчитывается по формуле 1 кВт мощности на 10 квадратных метров отапливаемой площади. Чтобы ваш пиролизный отопитель работал «правильно» и долго его номинальная мощность  должна соответствовать расчетной, плюс-минус 15-205%, не больше и не меньше.
• В связи с тем, что значительные габариты пиролизных котлов требуют выделения специального помещения котельной, у вас либо долины быть свободные площади, либо вам придется их пристраивать.

pro-teplo.info

Газогенераторные котлы на жестком горючем, твёрдотопливный котёл-газогенератор

Газогенераторные котлы на жестком горючем, твёрдотопливный котёл-газогенератор

Современное газогенераторное оборудование – лишено ли оно недочетов?Современный твердотопливный газогенераторный котел имеет конструкцию, в какой учтены недочеты ранешних моделей и отзывы тех, кто какое – то время воспользовался таковой моделью. Потому в таком оборудовании исправлены фактически все ошибки, исправление которых почти всегда привело к использованию дополнительных узлов, что прирастило и без того немаленькую цена устройства. В итоге этих конфигураций у таких моделей котлов можно отметить последующие положительные стороны:

• Зависимо от желаний заказчика и избранной конфигурации оборудование может быть энергонезависимым, или работать при помощи электричества. Это позволяет использовать таковой твёрдотопливный котёл-газогенератор в критериях, где отключения и перебои в электросети являются обыденным явлением.
• Точность регулирования температурного режима. Получается из-за того что основной процесс горения происходит в газогенераторной камере, а держать под контролем температуру сжигания газа намного легче. Таковой контроль происходит при помощи автоматики.
• Регулируемая тяга и подача воздуха.
• Экономичность. Достигается благодаря тому, что газогенераторные котлы на твёрдом горючем более экономны, чем обыденное оборудования, также употребляют для собственной работы сырье которое просто достать.
• Безопасность. Для того чтоб защитить оборудование от перегрева в конструкцию устройства включен охлаждающий водяной контур.

газогенераторный котел

Хотя были устранены главные трудности, с которыми сталкивались хозяева первых моделей пиролизного оборудования, все таки остались определенные недочеты, о которых следует знать покупателю.

• Высочайшие требования к качеству сырья. Современные газогенераторные котлы на жестком горючем все так же не могут работать, если их влажность составляет более 20%. Сущность задачи заключается в том, что процесс пиролиза не может начаться при таких критериях.
• Необходимость в использовании системы принудительного дымоудаления.
• Необходимость хлопотать о том, чтоб не возникал конденсат. Для этого требуется сделать такие условия, при которых температура обратки в системе отопления будет выше, чем 60 градусов.
• Цена. Этот аспект является более суровым минусом, в особенности если учитывать, что обыденный котел может обойтись в 1,5-2 раза дешевле. В большинстве случаев противники пиролизного оборудования обращают свое внимание конкретно на этот нюанс в качестве аргумента о нецелесообразности приобретения таковой техники.

газогенераторная твердотопливная отопительная установка

У пиролизных моделей есть свои недочеты, как и у хоть какого другого оборудования, но плюсы намного превосходят их, в особенности если учитывать экономичный расход горючего и высочайший коэффициент КПД.

gazogenerator.com

Твердотопливные котлы – традиции и современность

Твердотопливные котлы с давних пор широко используются для отопления благодаря простоте, надежности и относительной дешевизне используемого топлива – дров, бурого и каменного угля, кокса, отходов деревообработки, хотя и имеют некоторые недостатки. Самый существенный недостаток связан с тем, что твердое топливо быстро прогорает и его необходимо периодически добавлять для беспрерывной работы теплогенератора, однако в конце XX – начале XXI века появились новые технологии, намного продлевающие процесс горения. Кроме того, постоянный рост стоимости самого распространенного энергоносителя – газа, удаленность многих населенных пунктов от магистральных газовых сетей, позволяет считать использование твердотопливных агрегатов вполне экономически целесообразным и энергоэффективным.

Типы современных твердотопливных котлов

По устройству и виду топлива современные котлы на твердом топливе можно классифицировать на следующие основные типы:

• котлы с нижним сгоранием топлива;
• агрегаты с верхним сгоранием;
• газогенераторные котлы;
• пеллетные теплогенераторы;
• паровые агрегаты.

Котлы с нижним сгоранием

Котел с нижним сгоранием топлива

Котел с нижним сгоранием – это наиболее распространенный твердотопливный агрегат, работающий преимущественно на дровах и угле. Конструкция теплогенератора включает следующие основные элементы, заключенные в корпусе: топку или камеру сгорания, теплообменник, подающий и обратный патрубки контура системы отопления, колосниковую решетку, дверцу для загрузки топлива, дверцу для розжига и очистки от золы, дымоход.

