Отопление и котлы

Дровяной котел с водяным контуром для частного дома

5 (100%) 2 vote[s]

Новым поколением отопительного оборудования, работающего на твердых видах топлива, является система длительного сгорания. Она отличается от обычных печей более медленным выгоранием горючего материала с высокой производительностью тепла за счет увеличения КПД. Дровяной котел пиролизного горения более прост в обслуживании и позволяет экономно расходовать энергоресурсы.

Принцип работы газогенератора

Одной из разновидностей таких агрегатов является дровяной газогенераторный котел. Как и любая другая система длительного сгорания, пиролизный дровяной теплогенератор с водяным контуром работает по принципу максимально эффективного сжигания твердого топлива.

Внешне дровяной пиролизный котел очень похож на теплогенератор прямого сгорания. Он имеет такую же дверку для загрузки дров, снизу узкое окошко зольника, вверху – отверстие, в которое монтируется труба-дымоход. Вытяжная труба покупается отдельно, в зависимости от длины пролета.

Конструкция пиролизного котла
Конструкция пиролизного котла

Но основное различие находится внутри, где топка разделена на две части. Такая конструкция обеспечивает пиролиз древесины, что и дало название оборудованию.

В этой системе отопление помещения осуществляется за счет сжигания газов, которые выделяют дрова при их нагревании до 300 градусов. При такой температуре дрова не горят, а тлеют, за счет чего увеличивается время полного выгорания одной закладки. Горение газа происходит при более высокой температуре, чем горение древесины в естественных условиях, поэтому КПД такого оборудования выше, чем имеет обычный котел.

Реакция пиролиза человечеству известна давно. Результатами пиролиза древесины в глобальных масштабах является природные ископаемые в виде угля и природного газа.

В естественных условиях дрова горят медленно и с невысокой температурой, так как горение происходит в два этапа: вначале дрова разлагаются от первичного нагревания на горючие газы, которые и воспламеняются в присутствии кислорода.

В пиролизных агрегатах этапы сжигания древесного материала разделены. В одной камере в условиях дефицита кислорода дрова нагреваются до 300 градусов и тлеют, становясь источником горючих газов.

Горение газов внутри топки
Горение газов внутри топки

Дровяной котел с нижним горением закладки в топке позволяет максимально использовать температуру отходящих газов. После сгорания в сопле форсунки, раскаленные газы поднимаются вверх, и дополнительно подогревают камеру, поддерживая в ней необходимую для тления температуры. В то же время он отдает энергию в теплообменник. Таким образом, перед тем, как попасть в дымоход, продукт сгорания максимально отдает свое тепло.

Эти разогретые газы отводятся в другую камеру, где они смешиваются с воздухом и моментально возгораются с выделением большого количества тепла.

Важно! Отопление будет наиболее эффективным, если для топки использовать материалы, способные разлагаться с высоким выделением горючих газов. Самый доступный – это обычные дрова. Также пиролизный котел может работать на прессованных пеллетах, торфяных брикетах.

Что касается приведения агрегата в рабочий режим, то этот процесс непростой. В верхнюю топку закладывают дрова. Чтобы она прогрелась до необходимой температуры, дрова вначале разжигают как в обычной печи. В то же время необходимо создать естественную тягу. Так как труба вытяжки холодная, тяги не будет. Для этого необходимо прогреть дымоход. В нем сжигают небольшое количество древесной щепы или бумаги.

Розжиг топки
Дровяной котел: розжиг топки

Длинный дымоход прогревают долго, зато тяга в нем более устойчивая. Короткая стальная труба прогревается быстро, но так же быстро в ней тяга и пропадает.

После того, как пойдет тяга и верхняя топка разогреется, дверку закрывают, в результате чего дрова перестают гореть и начинается процесс тления. Затем включается автоматический дымосос, который осуществляет подачу горючих газов из верхней топки в камеру сгорания.

