Делаем пиролизный котел своими руками – советы и рекомендации

Газогенераторные или пиролизные котлы, стоят в 2-3 раза дороже, чем классические модели отопительного оборудования. Изготовление пиролизного котла своими руками, дает возможность сэкономить на расходах до 60%, по сравнению с приобретением заводской продукции.

Для производства требуется подобрать необходимые материалы, чертежи и выполнить грамотные теплотехнические расчеты.

Ниже находятся пошаговую инструкция изготовления пиролизного котла своими руками, рекомендации относительно подбора необходимых строительных материалов и комплектующих.

Можно ли получить пиролиз самому

Конструкция самодельного пиролизного котла будет эффективной, только при условии, что будут созданы необходимые условия для его работы. Горение топлива внутри топки, должно осуществляться с соблюдением следующих особенностей:

• Пиролиз или газогенерация – это процесс продуцирования и последующего дожига газа, появляющегося при сжигании любого твердого топлива. Котел должен иметь топочную камеру, соединяющуюся каналом с топкой, для дожига газов.
• В процессе горения требуется, чтобы поддерживалась температура свыше 600°С. В самодельных котлах, камеру дожига газов, обычно располагают под топочной камерой. Для уменьшения теплопотерь.
• Подача воздуха и отвод газов, должны точно регулироваться. Пиролиз происходит только при ограниченном объеме кислорода в топке.

Во время горения твердого топлива, сначала происходит окисление поверхности, после чего появляется пламя. Газогенерация или пиролиз, является естественным физическим явлением.

Главная задача при изготовлении котла своими руками, это необходимость добиться максимального продуцирования CO и дожига его в специально отведенной камере.

Какой самодельный пиролизный котел лучший

В точности определить, какой самодельный пиролизный котел лучше, можно, только рассмотрев наиболее распространенные конструкции. Схемы для производства, в основном позаимствованы и являются копией уже существующих, реальных моделей оборудования. Наибольшей популярностью пользуются копии пиролизных котлов Стропува, благодаря простой и одновременно эффективной конструкции.

По своему устройству, все модели, которые изготавливают самостоятельно, внутренним устройством теплообменника и загрузочной камеры, делятся на две группы:

1. К первой группе можно отнести котлы, в которых используется вертикальная конструкция. Внешним видом модели напоминают бочку.
2. Вторая группа, использует горизонтальную загрузку и имеет такой же внешний вид, как и у классических котлов (форма «ящика»).

Вертикальная конструкция

Конструкция котла с вертикальной загрузкой, отличается простотой и эффективностью. Устройство используется в отечественных и зарубежных агрегатах, отличающихся длительной работой от одной закладки топлива. В конструкции присутствуют следующие особенности:

• Отсутствует отдельная топочная камера для дожига газов. Сверху топки устанавливается специальный металлический «блин» с отверстиями, соединенный с телескопической трубой.
  По мере прогорания топлива, кожух опускается. Через отверстия, выполняющие функцию форсунок, проходит и дожигается продуцируемый газ.
• Котлы используют принцип верхнего горения – приток воздуха идет в двух направлениях. Чтобы не допустить прогорания топлива, более чем на 10-15 см. Воздушные массы поступают снизу, через зольную заслонку. Одновременно, приток выполняется через телескопическую трубу, опускающуюся по мере прогорания топлива.
• Теплообменник имеет вертикальную конструкцию, обеспечивающую максимальную теплоотдачу.

Вертикальная конструкция считается максимально простой, поэтому, именно ее выбирают для самостоятельного изготовления котлов пиролизного типа. Одними из первых, устройство использовал латвийский производитель Стропува. Поэтому, схемы моделей данного типа зачастую так и называют.

Горизонтальная конструкция

Горизонтальные пиролизные котлы имеют конструкцию схожую с классическими агрегатами. Разница заключается в присутствии в устройстве отдельной топочной камеры для дожига газов и ломаного канала дымоотведения. В конструкции предусмотрены следующие особенности:

• Модели в основном используют принцип нижнего горения. Подача воздуха осуществляется сразу в трех направлениях. Поток воздушных масс не даёт, чтобы огонь разгорелся по всей топке и принудительно поддерживается внизу уложенного топлива.
  Второй поток воздуха, подается под колосниками и обеспечивает равномерное горение. Третий поток направлен на удаление продуктов сгорания и подачу газа в камеру дожига.
• Камера дожига – располагается непосредственно внизу под колосниками или сверху, в зависимости от выбранной конструкции. Топка обкладывается шамотным кирпичом, для поддержания высокой температуры.

Горизонтальная конструкция требует точных теплотехнических расчетов. Выполнить необходимые работы сможет только грамотный специалист.

Пиролизный котёл из газового баллона

Устройство пиролизного котла из газового баллона, напоминает классическую Стропува. Принцип работы идентичен, более известному латвийскому бренду. Для производства понадобятся следующие материалы:

1. Газовый баллон вместимостью 50 или 100л.
2. Лист металла для изготовления двух кругов – поршня или «блина», а также, двух дверок: загрузочной и топочной.
3. Металлическая полоска шириной 4 см и толщиной не менее 3 мм.
4. Арматура для изготовления колосников.

Сделать самому самодельный пиролизный котел из газового баллона, возможно, даже при минимальных технических навыках и умении работать со сварочным аппаратом. Конструкция требует небольших материальных вложений, на приобретение металлического листа, абразивного круга для болгарки и расходных материалов для сварочных работ.

Тип теплообменника – встроенная рубашка или змеевик

В пиролизных котлах заводского производства, используется два типа теплообменника. Такое же устройство, используется и в самодельном оборудовании. Выбор теплообменника зависит от выбранной схемы сборки и влияет на производительность, и теплотехнические характеристики котла.

Прежде чем начать собирать пиролизный котел своими руками, надо определиться с типом устройства, аккумулирующего тепло:

• Змеевик – нагрев теплоносителя осуществляется по типу проточного нагревателя. Змеевик изготавливают из меди или стали. Выглядит как обычная трубка, скрученная по спирали. Устанавливается сверху котла. Преимущество выбора змеевика для котлов, это простота установки. Недостаток – снижение теплоэффективности, в зависимости от интенсивности горения пламени.
• Водяная рубашка – представляет собой полость, полностью окружающую топку и камеру дожига, заполненную водой. В котлах заводской сборки, теплообменник данного типа, дополнительно окружает дымовой канал, что увеличивает количество аккумулированного тепла.
  Преимущество «водяной рубашки» – более равномерный прогрев теплоносителя и лучшая теплоотдача. Недостаток – сложная конструкция и высокие требования к сборке.

На теплообменник, выполненный в виде водяной рубашки, оказывается сильное термическое давление. Поэтому, к качеству швов предъявляются высокие требования. Лучше, чтобы работы выполнял сварщик, имеющий опыт в проведении данных работ.

Как рассчитать мощность самодельного пиролизного котла

Расчеты производительности котла, выполняют двумя способами. Первый заключается в том, что сначала выбирают модель подходящей мощности, заводской сборки, а после, копируют габариты: объем загрузочной камеры, вместительность теплообменника и т.д. Чертёж практически любого котла, сейчас можно найти бесплатно или купить в интернете.

Второй метод, требует наличия минимальных инженерных навыков. Расчеты проводятся по специальным формулам, в несколько этапов:

• Определяется мощность котла, в зависимости от отапливаемой площади. Для вычислений используют формулу 1 кВт = 10 м².
• Рассчитывается размер топочной камеры – при вычислениях используют следующие значения. Для получения 10 кВт тепла в течение одного часа, потребуется сжечь 3,6 кг дров. Для 10 часов работы, потребуется топка размерами 0,6*0,6*0,5 м (глубина/высота /ширина).
• Для самодельного пиролизного котла нужен вентилятор, с пропускной способностью 98,5 м³ в час.

После проведения всех расчетов и подбора подходящей модели по принципу горения и конструкции, останется только приобрести подходящие расходные материалы.
{banner_downtext}

Выбор марки стали и электродов

Сделать самостоятельно пиролизный котел длительного горения с водяным контуром или рубашкой своими руками, при наличии технических навыков, вполне возможно. Потребуется определить и составить список всех расходных материалов.

Для производства котла потребуется:

• Топочная камера – сталь, толщиной 5 мм. Для производства не рекомендуется применять обычный металл, с низким содержанием углерода. Лучше использовать жаропрочную легированную сталь, с содержанием хрома или молибдена.
  Варят топку с помощью электродов ТМЛ-1У, ТМЛ-3У и ТМЛ-5. Топочную камеру обкладывают шамотным кирпичом, в месте наибольшего нагрева.
• Теплообменник – изготавливают из обычной углеродистой стали, толщиной 3 мм. Через каждые 15-20 см, требуется приварить ребра жесткости, чтобы предотвратить деформацию в процессе нагрева.