Корпус современных котлов изготавливается из стали, а теплообменник может быть как стальным, так и чугунным. У каждого вида теплообменника имеются свои достоинства и недостатки. Агрегаты с чугунным теплообменником имеют более высокую устойчивость к коррозии, чем стальные. Это немаловажный момент, так как при розжиге твердотопливных теплогенераторов до момента, пока температура не превысит точку росы, в топке образуется конденсат, который в смеси с продуктами горения очень агрессивен к металлам. Чугунный теплообменник также более огнестоек, чем стальной, поэтому имеет больший срок службы. Недостатки чугунных теплообменников – хрупкость, большой вес, малая стойкость к температурным перепадам теплоносителя в системе отопления, они не должны превышать 20 °C.

Обычно чугунные теплогенераторы делятся на отдельные секции, что облегчает трудности в транспортировке, монтаже, а в случае выхода из строя одной из секций ее легко заменить. Агрегаты со стальным теплообменником являются цельными конструкциями.

В устройстве котла с нижним сгоранием могут быть предусмотрены две-три топочные камеры, что дает возможность дожигания частичек топлива. При этом уменьшается выброс вредных продуктов горения в атмосферу, расход топлива снижается, а коэффициент полезного действия котла увеличивается. Современные твердотопливные котлы отопления позволяют управлять процессом горения, для чего используется система управления с вентилятором для наддува воздуха.

Котлы с верхним сгоранием

Котел с верхним сгоранием топлива

В агрегате с верхним сгоранием процесс сжигания топлива – угля, дров, брикетов из торфа или опилок – в отличие от котла с нижним сгоранием происходит не снизу вверх, а сверху вниз. Это стало возможным после изобретения, сделанного и запатентованного литовским инженером Э. Штрупайтисом в 2000 году и впервые использованного в котлах фирмы «Stropuva».  Горение в таком теплогенераторе поддерживается только в верхнем слое заложенного топлива, толщиной примерно в 15 см, куда сверху подается горячий воздух через специальную телескопическую трубу из особой камеры. По мере сгорания закладки труба под собственной тяжестью постепенно раздвигается и опускается вниз, так что распределитель воздуха на конце трубы постоянно находится в центре пламени.

Отопительный твердотопливный котел с верхним сгоранием, работающий на дровах, позволяет делать одну закладку раз в 30 часов, а агрегат, работающий на угле – одну закладку раз в 5 дней. Режим работы теплогенератора – от одной закладки до другой. То есть, после полного сгорания загруженного топлива необходимо удалить образовавшуюся золу и сделать новую закладку.

Газогенераторные (пиролизные) котлы

Газогенераторный котел – схема работы

Газогенераторные отопительные котлы на твердом топливе оснащаются 2-мя камерами сгорания. Принцип их работы основан на том, что древесина под действием высокой температуры и в условиях недостатка кислорода превращается в древесный уголь с выделением пиролизного горючего газа. В одной камере вначале происходит обычный процесс горения при нормальной подаче воздуха через специальное окно. После того, как дрова нормально разгорятся, подача воздуха с помощью автоматического регулятора уменьшается, и котел переходит в режим образования пиролизного газа. Дрова медленно тлеют, а выделяемый газ поднимается во вторую камеру, где происходит процесс его дожига.

КПД газогенераторного агрегата достигает 85—90 %, вредные выбросы продуктов горения в атмосферу сокращаются до минимума, топлива для такого котла требуется в несколько раз меньше, чем для теплогенератора прямого горения. В качестве топлива, кроме дров, могут использоваться отходы деревообработки с уровнем влажности не более 20 %.

Пеллетные котлы

Пеллетный котел с бункером топлива

Пеллетные котлы работают на биотопливе из торфа, опилок, отходов переработки продукции сельского хозяйства, спрессованном в цилиндрические гранулы, которые носят название пеллеты. Гранулы имеют небольшие размеры и поступают в продажу в удобных упаковках, облегчающих транспортировку и хранение.

Пеллетные котлы оснащаются автоматической системой управления, в том числе подачей топливных гранул в камеру сгорания, имеющую небольшие размеры. В связи с этим автоматика с большой точностью регулирует объем подаваемого топлива, при этом достигается наиболее полное сгорание и получение горючих газов с максимальной температурой за счет принудительного нагнетания воздуха в область горения с помощью вентилятора.

Пеллеты загружаются в топливный бункер, откуда с помощью системы подачи поступают в камеру сгорания. Бункер может быть отдельностоящим или встроенным в конструкцию котла, емкость бункера для котла мощностью 20—40 кВт, как правило, составляет не более 200-250 кг, чего хватает на неделю непрерывной работы. Система подачи представляет собой винтовой конвейер, приводимый в движение электродвигателем. Если необходима транспортировка пеллет на большие расстояния, то может использоваться пневматическая система подачи.