Преимущества и недостатки газогенераторов

Пиролизный дровяной котел в сравнении с оборудованием, в котором дрова горят естественным способом, является агрегатом нового поколения. В сравнении со своим предшественником газогенератор имеет такие преимущества:

      • Дрова сгорают полностью с минимальным выходом сажи, так как она также сгорает. Регулярно чистить топку и дымоход нужно будет не так часто, как в традиционных печах. При этом в дымоход попадает только вода и углекислый газ, чего нельзя сказать о неполном распаде целлюлоза при естественном сжигании древесины.
      • Газогенераторная система на многих предприятиях позволяет получать двойную выгоду, когда отходы производства используются в качестве горючего материала для топки котла. Пиролизный теплогенератор позволяет одновременно организовать отопление и снять проблему утилизации отходов на многих деревообрабатывающих и аграрных предприятиях.
      • За счет того, что дрова в газогенераторном оборудовании сгорают намного медленнее, чем в естественных условиях, сокращается и расход топливных материалов. При этом теплоотдача превышает мощность оборудования с естественным сжиганием материала.
      • Дровяной пиролизный котел, в которой дрова и газы сжигаются в отдельных камерах, легко регулируется при помощи автоматических электронных датчиков. Температура сгорания зависит от силы потока горючего газа, который в современных моделях регулируется автоматически. Система электронного управления анализирует сигнал с температурных датчиков в теплообменнике и регулирует величину просвета в клапанах подачи газа на форсунках.
Теплогенераторы длительного сгорания
Теплогенераторы длительного сгорания

Особенности конструкции газогенераторных водогрейных агрегатов определяют и их недостатки:

      • Высокая стоимость. Но экономически переплата вполне обоснована, так как снижение затрат на отопление окупит дорогое оборудование в короткие сроки.
      • Высокие требования к качеству горючего материала. Дрова должны быть сухими, допустимый процент влажности не может превышать 20 %. Чрезмерное выделение водяных паров может привести к самозатуханию процесса тления. Кроме того, невозможно использовать топливо мелкофракционного помола. Толщина бруска дерева или пеллета не должна быть меньше 10 см.
      • Современный пиролизный котел оснащается электронной системой контроля и дополнительным дымососом и вентилятором для нагнетания воздуха в топку. Поэтому многие модели газогенераторного оборудования энергозависимые.

Отопление в больших загородных домах лучше делать с использованием газогенератора. В маленьких помещениях пиролизный агрегат будет неэффективен, так как при ограничении мощности режима работы значительно снижается его КПД.

Агрегаты с верхним горением

Другой разновидностью энергоэффективного оборудования для обогрева является котел с верхним горением. Эта система имеет характерную вытянутую форму, а ее конструкция не отличается сложностью.

Устройство котла с верхней загрузкой
Устройство котла с верхней загрузкой

Топкой является труба, в которую закладывают дрова. Сверху закладку придавливает тяжелый металлический диск. Он не дает образовываться открытому пламени. Этот блин имеет отверстия, через которые в тлеющий слой подается воздух. Для этого в конструкции предусмотрена телескопическая труба, одним концом закрепленная к диску. По ней воздух снаружи поступает в отверстия в диске.

Снаружи телескопическая труба оснащена регулятором, с помощью которого можно изменять интенсивность подачи воздуха в тлеющий слой. По мере сгорания закладки металлический диск опускается, а телескопическая труба выдвигается. Таким образом, горение происходит в небольшом верхнем слое закладки.

Время тления одной загрузки достигает 24 ч. Но дозагружать дрова во время рабочего процесса не получится. Отопление будет осуществляться в определенном режиме:

      • Вначале труба полностью закладывается дровами;
      • Горение древесины в закрытом режиме;
      • Окончание рабочего цикла. На этом этапе выполняют техническое обслуживание агрегата: чистится труба топки, дымоход, выгружается зола;
      • Новая загрузка.

Эта система занимает промежуточную позицию между обычной печью и газогенераторным оборудованием. За счет того, что конструкция простая, он и стоит намного меньше. Кроме того, котел верхнего тления с водяным контуром не требует использования электронного оборудования, поэтому может работать полностью в автономном режиме.

Водяной контур и системы отопления

Чаще всего пиролизный теплогенератор имеет водяную рубашку. Двойные стенки камер горения заполнены водой, которая является теплоносителем. Система теплообмена между камерами сгорания агрегата и системой отопления дома и называется водяным контуром.