При наличии минимальных технических навыков и самостоятельного изготовления пиролизного котла, можно добиться существенной экономии. Затраты на расходные материалы и оплату сварочных работ, составят не более чем 30% от стоимости котла, выпущенного в заводских условиях.

Пиролизный котел в быту, или когда цена на газ не имеет значения / Хабр

Можно ли построить систему отопления собственного жилища без газовой трубы так, чтобы это было комфортно, не утомительно и даже увлекательно? И что может получиться, если приправить всё это информационными технологиями?
Давайте вместе в этом разберемся.

Немного теории

Системы отопления (СО) с твердотопливным котлом (ТТК) – это системы периодического действия, в которых котел генерирует тепло только когда в нем есть топливо. В этой связи, владельцы ТТК, рано или поздно, обзаводятся теплоаккумуляторами, которые накапливают излишек тепла, генерируемый в процессе работы ТТК и отдают его дому уже после того как топливо в котле закончилось.

ТТК принято делить на классические (колосниковые) и пиролизные (газогенераторные). Классический вариант подразумевает обыкновенное сгорание топлива с выделением тепла. Твердотопливные пиролизные котлы отличаются тем, что топливо и горючий газ, выделяемый при его горении, сжигаются раздельно. Это обеспечивает более высокий КПД, широкий диапазон мощности, простоту требований к дымоходу.

Под «обыкновенным сгоранием топлива» подразумевается, что топливо в таких котлах сгорает в камере загрузки, где одновременно идут все те же процессы что и при пиролизе древесины. По этой причине в классических (колосниковый) котлах нет возможности получить качественное (полное) сгорание топлива. В результате неполного сгорания топлива на теплообменнике котла оседают деготь, смолы, (продукты пиролиза), сажа, зола и образуется теплоизолирующий слой, что в свою очередь вынуждает котел щедро делится, вырабатываемым теплом с окружающей средой.

Как преимущество классических котлов иногда указывают то, что в них, якобы, можно сжигать дрова с высокой влажностью, но как по мне, топить сырыми дровами – себя не уважать.

Не важно, в каком котле, пиролизном или традиционном, дрова, прежде чем начать давать тепло, должны пройти начальные стадии пиролиза, а именно нагрев и испарение влаги. Значит если мы используем для отопления дрова с влажностью 20% (это на 10 кг. сухих дров вылить сверху 2 литра воды), то есть пятая часть по весу в них балласт, на нагрев и испарение которого также придется потратить часть топлива, которая уже не будет использовано для отопление дома.

Если уж быть абсолютно точным, то топливо не горит «напрямую», горят газообразные продукты пиролиза. Это означает, что прежде чем дрова начнут гореть, то есть окислятся кислородом воздуха с выделением тепла, они должны быть нагреты до температуры испарения влаги в них, после этого должен пройти сам процесс испарения этой влаги, а уже потом начнется собственно пиролиз и горение пиролизных газов. Причем, процессы первой и второй стадии идут с поглощением тепла, так необходимого для пиролиза самой древесины, без которого не будет и самого процесса горения.

Мой выбор

Если после прочитанного, вы уже не планируете топить сырыми дровами, то исходя из своего жизненного опыта, я бы рекомендовал именно пиролизный котел.

До этого, у меня уже был двухлетний опыт эксплуатации шахтного колосникового котла KALVIS–2-70. Из выявленных недостатков отмечу, что его теплообменник невозможно было почистить от осевших на нем смол без предварительного разогрева до температуры выше 60°С. В конечном итоге, осознав все технологические изъяны этой конструкции, я решил обратиться к специалистам для её радикальной переделки. В результате этой глубокой модернизации я и стал обладателем пиролизного котла.

Установка

Котел лучше располагать в специально отведенном для него помещении, так как я еще не встречал котлов, которые не дымят в помещении при догрузке топливом (а мой, к тому же, иногда дымит еще и по причине несовершенства конструкции).
Кроме того котлы обычно комплектуются дымососом или вентилятором наддува, которые обычно, довольно прилично шумят. Остальные механизмы управления узлами СО (циркуляционные насосы, приводы воздушных заслонок, заслонка дымохода и шаровые краны с электроприводами) работают почти бесшумно.

Кроме прочего, нужно учитывать, котел для своей работы потребует большого притока воздуха в то помещение, в котором он находится, что станет причиной возникновения холодных сквозняков. Из всего выше сказанного, котел лучше располагать в отдельном помещении в теле дома.

Дымоход у меня расположен вертикально без изгибов и является частью внутренней стены дома, и во время работы котла дополнительно излучает тепло в дом.

Так как котел – это агрегат, в котором генерируемое тепло передается теплоносителю воде, то на его поверхности нет «раскаленных» частей, так как он не нагревается выше температуры кипения воды. Кроме того водяная рубашка снаружи, обычно защищена кожухом, температура которой редко превышает 30 — 35 град.

Заготовка дров и не только.

Основным видом топлива для пиролизного котла является древесина.

Годятся любые дрова: хвойные, лиственные, сосновые, дубовые, березовые и т.д. Все они имеют примерно одинаковую теплотворную способность. Твердые породы, такие как дуб, имеют теплотворную способность выше, но они и стоят дороже, так что гонятся за ними я особого смысла не вижу. Для заготовки отлично подходит любое мертвое дерево, упавшее или сухостой. Главное, что бы дрова были не сырые и не дорогие, лучше лично заготовленные, и для кошелька и для здоровья полезнее (можно запросто сэкономить на абонемент в фитнес-клуб). Отчасти потому, что при покупке на стороне трудно соблюсти все выше перечисленные условия, я и не люблю покупать дрова. Мне как-то в первый отопительный сезон привезли машину дров из лесхоза, так их остатки весной выпустили побеги и укоренились у меня во дворе. С тех пор, дрова заготавливаю только самостоятельно.

Кроме дров пиролизный котел с удовольствием потребляет солому, пеллету, стружку, торфяные брикеты и обычный торф, сортированные бытовые отходы (бумага, пластик, упаковка, все кроме ПВХ) и все это приправленное отработанным маслом или любыми другими отходами жидких углеводородов.

Но лучшим топливом для котла может стать автомобильная покрышка. Теплотворная способность автомобильной покрышки значительно превышает теплотворную способность лучших пород древесины и составляет 32 ГДж/т. Сравнится с ней может, разве что, теплотворная способность высококачественного угля. Ко всему этому покрышка имеет нулевую влажность, что тоже является положительным моментом. Ну а если у кого-то еще есть сомнения в том, что покрышка может довольно прилично гореть, можете глянуть на выходящие газы из моей трубы и на огонь в пиролизной камере.

Газы от сжигаемых покрышек
Огонь горящих покрышек
Так выглядят, подготовленные к загрузке в котел, автомобильные шины
То, что не только я расцениваю шину как прекрасное топливо, можно оценить по количеству
объявлений, которые предлагают металлокорд, остающийся после ее сжигания. Экологические нормы и их нарушение

Также должен акцентировать внимание на том, что ни в ком случае не призываю к повсеместному сжиганию автомобильных шин в домашних отопительных агрегатах.

Живя в обществе среди людей, обустраивая свой быт, мы не должны причинять неудобства своим соседям, в том числе наши действия не должны нарушать законодательства государств, гражданами которых мы являемся.
Шина как топливо упоминается мною в этой статье только как частный удачный опыт, который стал возможен после основательной модернизации серийного бытового котла, при условии постоянного пристального контроля за процессом горения через видеокамеру и оперативного управления.

Для обеспечения пожарной безопасности в котельной я на ее потолке разместил два автоматических порошковых огнетушителя типа Буран 2,5 и автономный датчик дыма.

Розжиг

Котел легче разжечь небольшим количеством дров (такая закладка осуществляется через нижнее окно загрузи дров), но при желании можно запустить котел и с полной загрузкой (для такой загрузки используется верхнее окно загрузки дров).

При запуске с полной загрузкой разжигаю котел через пиролизную горелку с помощью заранее вставленного в нее фитиля из гофрокартона (вид сверху на пиролизную горелку через нижнее окно загрузки топлива). Также облегчает розжиг небольшое количество отработанного моторного масла и мелкие дровяные щепки.

Продукты сгорания

Пиролизную камеру котла (он же зольник), чистить приходится каждый раз после отопительного цикла (примерно 10 – 12 часов непрерывной работы), так как объем ее ограничен, а пиролизным газам все же нужно где-то гореть.Теплообменники котла я стараюсь чистить через отопительный цикл, то есть примерно два раза в месяц, так как от степени их чистоты зависит эффективность отбора тепла сгенерированного в пиролизной камере. Обычно, после одного цикла отопления остается ведро золы и почти чистый металлокорд от шин. И зола и металлокорд, как оказалось, являются ценным продуктом для дальнейшего использования.

