Газогенераторный котел на дровах

Газогенераторные котлы на дровах

Самым эффективным способом использования древесного топлива являются газогенераторные котлы на дровах.

Газогенераторный котел на дровах

В зависимости от модификации или производителя – коэффициент полезного действия таких установок может достигать 95 процентов. В таких устройствах древесное топливо сгорает практически полностью, не оставляя остатков.

Газогенераторные котлы в свое время использовались даже для приведения в движение автомобилей, но сейчас они прочно занимают традиционную нишу для котлов – используются для обогрева помещений и нагрева воды. Каков же принцип работы газогенераторного котла, и как выбрать газогенераторный котел при покупке?

Принцип работы газогенераторного котла на дровах

При работе газогенераторного котла на дровах используется принцип пиролиза. После закладки топлива (дров или специальных древесных брикетов) они проходят через несколько стадий сгорания. Рассмотрим их:

  1. Первоначально древесное топливо попадает в специальную камеру, где оно подсушивается.
  2. Затем древесное топливо горит при поддержании температуры от 20 до 850 градусов Цельсия. При этом в топочную камеру практически не поступает кислорода. Таким образом происходит окисление древесного топлива,
  3. Получившийся в результате окисления газ поступает в камеру сгорания, где с использованием горелок поджигается и горит.

Газогенераторные котлы на дровах, используемые в отопительных целях имеют специальный водяной контур. Внутри него вода проходит через две нагревательных камеры, а уже затем поступает в отопительные радиаторы.

Топливо для газогенераторных котлов

Несомненным преимуществом газогенераторных котлов является тот факт, что они могут работать практически на любом типе твердого топлива. То есть в них можно загружать обычные нарубленные дрова, и также любые виды древесных отходов (опилки, стружки) и изготовленные из древесных отходов брикеты, пеллеты и тому подобное. Кроме того, газогенераторные установки являются практически безотходным производством: топливо в них сгорает практически без остатков.

Преимущества отопительных газогенераторных установок

Установка отопительных систем, работающих от котлов газогенераторных, работающих на древесном топливе имеет следующие несомненные преимущества:

  1. Чрезвычайно высокая эффективность сгорания топлива. В любой установке, предназначенной для сжигания древесного топлива, но не применяющий эффект пиролиза – КПД не может подниматься выше 90 процентов.
  2. Газогенераторные установки являются энергонезависимыми и могут быть установлены даже в сооружениях, у которые отсутствует подключение к стационарной электросети. Заметим, что во время войны газогенераторные установки размещались даже на автомобилях. Энергонезависимость газогенераторной установки также снижает стоимость ее эксплуатации.
  3. В газогенераторной установке можно использовать практически любой тип древесного топлива, начиная от классических дров и заканчивая отходами древесного производства. Использование древесных отходов, опилок, щепы и так далее существенно удешевляет работу газогенераторных систем. Однако помните, что из всего объема единовременно закладываемого топлива процент древесных отходов не должен превышать значение в 30 процентов.
  4. Большие объемы топочной камеры позволяют газогенераторным котлам долгое время работать от одной закладке топлива, что облегчает эксплуатацию такой установки.

устройство газогенераторного котла

Недостатки газогенераторных установок

Несмотря на всю привлекательность отопительных и нагревательных систем на основе газогенераторных установок – такие устройства имеют и определенные недостатки. Недостатки газогенераторных систем в целом совпадают с недостатками обычных котлов, работающих на твердом топливе.

Котел на твердом топливе, в отличие от автоматизированных жидкостных или газовых систем имеет ограниченную автономность работы. Для такого котла всегда нужен человек-оператор, который будет добавлять топливо по мере его сжигания. Также газогенераторный котел необходимо регулярно обслуживать, чистить от копоти и сажи. Несмотря на практически полное сгорание органического древесного топлива в газогенераторных котлах – продукты распада в таких системах все-таки присутствуют.

Приобретение системы с газогенераторным котлом является довольно затратным в финансовом плане. По приблизительным прикидкам газогенераторный котел обойдется вам в полтора раза дороже, чем обычный котел на твердом топливе. Но разница в стоимости должна окупиться через несколько отопительных сезонов, исходя из более высокой эффективности газогенераторного котла.

Также при эксплуатации газогенераторных установок необходимо пользоваться только сухим топливом. На влажных дровах или опилок процесс пиролиза может просто не запуститься. Поэтому газогенераторные котлы часто оборудуют сушильной камерой, в которой топливо доходит до нужной кондиции.

Сравнение газогенераторных и обычных котлов.