Автоматика пеллетных теплогенераторов включает системы механического удаления золы и самоочистки, возможность управления температурой в трубопроводах отопления в зависимости от погоды и другие устройства, облегчающие эксплуатацию агрегатов пеллетного отопления.

Паровые твердотопливные котлы

Паровой твердотопливный котел

Паровые котлы на твердом топливе в связи с их большой мощностью и габаритами применяются преимущественно в промышленности для обеспечения паром технологических процессов и систем отопления. Особенно эффективно применение паровых твердотопливных теплогенераторов на предприятиях с большим количеством отходов, пригодных для  сжигания в качестве топлива при невозможности использования других источников энергии. Агрегаты небольшой мощности могут также применяться для  отопления жилья и других помещений различного назначения.

По принципу работы паровые котлы подразделяются на 2 основных типа: жаротрубные и паротрубные.

В жаротрубном агрегате нагретые при сжигании топлива до высокой температуры продукты горения циркулируют по системе труб и передают тепловую энергию воде, которая эти трубы окружает. Вода при этом превращается в пар и затем поступает в систему отопления или по паропроводам промышленным потребителям. Так как образовавшийся пар обладает большим давлением, стенки такого котла делают очень толстыми. В связи с этим по соображениям безопасности жаротрубные котлы имеют ограничения по мощности.

В водотрубных котлах принцип работы обратный – внутри корпуса по системе труб течет вода, нагретые продукты горения циркулируют вокруг них, в результате вода в трубах превращается в пар и далее поступает потребителям. Водотрубные агрегаты более безопасны, здесь не требуется большой толщины стенок корпуса, что позволяет значительно повысить их производительность.

Паровые котлы оснащаются системами автоматики, включающими устройства розжига топлива и прекращения горения, регулировки расхода воды и топлива. Большое значение имеет группа безопасности твердотопливного котла, в которую входят индикаторы температуры, предохранительные термостаты, манометры, предохранительные прессостаты и клапаны давления пара, другие приборы и устройства, обеспечивающие безаварийную работу.

Как подобрать нужный котел

Чтобы подобрать нужный котел отопления на твердом топливе, нужно учитывать следующие факторы:

• тип агрегата – с верхним или нижним сгоранием, газогенераторный, пеллетный или паровой, наиболее подходящий для данных условий эксплуатации;
• мощность котла, необходимую для отопления и приготовления горячей воды;
• вид твердого топлива, который планируется использовать;
• объем топочной камеры, от чего будет зависеть частота закладки топлива;
• материал теплообменника – сталь или чугун, с учетом достоинств и негативных особенностей каждого материала;
• необходимость подключения к электросетям, так как некоторые модели котлов имеют устройства, работающие от электроэнергии – ТЭНы для поддержания температуры в период отключения котла, дымососы, вентиляторы для наддува воздуха;
• оснащение автоматическим управлением, узлами безопасности, так как твердотопливные котлы для дома должны быть в полной мере обеспечены всеми приборами и устройствами для безаварийной работы;
• возможность перевода на другие виды топлива или использования нескольких видов.

Некоторые правила эксплуатации

Соблюдение правил эксплуатации позволят продлить срок службы агрегата и сделают его функционирование безопасным. Для облегчения продуктивной работы твердотопливного котла рекомендуется соблюдать несложные правила:

• использовать только качественное топливо, так как в противном случае могут забиться устройства агрегата, каналы и дымоходы, что приведет к потере тяги;
• использовать исключительно сухие материалы – дрова, уголь, пеллеты, торф. При повышенной влажности топлива мощность котла будет снижаться;
• периодически осматривать и прочищать каналы агрегата, что особенно важно для теплообменника и дымоходов;
• имеющийся дымоход должен быть соответствующего сечения и высоты, при недостаточном сечении дымохода следует приобретать котел с принудительной вытяжкой;
• если в качестве дымохода используется стальная труба, то она должна быть утеплена;
• помещение, в котором устанавливается котел должно иметь хорошую вентиляцию – приток воздуха обеспечит нормальное горение.

Видео с примером правильной работы твердотопливного котла:

Не забудьте оценить статью:

otepleivode.ru

Смотрите также

• 
  Виды твердотопливных котлов
• 
  Виды котлов твердотопливных
• 
  Sav индукционный котел
• Машинист котлов вакансия
• Вакансия машинист котлов
• 
  Газовый котел окоф
• 
  Котел zota дымок
• 
  Уголь электричество котел
• 
  Вяземский котел 1941
• 
  Промышленный котел твердотопливный
• 
  Печи котлы камины