Продуктами полного сгорания топлива ТТК являются углекислый газ, вода и зола. Вот именно водяной пар и окрашивает дым в белый цвет на непрогретом дымоходе. Продуктом неполного сгорания топлива ТТК может стать сажа. Значительное ее количество может окрашивать дым в черный цвет, а незначительное, в смеси с водяным паром, в различные оттенки серого.

Конструкция котла

На фронтальной стороне моего котла расположены три дверцы:

• Верхняя дверца нужна для того, чтобы увеличить объем разовой загрузки. Чем больше за один раз удается загрузить дров, тем реже приходится это делать.
  
• Средняя дверца нужна для обслуживания котла (чистка от золы, подготовка к новой растопке), через самую верхнюю дверцу этого просто невозможно сделать. За ней находится камера загрузки.Внешний вид камеры загрузки Эта камера ещё называется газогенераторной, так как именно в ней и происходит процесс пиролиза дров.
  
• За нижней дверцей находится камера сгорания пиролизных газов.Некоторые подробности про расположение камеры сгоранияКамера сгорания (камера дожига) расположена под камерой загрузки топлива для того, чтобы локализовать определенный объем топлива участвующего в процессе горения. То есть, в пиролизном котле горят только те дрова, которые находятся в зоне охвата воздушных заслонок (это ниже средней дверцы и немного на высоте самой средней дверцы), остальное топливо — просто запас, который по мере выгорания опускается в зону горения.
  Если же пиролизную камеру расположить сверху, а топливо поджигать снизу, то пламя подымаясь снизу вверх по дровам будет пиролизовать все топливо сразу и вместо горения мы получим много дыма и как следствие смолистые вещества на теплообменнике.
  

Воздух на топливо в моем ТТК подается через три воздушные заслонки в разные зоны котла, что дает возможность получить наиболее эффективное сгорание топлива.

Наличие 3-х воздушных заслонок, графика температуры в дымоходе и видеокамеры в пиролизной камере позволяет минимизировать тепловые потери и получить наиболее эффективное сгорание не только различных видов древесины, но и более калорийного топлива, такого как сортированные бытовые отходы и изношенные автомобильные шины.

Немного теории

Обычно в ТТ пиролизные котлы воздух подается в строгом заранее спроектированном соотношении без учета особенности топлива, его фактической влажности и стадий, которые оно проходит по мере его выгорания в котле. Это приводит к тому, что иногда воздуха вполне достаточно для эффективного сгорания проектного топлива (к примеру сосновых дров), но чаще воздуха либо меньше чем нужно, (и тогда продукты неполного сгорания топлива конденсируются на теплообменнике ТТК в виде дегтя), либо больше чем нужно (и тогда лишний воздух не участвующий в процессе горения остужает теплообменник, и уносит в атмосферу драгоценное тепло которое сгенерировал ТТК).

Мой котел, как и большинство пиролизных котлов, родился с одной заслонкой (сейчас она средняя по высоте, она же и основная). Заслонка расположена на фронтальной части котла, ниже нижней двери загрузки топлива.

Воздух через нее подается на топливо, расположенное, над горелкой и охватывает примерно 100 см3 дров. Это тот объем топлива, который участвует в основном процессе горения. Этот же объем топлива формирует угольную подушку, на которой воспламеняются пиролизные газы.

Верхняя заслонка расположена под обшивкой, выше нижней двери загрузки топлива. Она появилась уже позже, в ее задачу входит формирование дополнительного объема пиролизных газов, уже после того как топливо расположенное в зоне охвата средней заслонкой прошло с первой по третью стадии пиролиза, и уже не выделяет в достаточном количестве горючих газов, по отношению к подаваемому через нее (среднюю заслонку) объему воздуха.

Верхняя заслонка
Нижняя заслонка появилась уже последней по причине необходимости подачи дополнительного объема воздуха при сжигании более калорийного топлива, чем дрова, к примеру, автомобильная шина. Расположена нижняя заслонка над дверью камеры сгорания и подает дополнительный воздух в камеру сгорания.Средняя и нижняя заслонки
В качестве приводов для этих заслонок используются недорогие, но вполне пригодные для этой цели сервомашинки MG996R 15кг.

Система отопления

Обычно, счастливые обладатели ТТК, проходят естественные стадии эволюции:

1. Приобретение котла и познание первой радость от тепла, принесенного им в дом. Кормят его маленькими порциями дров, кормят часто и с удовольствием.
2. Потом пытаются растянуть время между кормежкой. Потом пытаются экспериментировать с различными видами корма: топят исключительно дубом, акацией, и даже редким в наших краях, углем.
3. В конце концов, приходит понимание, что «котел существует для меня», а не «я для котла».
4. После этого владелец котла начинает подыскивать в доме место под теплоаккумулятор (ТА).

Мне повезло больше чем остальным, еще в процессе проектирования дома я спланировал себе место под ТА, благополучно миновав эту начальную стадию.

В качестве теплоаккумулятора можно использовать любую емкость, которая выдержит давление в Вашей СО (у меня оно не превышает 1,5 кг/см2), либо сделать ТА косвенного нагрева (водяной контур такого ТА обменивается теплом с контуром котла через дополнительный теплообменник), тогда его будет легче вписать в пространство комнаты. Здесь можно подробнее ознакомится с моим.

Необходимо также учитывать, что температура воды в ТА нередко доходит до 94°С, поэтому материал из которого изготовлен ТА и труба подводящая в него теплоноситель должны выдерживать эти температуры.

Теплоаккумулятор не обязательно ставить в котельной рядом с ТТК (даже лучше за ее пределами), монтировать его можно в любом удобном для Вас помещении дома (можно даже так).

Также пришлось приобрести Ладдомат 21, хотя вполне можно было обойтись трехходовым смесительным клапаном и циркуляционным насосом контура котла.

Понадобились так же термостатические смесительные клапаны для контура теплого пола и контура радиаторов, хотя жизнь в последствии показала, что радиаторы в СО с ТТК и ТА бессмысленны.

Оказался не лишним в СО с ТТК и бойлер косвенного нагрева, ну и дальше уже по мелочи: расширительный бак, кран шаровый с электроприводом контура ТА, контура котла и контура бойлера. Насосы циркуляционные для контуров бойлера косвенного нагрева, теплых полов и радиаторов.

Легенда

1. Заслонка подачи воздуха
2. Привод заслонки подачи воздуха TowerPro MG996R
3. Датчик температуры воды на входе в котел ( температура обратки) — ds18b20
4. Привод заслонки дымохода
5. Дымосос
6. Датчик температуры дыма — (ТХА)
7. Кран шаровый с электроприводом контура котла
8. Датчик температуры воды на выходе из котла ( температура подачи) — ds18b20
9. Насос циркуляционный контура котла, входящий в состав Ладдомат 21
10. Датчик температуры воды нижней части ТА №1 — ds18b20
11. Теплоаккумулятор №1 — 4м3
12. Датчик температуры воды в верхнем патрубке ТА №1 — ds18b20
13. Кран шаровый с электроприводом контура ТА
14. Расширительный бак
15. Насос циркуляционный бойлера косвенного нагрева
16. Вход системы водоснабжения
17. Бойлер косвенного нагрева
18. Термостатический смесительный клапан контура радиаторов
19. Радиаторы отопления
20. Насосы циркуляционные контура теплых полов и контура радиаторов
21. Теплый пол
22. Термостатический смесительный клапан контура теплого пола
23. Датчик температуры воды нижней части ТА №2- ds18b20
24. Датчик температуры воды в верхнем патрубке ТА №2 — ds18b20
25. Кран шаровый подпитки водой системы отопления
26. Теплоаккумулятор №2 (косвенного нагрева) — 4м3
27. Показания температуры с устройства «Комнатный термостат».
28. Показания температуры с устройства «Шлагбаум»

Автоматика

По мере эксплуатации своей СО постепенно пришло понимание, что система, в том виде в котором она родилась, имела существенные недоработки.

Оказалось, что системах отопления на базе ТТК + ТА, есть смысл соблюсти ряд условий:

1. Стремится отправлять в ТА только излишек тепла от ТТК.
2. Отсекать ТТК от остальной системы отопления (СО) после прекращения им генерации тепла, так как после выгорание топлива нем, ТТК из генератора тепла превращается в его потребителя и начинает высасывать ранее запасенное тепло из ТА.

Поначалу приходилось вручную подключать ТТК к СО во время запуска и так же вручную его отключать от нее. Вручную делить тепловые потоки как в начале запуска ТТК, так и уже в процессе работы котла, когда формируется избыток тепла. К тому же штатный регулятор воздушной заслонки был слишком инерционен и не справлялся с поставленными перед ним задачами.

И тогда некоторые свои простые функции по управлению котлом было решено переложить на хрупкие плечи автоматики. Использование электронного блока управления (БУ), избавило меня от выполнения множества рутинных операций. Также, попутно, БУ справляется с такой тривиальной задачей как, защита ТТК от перегрева, то есть делает то, что делают подавляющее большинство фабричных БУ ТТ котлов.