Если сравнивать газогенераторные котлы с обычными отопительными или нагревательными котлами на твердых видах топлива, то можно выделить следующие нюансы.

Сравнительно низкая автономность газогенераторного котла, которая является ахилессовой пятой всей отопительных установок на твердых типах топлива может быть скорректирована с введением системы автоматической загрузки. В этом случае в газогенераторном котле начинает работать своеобразный конвейер, который в зависимости от температуры в устройстве и времени горения может отправлять в топку новые порции топлива. К тому же газогенераторное устройство только на одной закладке может автономно работать в течении суток, что, в общем-то снимает вопрос о необходимости постоянного присутствия кочегара-оператора.

работа газогенераторного котла

В любом случае эффективность газогенераторных установок значительно превышает достижения всех их собратьев. Если обычные котлы на твердом топливе вряд ли смогут показать КПД выше 85%, то у газогенераторного оборудования этот показатель может достигать и 95 процентов.

Но газогенераторный котел на дровах все-таки является довольно сложным техническим устройством. В отличии от обычного дровяного котла от требует пусть несложного, но все-таки регулярного технического обслуживания, кроме того, определенные требования имеются и к квалификации персонала, который работает на газогенераторных установках.

Наиболее критично газогенераторный котел воспринимает влажность поступающего в него топлива. Поэтому для эффективной работы газогенераторной установки требуются только предварительно просушенные дрова.

Критерии подбора газогенераторной установки на дровах

Газогенераторный котел на дровах рекомендуется подбирать исходя из следующих критериев:

  1. Прежде всего нужно учитывать степень автоматизации котла, его энергонезависимости. Возможно вам захочется приобрести котел, который сможет работать долго без вмешательства человека, а возможно для ваших целей хватит и газогенераторного котла, который должен самостоятельно, автономно отработать только одну закладку.
  2. Для обогрева помещений отопительные установки должны вырабатывать не менее одного киловатта на каждые 10 квадратных метров обогреваемой площади. Исходя из этого вы можете подобрать и необходимую мощность отопительного газогенераторного котла.
  3. Кроме того, газогенераторные котлы на дровах могут иметь и различное дополнительное оборудование. Оно может предназначаться, например для обеспечения принудительной циркуляции жидкости через нагревательный контру или автоматизации регулировки процессов горения образовавшегося газа.

В любом случае консультанты в специализированных магазинах помогут вам подобрать газогенераторный котел на дровах по вашему вкусу.

Газогенераторные котлы на дровах: видео

Честный видео-отзыв о работе газогенераторного пиролизного котла Dragon TA-15

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Чем хороши газогенераторные котлы на дровах

В результате доработок, появились газогенераторные котлы на дровах. В принципе работы котла с газогенераторным сжиганием дров, заложено использование физических законов.

Принцип работы газогенераторного дровяного котла

Схема работы газогенераторного котла, работающего на дровах, одновременно простая и эффективная. Любое горючее твердое тело, при достижении определенной температуры, начинает выделять газ, посредством которого, в результате и осуществляется горение.

В дровяных газогенераторных котлах предотвращается быстрое сжигание топлива, путем уменьшения подачи кислорода и отведения CO в отдельную камеру дожига.

Горение, в полном смысле этого слова, осуществляется только в самом начале, при розжиге топлива и нагнетания в топочной камере необходимой для газогенерации температуры. После этого, приток воздуха резко сокращается, что заставляет топливо буквально тлеть.

По сравнению с традиционным котлом, газогенераторный котёл на дровах имеет следующие отличия:

  • Устройство топки котла – для быстрого нагрева до температуры в 600°С, увеличивают теплоизоляцию топочной камеры. В конструкции присутствует сразу две топки. Одна предназначена для сжигания дров, вторая для дожига CO.
  • Улучшенный регулятор тяги – чтобы не допустить быстрого сжигания дров, требуется сократить поступление кислорода в топку, после того, как температура достигнет 600°С.

Влажность дров для сжигания в газогенераторном котле не должна превышать 20%. Проблема заключается в том, что при нагревании топлива с большим соотношением влажности, происходит процесс сушки. Соответственно, газогенерация не начинается.

Некоторые отечественные модели, в связи с этим, используют конструкцию котла с вертикальной закладкой дров и принципом нижнего горения. Такой котел, работает на дровах даже с повышенной влажностью. Благодаря высокой температуре горения, дрова, расположенные вверху камеры, постепенно высыхают.

В зависимости от конструкции котла, по времени дрова горят от 6-12 часов. Некоторые производители предлагают теплогенераторы с возможностью работы от одной закладки в течение нескольких суток. Но, как правило, такие модели стоят намного дороже, что и ограничивает их популярность.