Виды контуров

Универсальный теплогенератор оснащен встроенным водяным контуром, имеющим выходы для подключения к системам обогрева жилища. Водяная рубашка – это сложный тип встроенного теплообменника. Как правило, расстояние между стенками двойной обшивки составляет 2-3 см, за счет чего вода прогревается быстро. Кроме того, максимальная площадь контактирования теплообменника с камерой сгорания позволяет избежать теплопотерь. Существенным недостатком такой рубашки является сложность ремонта в случае появления дефектов материала в результате коррозии.

Альтернативой сплошной рубашке является металлический змеевик. Пиролизный котел со спиральным водяным контуром обладает таким же коэффициентом теплопередачи, но ремонтировать его намного проще. Змеевик изготавливают из медных трубок, которые плотными кольцами укладываются по поверхности топки.

Накопительный бойлер
Накопительный бойлер

Есть и более простая система в виде резервуара, расположенного вверху топки. Обычно такая конструкция изготавливается умельцами собственноручно. Обычно для сваривания такой емкости используют тонкую нержавеющую сталь. При этом эффективность теплопередачи намного меньше, чем в предыдущих конструкциях.

Рекомендации мастеров

Выбирать пиролизный теплогенератор с водяным контуром лучше с помощью специалиста, который будет заниматься установкой и пуско-наладочными работами. Но некоторые нюансы пользователь должен знать:

Мощность теплогенератора с двойным водяным контуром должна быть на 25% больше, чем у котла с одним водяным контуром. Если к теплогенератору подключена не только система отопления, но и бытовые бойлеры для получения горячей воды, покупают теплогенератор большей мощности.

Дымоход из нержавейки
Дымоход из нержавейки

Важно! Для оборудования понадобится отдельная комната на нижнем или подвальном этаже. Важно не допускать близкого расположения к бытовым предметам. Труба вытяжки во время работы сильно разогревается, поэтому дымоход изолируют асбестовой ватой. Со стороны улицы дымоход защищают колпаком.

Для теплообменника лучше выбирать медь или сталь. Они имеют наибольшую производительность. Чугунная топка дольше прослужит, но этот материал более инертный в теплоотдаче. Более тонкая сталь легче и быстрее прогревается при первом запуске агрегата.

Оборудование требует регулярного обслуживания. Нужно чистить дымоход, зольник. Кроме того, дрова загружаются вручную. Агрегаты с автоматической подачей топлива работают только с гранулированным материалом.

Конденсат и коррозия

Многие потребители после покупки и запуска газогенераторного оборудования, подключенного к системе отопления, наблюдали появление на теплообменнике конденсата. Это явление естественное, но оно вредит конструкции.

Во время растопки оборудования, пока дрова разгораются, температура теплоносителя еще не превышает 50-60 градусов, и поверхность теплообменника становится конденсатором для водяных паров дымовых газов. Пары влаги, встретив на пути в дымоход холодный теплообменник, оседают на стенках. На влажной поверхности начинают интенсивно откладываться и частички твердых продуктов горения, смолы. Эти отложения забивают теплообменник, и пиролизный котел теряет КПД. Кроме того, многие органические кислоты способны разъедать сталь корпуса теплообменника.

Видео как разжигают и регулируют работу котла

Важно! Дымоходная труба также подвергается воздействию агрессивных веществ, поэтому обычная оцинкованная сталь не подойдет. Используется специальная нержавеющая сталь, устойчивая к коррозии.

Схема подключения для предотвращения конденсации
Схема подключения для предотвращения конденсации

Чтобы предотвратить конденсирование влаги, нужно быстро поднять температуру воды в водяном контуре.

Для этого система отопления оснащается дополнительным контуром, в котором теплоноситель после выхода из рубашки направляется снова на входящую трубу. Вода из основного контура подмешивается постепенно.

Читайте больше по теме:

Подписаться
Уведомление о
guest
0 комментариев
Inline Feedbacks
View all comments
Просмотры: 183

Популярные записи