Мой первый блок управления ТТК был далёк от совершенства.

Принципиальная схема

Каждый раз, когда мне нужно было подправить или изменить логику работы СО у меня пухла голова когда я смотрел на эту схему и пытался понять как же она работает.

В конце концов, при участии добрых людей, БУ приобрел тот вид, который он имеет сегодня, а также столь необходимый для меня функционал.
На экране в графическом виде отображается текущее состояние основных узлов СО, которые необходимо контролировать. При этом экран не перегружен информацией, и она легко читается.
Дополнительную информацию о том, какое оборудование в данный момент задействовано блоком управления можно получить от светодиодов блока реле.

Схемотехника

БУ моего котла собран на базе модуля Arduino Mega 2560. Выбор пал на Ардуино, потому что широко распространено, легко доступно, хорошо документировано, в сети множество уроков по его программированию, огромное дружелюбное интернет-сообщество, которое поможет, подскажет, научит.

Именно Ардуино позволяет реализовать функционал Вашего устройства, ограниченный лишь Вашей фантазией. К примеру, Ваш БУ зимой может управлять ТТК, но достаточно сменить в нем прошивку и подключить разъем силовых устройств к другой группе, и он станет управлять системой полива Вашего приусадебного участка или, к примеру, теплицей. С фабричным БУ ТТК таких фокусов не проделаешь.

Список элементов блока управления1. Arduino Mega 2560
2. Arduino Ethernet Shield W5100
3. Графический дисплей QC12864B
4. 4-канальный реле модуль – 2 шт.
5. DC-DC конвертер понижающий 4…38В в 1.25…32В для питания блока реле и дисплея.
6. DC-DC конвертер понижающий 4.5…28 В в 0.8…20 В 3А на MP1584 для отдельного питания «бутерброда» Arduino Mega 2560 + Arduino Ethernet Shield W5100
7. Цифровой усилитель термопары MAX31855
8. Термопара ТХА
9. Датчик температуры Dallas DS18B20 – 4 шт.
10. Привод заслонки подачи воздуха TowerPro MG996R
11. Резистор металлопленочный 4. 7 кОм

Для питания БУ используется 12 вольтовый аккумулятор, который в свою очередь подключён к инвертору (600Вт). Он же обеспечивает работоспособность циркуляционных насосов СО.

Программное обеспечение

Мой блок управления котла, подключён к облачному сервису, это позволяет удаленно контролировать состояние системы, и при необходимости, так же удаленно, вносить корректировки в работу котла и системы отопления в целом. Зачем спрашивается удаленный контроль системы отопления и в частности удаленный контроль за работой ТТК? Полагаю, что только очень смелый человек может себе позволить оставить работающий котёл только под присмотром БУ стоимостью чуть больше 100 долларов. Я же приобрел

Пиролизный котел длительного горения: что это такое

Технология использования твердотопливных материалов существует уже более 400 лет.  Ещё в средние века в Европе угольщики применяли специальные камеры, которые искусственным методом ограничивали приток кислорода. Это позволило сохранять тепло продолжительное время. Сегодня такую технологию использует пиролизный котёл длительного горения.

Что такое пиролизный котел

Встречая подобное оборудование в магазинах, посетители нередко задаются вопросом,  что такое пиролизный котел? Многих при этом смущает его цена, а также отличающееся от классического отопительного оборудования устройство.

Такое устройство используется в первую очередь для обогрева жилых и нежилых помещений. Котёл может быть подключён к системе стоков и труб или же отапливаться посредством нагрева воды в основном резервуаре.

Отличает его от обычных классических систем не только само строение, но и принцип работы.

Такой котёл называют газогенераторным, так как он обогревает помещение посредством сжигания газа. Он выделяется древесными породами и углём при достижении ими определенных температур.

Благодаря этому система работает на одной закладке дров во много раз дольше, тем самым более экономично расходуя твердое топливо.

Принцип работы

Принцип работы пиролизного котла длительного горения строится на следующих процессах:

1. В верхнюю часть  камеры  закладываются дрова и другое твёрдое топливо на установленную огнеупорную решётку.
2. После этого топливо поджигается, и выжидается момент, когда оно будет полностью  охвачено пламенем.
3. При достижении первичного горения в камере начинают ограничивать приток кислорода. В ответ пламя практически гаснет. Однако его хватает для топления оставшейся части дров.
4. В результате начинает выделяться в первой камере из топлива пиролизный газ.
5. Его принудительно направляют во вторую камеру котла.
6. Разогретый газ во второй камере встречается с большим количеством кислорода. Так как  его температура достигает  порядка 300 градусов, он моментально воспламеняется.
7. От реакции быстро начинают нагреваться радиаторные элементы.

Внимание!  Важное отличие котла от стандартных нагревательных элементов  отображено в пунктах 3-7. Наличие 2-х камер в системе обязательно, так как она использует пиролизный газ для вторичного нагрева и поддержания установленной температуры долгое время.

Устройство пиролизного котла

Газогенераторные котлы на твердом топливе длительного горения состоят из следующих элементов:

1. Камера первичного топления.
2. Камера вторичного топления.
3. Огнеупорная решётка.
4. Системы подачи воздуха и заслонки.
5. Термостат.
6. Система радиаторов и труб для нагрева воды.

Дополнительно могут быть установлены специальные листы и крюки для быстрого сбора и утилизации образованной от сгорания топлива и золы.

Устройство пиролизного котла.

Конструктивные особенности

Бытовые пиролизные твердотопливные котлы длительного горения построены для работы по принципу распада горючих материалов. Устройство используется и в промышленности. Отличительная черта, как уже отмечалось, заключается и в использовании газа, образующегося в момент распада материала при горении.

Для этого устанавливаются специальные камеры и регуляторы подачи воздуха, чтобы контролировать процесс и направлять выделяемую летучую смесь из дров в нужном направлении.

Технические характеристики

Температура горения пиролизного газа при поступлении в камеру и нагреве составляет порядка 300 радиусов. Это основной технический элемент поддержания продолжительного времени топления котла от одной закладки дров и угля.

Пиролизная система обогрева при помощи газогенератора позволяет поддерживать необходимую температуру от 1 закладки дров до 12-15 часов.

Топливо для пиролизного котла

Топливо для пиролизных котлов используется на основе древесных пород или брикетов торфа.

При этом могут применять каменный и бурый уголь. Брикеты при правильном поддерживании режима позволяют  отапливать помещение при одной закладке до 28 часов.

Для того чтобы котёл работал по максимуму, необходимо соблюдать основное правило, касающееся дров. Они не должны быть влажными.

Если же древесина будет сырой, распад  при горении будет неактивен, и выделяемого объёма газа  будет недостаточно для горения.

Особенности запуска и работы пиролизного котла

Пиролизные котлы на угле длительного горения имеют отличие и от классических отопительных котлов, заключающееся в процессе старта.

Перед закладкой древесины или угля необходимо прогреть первичную камеру до температуры от 500 до 800 градусов. После этого делаются закладки, и запускается генератор, который направляет газ при распаде в другую камеру.

Регулируется подача кислорода и газа при помощи шиберов – специальных задвижек, которые устанавливают необходимые положения и перекрывают подачу кислорода в нужный момент.

Достоинства и недостатки пиролизных котлов

Как и другое отопительное оборудование, пиролизные котлы имеют плюсы и минусы по различным критериям.

Недостатки котлов длительного горения в основном заключаются в их стоимости. Такое оборудование в несколько раз дороже классических устройств прямого горения.

Однако отсюда идёт и плюс системы. В отличие от стандартных котлов, пиролизным требуется меньшее количество топлива, для того чтобы поддерживать продолжительное время температуру в помещении.

Ещё одним плюсом считается небольшое количество отходов.

При продолжительном горении органики от неё практически не остаётся золы.

К минусам также можно отнести высокие требования к влажности дров. Этот порог не должен быть выше 20%, иначе они не смогут гореть и выделять газ.

Как выбрать пиролизный котел

Основная задача при покупке состоит в том, чтобы подобрать оборудование, способное обслуживать площадь дома с подключением к общей тепловой сети. Для того чтобы система работала надлежащим образом, рекомендуется приобретать котлы с глубокой загрузкой.

Камеры должны вмещать дрова длиной до 65 см – это обеспечит продолжительное горение. Также на рынке представлены комбинированные котлы с 2-мя массивными камерами. Они могут использоваться для сгорания пиролизного газа или работать в классическом режиме.

Какой пиролизный котел лучше

Как выбрать пиролизный котел, когда на рынке представлено большое количество моделей и фирм. Здесь необходимо ориентироваться как на самого производителя и его классы оборудования, так и на технические характеристики модели.

Важно! При выборе котла для производственного  или жилого помещения обращайте внимание на время горения продуктов распада. Это основная характеристика каждой такой отопительной системы. В среднем при одной закладке отопление должно продолжаться не менее 10 часов.

Дополнительно следует учитывать систему газоотвода и дымоходную трубу. Если для обогрева используется водонагревательный принцип, необходимо, чтобы котёл имел соответствующие подключение и радиаторы накаливания.

Немецкие котлы

Отопительные пиролизные системы, произведённые в Германии, считаются одними из первых.

Такое оборудование применяется в частном и промышленном секторе более 30 лет.

На отечественный рынок котлы такого принципа горения также пришли одними из первых.

Сроки службы у них довольно значительные – до 20 лет. При этом системы ежегодно модернизируются, и внедряются дополнительные элементы для автоматизации и упрощения данного процесса отопления.

Чешские котлы

Чешские котлы также отличаются высоким качеством сборки. Большая часть комплектующих, которые используются при изготовлении систем пиролизного горения, применяется в немецких.

Для этого также задействуются и собственные наработки. Отличаются от оборудования, произведённого в Германии, чешские котлы и стоимостью – она сравнительно ниже.

Российские котлы

Лучшие пиролизные котлы длительного горения для частного сектора производятся и на территории РФ. У нас хоть данная технология и появилась сравнительно недавно, но быстро набрала популярность и потихоньку начала завоёвывать рынок.

В основном используются при сборке комплектующие собственного производства. В зависимости от серии и модели такие системы будут отлично подходить для производства или обогрева частного дома.

Болгарские котлы

Болгария, как и Россия, стремится удешевить производство и внедрить в него более доступные технологии, которые могут использоваться и семьями при отоплении дома в частном секторе со средним и небольшим достатком.

Также производители на территории данной страны отличаются котлами компактных размеров, которые при своём небольшом объёме способны сохранять тепло также продолжительное время.

Совместное производство (российско-европейские котлы)

Совместное производство пиролизных систем особенно заметно в промышленности.

Выпускается много моделей, которые разрабатываются для обеспечения нужды производственных предприятий.

Немного отстают на данном этапе системы для домашних нужд.

Связано это с тем, что данный тип отопительных котлов вышел на рынок не так давно, и у пользователей классических систем ещё возникает недоверие насчёт современного и более экономичного оборудования.

Обзор пиролизных котлов

Приведем краткий обзор твердотопливных пиролизных котлов следующих 3-х производителей,

1. Blago.
2. Atmos.
3. Бош.

Именно они занимают лидирующие позиции на отечественном рынке. Компании занимаются производством  и выпуском систем продолжительное время и зарекомендовали себя с положительной стороны.

Особенности Blago

Отопительные котлы марки Blago полностью состоят из отечественных комплектующих. Устройство максимально упрощено и сделано в противовес западным и европейским аналогам.

Как утверждает сам производитель, главный плюс его котлов состоит в продолжительном отапливании до 20 часов с одной закладки, а также возможности самостоятельного обслуживания системы без привлечения сервисного центра.

Чешские Atmos

Чешские котлы используют технологию изготовления по качеству ЕВРО-3.

Это означает, что такое оборудование имеет несколько систем фильтрации, и выработка практически не загрязняет окружающую среду.

Кроме того, оборудование имеет дополнительные автоматизированные системы подачи газа и откачки кислорода.

Немецкое качество «Бош»

Одним из лидеров рынка по-прежнему остаётся компания Бош. Они предоставляют продукцию не только для частного сектора. Но также и для промышленников.

Высокое качество и расширенная гарантия позволяет на должном уровне обслуживать системы. С развитием рынка также появилось большое количество комплектующих на модели всех котлов. Это позволяет значительно ускорить ремонт и плановое ТО систем при необходимости.

Требования к установке пиролизных котлов

Важным критерием в установке системы считается подготовка самого помещения. Для пиролизного котла требуется отдельное небольшое помещение по типу бойлерной или котельной, так как температура горения достигает 800 градусов. Необходимо, чтобы комната была вентилируема.

Также запрещается размещать в радиусе 3 квадратных метров от оборудования горючие материалы. Для установки потребуется бетонная площадка и оштукатуренные стены.

Правила эксплуатации пиролизных котлов

Какой котел лучше, пиролизный или длительного горения, выбирать самому потребителю.

Однако классические системы требуют большего ухода и обслуживания.

Хоть на первый взгляд пиролизный котёл и выглядит усложнённым, он практически полностью настроен на автономную работу.

Необходимо соблюдать при работе технику безопасности и не допускать разгерметизацию второй камеры, где собственно и сгорает газ.

Факторы эффективности работы

Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром позволяют в короткий промежуток времени отопить даже большое помещение. Это объясняется работой второго отсека, выделенного для сжигания газа.

В технических характеристиках каждой модели указываются его основные показатели – температура горения и продолжительность работы от 1 закладки. Это и есть основные факторы эффективности в работе. При выборе устройства на данный показатель следует сразу обращать внимание.

Пиролизный котел на угле, торфе  опилках или поленьях – это оборудование для обогрева, которое достаточно далеко ушло вперёд. Его система настроена на экономное расходование ресурсов и снижение уровня выбросов в окружающую среду. Россия, как и многие европейские и западные страны, активно вводит в эксплуатацию такие системы, чтобы снизить потребление твердотопливных материалов и выбросов в атмосферу.

Видео по теме: обзор пиролизного котла

принцип работы пиролизных котлов, преимущества и недостатки

Об экономном и эффективном отоплении мечтает каждый. Повезло больше тем, кто имеет возможность подключить газовое отопление. А остальные делают выбор между электрическими и твердотопливными котлами.

Твердотопливный котел подходит тем, кто имеет возможность постоянно подкидывать топливо. Если же у вас нет такой возможности, то применение такого котла будет проблематичным. Современные модели изготавливаются с более удобной системой подкладки топлива. Твердотопливные котлы не требуют больших средств на отопление. 

В зависимости от типа топлива и температуры в помещении на одной закладке топливо может гореть от 8 до 24 часов. Котлы, работающие на пеллетах можно проверять 1 раз в месяц. В таком оборудование подача топлива происходит автоматически. 

Но, несмотря на все преимущества, такие котлы требуют подключения электричества. И стоит такое оборудование дорого. Есть некоторые модели котлов, которые могут работать на любом виде топлива, а также на строительном мусоре. 

Содержание:

1. Пиролиз
2. Преимущества и недостатки
3. Принцип работы пиролизных котлов

Пиролиз

Давно уже стало известно, что сжигание древесины не является лучшим способом. Более эффективным является сжигание древесного угля. Поэтому многие предпочитают в качестве топлива использовать уголь. Пиролиз является процессом распада органических веществ под действием высокой температуры.  

К материалу, который подвергают пиролизу, ограничивают поступление кислорода. Делают это для того чтобы термический распад материала не превратился в простое сгорание.

Раньше для ограничения поступления кислорода использовали угольные ямы. Но у такого способа есть недостаток: при первичном горении энергия уходила впустую. 

Но на сегодняшний день появились устройства, которые помогают использовать всю энергию. Такими являются пиролизные твердотопливные котлы и газогенераторы.

Преимущества и недостатки

При недостатке кислорода происходит активное выделение газов. Для того чтобы обеспечить эффективную работу котла необходимо оборудовать его автоматикой. Она управляет процессом: ограничивает подачу кислорода после разгорания дров и контролирует процесс в двух камерах.

Главным недостатком пиролизного котла является обязательное наличие электропитания. При проблемах с электричеством вы останетесь без отопления.  

Пиролизные котлы, которые предназначены для работы на древесине, могут еще сжигать брикеты.

Еще одним достоинством пиролизного котла является: при горении пиролизные котлы контактируют с углеродом. На выходе из котла в результате этого процесса дым состоит из паров воды с некоторыми примесями и углекислого газа. При применении в качества топлива дров выходить в атмосферу углекислого газа будет в 3 раза меньше. При использовании угля выбросов углекислого газа будет примерно в 5 раз меньше.

Еще к достоинствам пиролизных котлов можно отнести: малое количество образования сажи. Дожиг газа и содержащихся в нем микрочастиц является положительным моментом.
В пиролизных котлах образуется малое количество золы. А так как сажи и золы немного, то нет необходимости производить частую чистку оборудования. А это является немаленьким плюсом отопительного котла.

Отопительные котлы прямого сгорания имеют невысокйи коэффициент полезного действия. Он составляет обычно от 60 до 65%. А в пиролизных котлах КПД составляет от 80 до 90%. 

Но есть еще достоинства у данного отопительного оборудования:

• В пиролизном процесс можно регулировать работу и оставить 30% мощности или же разогнать все 100%. А автоматика в свою очередь регулирует процесс и при этом происходит экономия топлива до 40%. В обычных котлах прямого сгорания необходимо открывать дверцы, заслонки и поддувала. И делать это необходимо самостоятельно.
• Камера для загрузки топлива может располагаться под камерой дожига, над или под ней.

Пиролизные котлы могут иметь разную конструкцию. В некоторых моделях камеру дожига устанавливают над первичной, а в других под ней. Но и выпускаются модели где ее устраивают за первичной топкой. А также модели разделяются по подаче воздуха. В некоторые котлы воздух поддается не через колосник, а подается сверху. Таким образом, процесс горения замедляется. Но все эти нюансы являются разновидностью одной технологии. 

Принцип работы пиролизных котлов

Пиролизная камера таких котлов похожа на топку обычной печи. В качестве топлива можно использовать: опилки, пеллетные гранулы, дрова, торфяные или древесные брикеты. В загрузочное окно на огнеупорную решетку помещается твердое топливо. Такая решетка имеет название колосник. Он обеспечивает приток к топливу первичного воздуха. 

Топливо необходимо поджечь, а затем нужно ждать пока все топливо не охватиться пламенем. Таким образом, газогенераторный котел выйдет на режим. Именно это и отличает обычные котлы и печи прямого сгорания от пиролизных котлов. 

После того как пиролизный котел выйдет на режим доступ первичного воздуха ограничивается. Поэтому горение практически останавливается. Горит только небольшая часть топлива. Тепло, которое выделяется при сгорании небольшого количества топлива, хватает на разложение остального объема топлива с выделением пиролизного газа. 

Пиролизный газ обычно самотеком попадает во вторичную камеру, где осуществляется подача вторичного воздуха. При контакте с кислородом нагретый газ сразу вспыхивает и горит с выделением большого количества тепла. Газ может быть нагрет больше 300оС. Таким образом, происходит нагрев носителя тепла.

Популярными пиролизными котлами являются немецкие котлы Bosch и чешские котлы Atmos. Хоть такое оборудование и имеет немаленькую стоимость, но они отличаются своими высокими техническими характеристиками и большим сроком службы.

Читайте также:

твердотопливные котлы отопления, отопительные на твердом топливе, пиролизного типа

Содержание:

Жители регионов, где природный газ недоступен, вынуждены использовать для отопления домов традиционные виды топлива – уголь, торф и дрова. Хорошей альтернативой обычным печам и котлам выступают инновационные пиролизные модели, характеризующиеся большей эффективностью и имеющие встроенную автоматику.

Особенности конструкции

Пиролизный котел — твердотопливный котел модифицированного типа, позволяющий из дров извлекать газ, впоследствии использующийся для обогрева жилища. Пиролиз является физико-химической реакцией, широко применяемой в различных промышленных областях. В основе этого процесса лежит распад сложной органики под воздействием значительной температуры и в условиях кислородного голодания. В итоге на выходе получаются более простые компоненты в твердом, жидком и газообразном состоянии.

Конструкция твердотопливного пиролизного котла состоит из двух камер:

• Верхняя камера. Предназначена для осуществления реакции пиролиза топливного материала при температурном режиме +200 — +800 градусов. В результате этого происходит образование древесного угля и природного газа, состоящего из СО с примесями СО2.
• Нижняя камера. В нее из верхнего отделения поступает пиролизный газ, смешанный с воздухом: итогом его сгорания при температуре +1100 – 1200 градусов является образование большого количества тепла. Полученная энергия используется для нагревания воды и теплоносителя.

Принцип работы

Из-за того, что внутри пиролизных котлов длительного горения сжигаются не дрова, а природный газ, достигается достаточно высокий КПД – 85-90%. Процесс горения в таком случае проще поддается контролю, что дает возможность введения автоматического управления оборудованием. Для разделения верхней и нижней камеры используется колосник. Получения газа в верхнем отделении достигается за счет медленного тления и пиролизации топлива. И это все – в условиях дефицита кислорода. Препятствием для потери тепла из этой камеры служит топливо на колоснике: сквозь него происходит слабое поступление первичного воздуха.

Подача получаемого в результате тления топлива газа в нижнюю камеру происходит вместе со вторичным воздухом. В роли форсунки выступает дно нижнего отделения, для изготовления которого используется термостойкая керамика. Отличительной особенностью таких топок являются усиленные показатели аэродинамического сопротивления, что позволяет использовать в них принудительную тягу, создаваемую дымососом.

Время работы газогенераторного котла, обеспечиваемого одной загрузкой, находится в прямой зависимости от уличной и внутренней температуры воздуха, качеств утепления помещения, типа топлива и его характеристик, а также правильности монтажа системы отопления. По сравнению с обычным оборудованием твердотопливные пиролизные котлы на порядок эффективнее.

Выбор твердого топлива

Для работы пиролизного котла отопления подойдет любой тип твердого топлива, включая древесину, торф, бурый и черный уголь.

 Эти материалы имеют различный период полного сгорания:

• Мягкая древесина – до 5 часов.
• Твердая древесина – около 6 часов.
• Бурый уголь – 8 часов.
• Черный уголь – 10 часов.

Как показывает практика, наибольшей эффективность твердотопливного пиролизного котла длительного горения достигается при использовании сухой древесины. При помощи сухих поленьев длиной до 65 см и влажностью 20% можно не только вывести оборудование на максимальную мощность, но и существенно продлить срок его службы. Если такие дрова отсутствуют, газ можно генерировать с помощью всякого органического топлива, для которого характерен образование летучих фракций.

Производители пиролизных котлов на твердом топливе допускают использование следующих видов материала:

• Древесных отходов.
• Топливных пеллет и брикетов.
• Некоторых видов торфа.
• Отходов пищевой промышленности, имеющих в своем составе целлюлозу.
• Каменного угля.

При сгорании пиролизного газа пламя имеет белый цвет, минимально выделяя побочные продукты горения. Если правильно отрегулировать первичный и вторичный воздух, а также подобрать качественное топлива, то процентная доля дыма не превышает 20%. При увеличении влажности топлива при его сгорании будет образовываться большое количество водяного пара. В результате этого появится копоть и деготь, что приводит к снижению теплотворных характеристик твердотопливных котлов пиролизного горения, вплоть до затухания.

Как запускается и работает пиролизный котел длительного горения

Прежде, чем включить газогенератор, важно учесть его отличия от обычного твердотопливного обогревателя. И это не только касается наличия двух камер, имеющих специальные шиберные задвижки-регуляторы. Важный момент – перед использованием загрузочного бункера отопительного пиролизного котла его необходимо хорошо прогреть.

По достижению оптимального температурного режима +500-800 градусов проводится загрузка твердого топлива. Только после этого шибер можно привести в режим пиролиза и включить дымосос. В результате такого порядка операций создаются условия для медленного бескислородного сжигания топлива. Пиролизный газ сгорает чистым желтовато-белым пламенем, что обеспечивает эффективное отопление помещений.

Рекомендации по выбору твердотопливного котла

Приобретение и установка твердотопливного пиролизного котла отопления имеет смысл лишь в том случае, если у потребителя есть возможность постоянно закупать сухие дрова, или заготовлять их с соблюдением всех необходимых условий. В противном случае лучше не рисковать, отдав предпочтение современному высокотехнологичному котлу, топка которого комбинирует высокоэффективное пиролизное и традиционное сжигание: соотношения этих процессов – 4/1. Данное оборудование способно работать не только на дровах, но и на отходах древесного производства, торфе, угле и т.п. влажностью не более 50%.

Наиболее практичными считаются котлы, вмещающие дрова длиной до 65 см. В качестве покрытия верхнего и нижнего отделения должен использоваться керамобетон: это позволяет обеспечить оптимальный температурный режим внутри оборудования, без угрозы перегорания внутренних стенок. Признаком хорошего котла является возможность поддержания длительности горения до 10 часов, с продолжительностью службы не менее 20 лет.

Сильные и слабые стороны

Неоспоримыми достоинствами пиролизных котлов на твердом топливе являются следующие характеристики:

1. Простота в обслуживании. Благодаря наличию автоматизации работа оборудования не требует надзора человека. Загрузка топлива также очень удобна – ее проводят раз в 10-15 часов (это в 2 раза реже, чем в случае с традиционными твердотопливными моделями). Что касается чистки топки и дымохода, то благодаря минимальному образованию сажи реализовать ее достаточно легко.
2. Практичность. В регионах, где отсутствуют газовые магистрали твердотопливный котел пиролизного типа является наиболее практичным решением для организации автономного отопления.
3. Экологическая безопасность. После сгорания топлива практически не остается золы в топке и в дымоходной трубы. Выделяющиеся в процессе горения газы не содержат токсичные компоненты, а в процессе работы газогенератора концентрация СО2 в 3 раза ниже, чем в случае со стандартным твердотопливным котлом. Как результат, загрязнение окружающего пространства сведено к минимуму.
4. Высокая скорость нагревания. Пиролизный котел быстро прогревает помещение.

Слабые стороны:

1. Дороговизна. Пиролизные котлы дороже обычного оборудования в полтора раза.
2. Оснащены только одним контуром. Вне зависимости от модели, все газогенераторные агрегаты являются одноконтурными. Это означает, что воды для бытовых нужд во время их работы не нагревается.
3. Требовательность к топливу. Превышения влажности используемого топлива может провоцировать серьезные сбои в работе отопления.
4. Отсутствие полного автоматического режима. В отличии от газового, твердотопливный пиролизный котел на дровах лишь частично автоматизирован, так как загрузка топлива производится вручную.

Что такое ПИРОЛИЗНЫЙ КОТЕЛ? | ТЕПЛОТА

Пиролиз (от древнегреческого πῦρ — огонь, жар и λύσις — разложение, распад) — термическое разложение органических соединений без доступа воздуха.

Пиролизный котёл – основное описание технологии.

Пиролизный котёл — разновидность твердотопливного, как правило, водогрейного котла, в котором топливо (чаще всего, дрова) и выходящие из него летучие вещества, сгорают раздельно. Обычно как синоним пиролизного, употребляется название газогенераторный котёл. Фактически, пиролиз (разложение и частичная газификация под действием нагревания) происходит при любом способе сжигания твёрдого органического топлива. Главное отличие от традиционных отопительных котлов на твердом топливе в том, что в пиролизном котле горит древесный газ, образующийся и выделяющийся из топлива (дров), в процессе воздействия на него высокой температуры в условиях недостатка кислорода. В итоге происходит процесс разложения древесины на две фракции — летучую часть, древесный (пиролизный) газ, и твердый остаток в виде древесного угля (кокса). Как только выделившийся газ начинает смешиваться с воздухом насыщенным кислородом в специальной камере, (для этих целей практически все пиролизные котлы снабжены специальным вентилятором) возникает процесс горения и, как следствие, образование тепловой энергии.

Подробнее о конструкции пиролизного котла.

В пиролизных котлах топка разделена на две части. В первой (верхней) части (газифицирующая камера, или камера загрузки) при отсутствии кислорода очень медленно горит и «пиролизуется» топливо, а выделяющиеся при этом газы, догорают во второй части топки (нижней камере сгорания), куда непосредственно подаётся вторичный воздух (двойное дутьё).

Характерным отличием пиролизных котлов от других бытовых котлов является верхнее дутьё. Пространство между камерами разделяют колосники, на которых лежит топливо (дрова) и первичный воздух проходит сквозь слой топлива сверху вниз. Топки такой конструкции имеют повышенное аэродинамическое сопротивление, поэтому тяга их, как правило, принудительная. Часто по технологическим соображениям она реализуется с помощью дымососа, а не дутьевого вентилятора (более характерного для небольших котлов), но в описаниях и статьях обычно всё равно употребляется термин «вентилятор».

Рассмотрим, как работает пиролизный котел.

Дрова (или иное топливо) загружаются в топку, на колосник. Их поджигают, дверца закрывается и запускается вентилятор — дымосос. При недостатке воздуха в первой камере и под действием очень высокой температуры (от 200 до 800 °C и иногда выше) происходит обугливание дров и выделение древесного газа, то есть собственно процесс — пиролиз. Выделившиеся продукты (в основном углеводороды, угарный газ и водород, плюс азот из первичного воздуха) поступают под колосник. Там к продуктам пиролиза подмешивается вторичный воздух, в котором летучие продукты сгорают. Часть выделенного тепла при этом возвращается к нижнему слою дров, под колосник, и поддерживает пиролиз. Полученное в результате тепло используется  для нагреватеплоносителя котла.

Рисунок. Как работает пиролизный котел. Схема работы пиролизного котлы в разрезе.

1.       Загруженное топливо (дрова)
2.       Первичный воздух
3.       Вторичный воздух
4.       Уходящие газы
5.       Вентилятор, дымосос

Достоинства пиролизного котла.

1.       Процесс горения, который можно регулировать подачей первичного воздуха, и, как следствие, большое время автономной работы на одной закладке дров (от 12 часов до нескольких дней).
2.        Абсолютно полное сжигание топлива. А это говорит об экономичности и мене частой чистке, по сравнению с традиционными твердототопливным котлом.
3.       Процесс горения поддается точному контролю с помощью автоматики, что позволяет повысить эффективность котла.
4.       Снижение выбросов вредных веществ в атмосферу.
5.       Наконец, экономичность пиролизного типа котлов по сравнению с традиционными. По разным источникам пиролизный котел считается экономичнее на 4 – 15%

Пиролизным котлам присущи и недостатки.

1.       Стоимость данного оборудования значительно выше традиционных твердотопливных котлов.
2.       Требовательны к влажности загружаемого топлива. При повышении процентного содержания влаги в древесине мощность котла резко снижается.
3.       Пиролизные котлы всегда зависят от электроэнергии (дымосос – вентилятор и подключенная автоматика требуют постоянного и бесперебойного питания)
4.       Отсутствует возможность автоматической подачи топлива в котел.

Какой котел выбрать – традиционный твердотопливный или пиролизный? Наш обзор и статьи нашего сайта должны Вам помочь. Выбор за Вами.

Что такое пиролиз? : USDA ARS

Что такое пиролиз?

Введение Наши исследования Что такое пиролиз? Исследователи бионефти

Объекты Наши партнеры Публикации в новостях Ссылки

Что такое пиролиз?

Пиролиз — это нагревание органического материала, такого как биомасса , в отсутствие кислорода. Из-за отсутствия кислорода материал не воспламеняется, но химические соединения (например, целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин), составляющие этот материал, термически разлагаются на горючие газы и древесный уголь. Большинство этих горючих газов можно конденсировать в горючую жидкость, называемую пиролизным маслом (бионефть), хотя есть некоторые постоянные газы (CO ₂ , CO, H ₂ , легкие углеводороды). Таким образом, пиролиз биомассы дает три продукта: один жидкий, био-масло, , один твердый, биоуглерод, и один газообразный (синтез-газ).Доля этих продуктов зависит от нескольких факторов, включая состав сырья и параметры процесса. Однако при прочих равных, выход био-масла оптимизируется, когда температура пиролиза составляет около 500 ° C и скорость нагрева высокая (т.е. 1000 ° C / с), то есть в условиях быстрого пиролиза. В этих условиях выход бионефти 60-70 мас.% Может быть достигнут из типичного исходного сырья биомассы с выходом биоуглерода 15-25 мас. %. Остальные 10-15 мас.% Составляют синтез-газ.Процессы, в которых используется более низкая скорость нагрева, называются медленным пиролизом, и биоуглерод обычно является основным продуктом таких процессов. Процесс пиролиза может быть самоподдерживающимся, поскольку сгорание синтез-газа и части бионефти или биоуглерода может обеспечить всю необходимую энергию для запуска реакции.

Схема процесса быстрого пиролиза.

Bio-oil представляет собой плотную сложную смесь кислородсодержащих органических соединений.Его топливная ценность обычно составляет 50-70% от стоимости топлива на нефтяной основе, и его можно использовать в качестве котельного топлива или преобразовать в возобновляемые виды топлива для транспорта. Его плотность составляет> 1 кг. L ^-1 , что намного больше, чем у исходного сырья биомассы, что делает его более экономичным для транспортировки, чем биомасса. Поэтому мы представляем модель распределенной обработки, в которой многие мелкомасштабные пиролизеры (например, в масштабе фермы) скрывают биомассу в бионефть, которая затем транспортируется в централизованное место для переработки. Наши исследования показывают, что при использовании в распределенных системах «в масштабе фермы», питающих центральную газификационную установку (для производства жидкостей Fisher Tropsh), одной только экономии транспортных расходов достаточно, чтобы компенсировать более высокие эксплуатационные расходы и затраты на биомассу.

Распределенная переработка биомассы методом быстрого пиролиза.

Кроме того, произведенный биоуглерод можно использовать на ферме в качестве отличного средства для улучшения почвы, которое может связывать углерод.Биоуголь обладает высокой абсорбирующей способностью и, следовательно, увеличивает способность почвы удерживать воду, питательные вещества и сельскохозяйственные химикаты, предотвращая загрязнение воды и эрозию почвы. Внесение биоуголь в почву может улучшить как качество почвы, так и стать эффективным средством связывания большого количества углерода, тем самым помогая смягчить последствия глобального изменения климата за счет связывания углерода. Использование био-угля в качестве улучшения почвы устранит многие проблемы, связанные с удалением растительных остатков с земли.

Изоляция углерода путем внесения в почву биоуглерода.

5.1 Пиролиз биомассы | EGEE 439: Альтернативные виды топлива из источников биомассы

5.1 Пиролиз биомассы

На рис. 5.1 показаны четыре метода термохимического преобразования биомассы с выделенным пиролизом. Мы только что рассмотрели сжигание и газификацию, а о прямом сжижении поговорим позже в семестре.

Рисунок 5.1: Термохимические пути преобразования биомассы

Кредит: Д-р Хилал Эзги Тораман

Есть различия в каждом из тепловых процессов. При сгорании материал находится в богатой кислородом атмосфере, при очень высокой рабочей температуре, с заданным выходом тепла. Газификация происходит в атмосфере, обедненной кислородом, при высокой рабочей температуре, и газообразные продукты являются основной целью (в большинстве случаев производство синтез-газа).Прямое сжижение (особенно гидротермальная обработка) происходит в неокислительной атмосфере, где биомасса подается в установку в виде водной суспензии при более низких температурах, а бионефть в жидкой форме является продуктом.

Итак, что такое пиролиз? Есть несколько определений в зависимости от источника, но по сути это термохимический процесс, проводимый при 400-600 ° C в отсутствие кислорода. В процессе образуются газы, бионефть и полукокс, и, как отмечалось в Уроке 4, это один из первых шагов в газификации или сжигании.Состав производимых первичных продуктов будет зависеть от температуры, давления и скорости нагрева процесса.

Пиролиз имеет преимущества как с экономической, так и с экологической точки зрения. Их:

• использование возобновляемых ресурсов с использованием углеродно-нейтрального маршрута — экологический потенциал ;
• утилизация отходов, таких как отходы обработки пиломатериалов (кора, опилки, рубки ухода за лесом и т. Д.), Сельскохозяйственные остатки (солома, навоз и т. Д.)) — экономический потенциал ;
• автономная энергетика — экономический потенциал ;
• преобразование энергии биомассы с низким содержанием энергии в жидкое топливо с высокой плотностью энергии — экологический и экономический потенциал ;
• потенциал для производства химикатов из биологических ресурсов — экологический и экономический потенциал .

Пиролиз первоначально использовался для производства древесного угля. В культурах коренных народов Южной Америки материал воспламенялся, а затем покрывался почвой, чтобы уменьшить доступный материалу кислород — в результате оставался высокоуглеродистый материал, который мог стабилизировать и обогащать почву, добавляя питательные вещества ([Обсуждение применений пиролиза], (п.d.), получено с MagnumGroup.org). Он также использовался как более легкий и менее летучий источник тепла для приготовления пищи (например, «угольные» грили) в странах, где электричество не является широко доступным, и люди используют такое топливо, чтобы готовить или обогревать свои дома (Schobert, HH , Энергия и общество: введение , 2002, Taylor & Francis: New York). Существует не только твердый продукт, такой как древесный уголь, жидкие продукты также могут производиться в зависимости от исходного материала и используемых условий.Исторически метанол производился при пиролизе древесины.

Этот процесс пиролиза также можно назвать торрефикацией. Торрефикация обычно проводится при относительно низких температурах пиролиза (200-300 ° C) в отсутствие кислорода. Загрузочный материал нагревается медленно, со скоростью менее 50 ° C / мин, в течение периода от нескольких часов до дней — таким образом высвобождаются летучие вещества, а углерод сохраняет жесткую структуру. На первом этапе теряется вода, которая является компонентом, снижающим теплотворную способность топлива.За этим следуют потери CO, CO ₂ , H ₂ и CH ₄ в небольших количествах. При этом сохраняется примерно 70% массы при 90% содержания энергии. Твердый материал гидрофобен (мало притягивается к воде) и может храниться в течение длительного периода времени.

Классификация методов пиролиза

Существует три типа пиролиза: 1) традиционный / медленный пиролиз, 2) быстрый пиролиз и 3) сверхбыстрый / мгновенный пиролиз. Таблица 5.1 и Рисунок 5.2 суммируют, как каждый метод отличается температурой, временем пребывания, скоростью нагрева и производимыми продуктами.

Как упоминалось ранее, медленный пиролиз обычно используется для производства.

Biogass Renewables Pty Ltd Profile

• Биоэнергетика
• Управление энергией
• Энергетический мониторинг
• Хранилище энергии
• Ископаемая энергия
• Геотермальный
• Hydro Energy
• Сжигание
• Распределение мощности
• Возобновляемая энергия
• Солнечная энергия
• Из отходов в энергию
• Энергия ветра

• Биоэнергетика
• Биотопливо из водорослей
• Альтернативные виды топлива
• Анаэробный биогаз
• Анаэробное пищеварение
• Пакетный биогаз
• Biochar
• …и больше
• Компании
• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения

• Управление энергией
• Альтернативой энергии
• Окружающая энергия
• Управление золой
• Резервная мощность
• Базовая мощность нагрузки
• Пакетная газификация
• …и больше
• Компании
• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения

• Энергетический мониторинг
• Анализ золы
• Мониторинг батареи
• Анализ биодизеля
• Биоэнергетические испытания
• Анализ биотоплива
• Мониторинг биогаза
• …и больше
• Компании
• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения

• Хранилище энергии
• Расширенное хранилище энергии
• Аккумуляторная батарея
• Управление батареей
• Коммерческое хранение энергии
• Аккумуляторы глубокого разряда
• Распределенное хранение энергии
• …и больше
• Компании
• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения

• Ископаемая энергия
• Продвинутая ископаемая энергия
• Управление золой
• Авиационное топливо
• Анализ биотоплива
• Очистка котла
• Улавливание двуокиси углерода (CO2)
• …и больше
• Компании
• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения

• Геотермальный
• Замкнутый цикл геотермальной энергии
• Коммерческая геотермальная энергия
• Глубокая геотермальная энергия
• Внутренняя геотермальная энергия
• Геотермальный
• Геотермальная скважина
• …и больше
• Компании
• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения

• Hydro Energy
• Архимедова винтовая турбина
• Conduit Hydropower
• Фрэнсис Гидро Турбины
• Высоконапорная гидроэнергетика
• Гидрогенераторы
• Гидрокинетическая сила
• …и больше
• Компании
• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения

• Сжигание
• Установленные на котле инсинераторы
• Каталитическое сжигание
• Отходы горения
• Контейнерное сжигание
• Крематоры
• Децентрализованное сжигание отходов
• …и больше
• Компании
• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения

• Распределение мощности
• Резервная мощность
• Прокладка кабеля
• кабельная инфраструктура
• Автоматические выключатели
• Децентрализованная власть
• Распределенная энергия
• …и больше
• Компании
• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения

• Возобновляемая энергия
• Передовая возобновляемая энергия
• Улавливание двуокиси углерода (CO2)
• Чистая сила
• Градирни
• Распределенная возобновляемая энергия
• Отечественная возобновляемая энергия
• …и больше
• Компании
• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения

• Солнечная энергия
• Двусторонний солнечный
• Строительство интегрированной фотоэлектрической системы (BIPV)
• Строительство интегрированной солнечной энергии
• CIGS Solar
• Коммерческие фотоэлектрические
• Коммерческая солнечная энергия
• …и больше
• Компании
• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения

• Из отходов в энергию
• Из отходов фермы в энергию
• Земля Энергия
• Свалка в.-Энергия
• Производство энергии из коммунальных отходов (WtE)
• Плазменные технологии
• RDF Шрединг
• …и больше
• Компании
• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения

• Энергия ветра
• Сельское хозяйство Ветряная мельница
• Беспощадный ветер
• Распределенный ветер
• Внутренняя ветроэнергетика
• Ветряная турбина с горизонтальной осью (HAWT)
• Гибридный ветер
• …и больше
• Компании
• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения

Меню Просмотреть все каналы

• Биоэнергетика
• Управление энергией
• Энергетический мониторинг
• Хранилище энергии
• Ископаемая энергия
• Геотермальный
• Hydro Energy
• Сжигание
• Распределение мощности
• Возобновляемая энергия
• Солнечная энергия
• Из отходов в энергию
• Энергия ветра

Биоэнергетика

• Биотопливо из водорослей
• Альтернативные виды топлива
• Анаэробный биогаз
• Анаэробное пищеварение
• Пакетный биогаз
• Biochar
• … и больше

• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения
• Компании
• Новости

• События
• Статьи
• Книги
• Журналы
• Видео
• Загрузки

Управление энергопотреблением

• Альтернативой энергии
• Окружающая энергия
• Управление золой
• Резервная мощность
• Базовая мощность нагрузки
• Пакетная газификация
• … и больше

• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения
• Компании
• Новости

• События
• Статьи
• Книги
• Журналы
• Видео
• Загрузки

Мониторинг энергии

• Анализ золы
• Мониторинг батареи
• Анализ биодизеля
• Биоэнергетические испытания
• Анализ биотоплива
• Мониторинг биогаза
• … и больше

• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения
• Компании
• Новости

• События
• Статьи
• Книги
• Журналы
• Видео
• Загрузки

Накопитель энергии

• Расширенное хранилище энергии
• Аккумуляторная батарея
• Управление батареей
• Коммерческое хранение энергии
• Аккумуляторы глубокого разряда
• Распределенное хранение энергии
• … и больше

• Продукты
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Тренировка
• Приложения
• Компании
• Новости

• События
• Статьи
• Книги
• Журналы
• Видео

.

No related posts.