Как и чем надо топить дровяной котел газогенераторного типа

Наибольшую трудность для большинства потребителей представляет правильная топка котла. Производители агрегатов рекомендуют следующую последовательность действий:

  • При открытой воздушной заслонке, дрова поджигаются с помощью лучинки.
  • В режиме обычного горения, топливо продолжает гореть, пока температура в топочной камере не достигнет показателей, достаточных для начала газогенерации.
  • Заслонка переводится в режим ограниченного поступления кислорода.

В современных моделях теплогенераторов, процесс горения полностью автоматизирован. Осуществляется электрический розжиг топлива, автоматика контролирует поступление кислорода в топку и отвод продуктов сгорания.

Какие дрова лучше для газогенераторного котла

В режиме обычного горения, дровяные газогенераторные отопительные котлы расходуют топливо, даже больше чем классические модели. Экономия достигается после перехода в режим газогенерации. Энергоэффективность котла напрямую связана с качеством используемого топлива.

К дровам предъявляются следующие требования:

  • Влажность не более 20%.
  • Для топки оптимально использовать твердые сорта древесины. Подойдут – бук, дуб, акация.
  • Запрещается топить котел углем, отходами деревообработки, пылью, так как это приводит к снижению сроков эксплуатации. Данный запрет распространяется и на древесину хвойных пород.

Допустимая влажность дров

На откровенно сырых дровах, котел работать не будет. Точнее, пойдет процесс обычного горения, но перейти в режим газогенерации не получится. Влажное топливо, при ограничении притока свежего воздуха, просто потухнет.

Параметры соотношения влаги в дровах, полностью зависят от конструкции теплогенератора:

  • Котлы с боковой загрузкой – наиболее распространенное решение в европейских моделях газогенераторного оборудования, требовательного к качеству топлива. Максимально допустимая влажность не более 20%.
  • Модели с верхней загрузкой – конструкция впервые была изобретена отечественными разработчиками. Принцип работы таких котлов заключается в постепенном сжигании дров, уложенных в вертикальную топочную камеру. Дрова, под собственным весом, по мере прогорания нижнего слоя, постепенно опускаются вниз. Теплый воздух подсушивает верхнее топливо.
    Котлы с верхней загрузкой, способны перейти в режим газогенерации даже при относительной влажности дров до 45°С. При этом требуется, чтобы, по крайней мере, треть заложенного топлива было сухим.

Выбор газогенераторного отопительного дровяного котла

Правильный выбор газогенераторного дровяного котла, в связи с большим ассортиментом предлагаемой продукции, может оказаться достаточно сложным. Учитываются различные нюансы: мощность, время работы от одной закладки, наличие дополнительных функций и автоматизации процесса горения.

Не лишним будет обратить внимание на наличие в конструкции резервного источника тепла, в виде электротэна.

Для отопления и горячей воды подойдут двухконтурные агрегаты. В некоторых моделях, контур ГВС отсутствует. Тогда, дополнительно приобретают и подключают к конструкции бойлер косвенного нагрева, что требует дополнительных затрат. Все это учитывают еще перед приобретением понравившейся модели котла.

Рекомендации по расчету мощности

Расчеты производят по формуле 1 кВт = 10 м². Данное соотношение учитывает параметры здания со средним количеством теплопотерь и высотой потолков не более 2,7 м. Дополнительно принимают во внимание следующие аспекты:

  • Наличие контура ГВС – дровяной газогенераторный отопительный котел на 10 кВт, подойдет для дома на 100 м². Но, если планируется дополнительно подогревать горячую воду, к полученному результату добавляют 10-20%. Соответственно, необходим теплогенератор с производительностью не менее 12 кВт.
  • Дополнительные теплопотери – при самостоятельных расчетах, часто упускается из виду отсутствие хорошей теплоизоляции здания, наличие большого количества дверных проемов и окон. Все это влияет на тепловые затраты.
Читайте также:  Как подключить газовый котел к водяному отоплению частном доме

Точные расчеты выполняют с помощью он-лайн калькуляторов, учитывающих всевозможные нюансы: качество утепления дома, количество оконных и дверных проемов, расположение отапливаемого здания и т.д.

Подбор по стране производителю

Лучшие котлы газогенераторного типа на дровах изготавливают немецкие и чешские компании. Несмотря на высокую стоимость, те же Buderus или Viessmann, остаются одними из наиболее востребованных агрегатов.

Отечественные котлы Бастион, ZOTA, Тополь М, существенно уступают по своим теплотехническим характеристикам и срокам эксплуатации западным аналогам.

Стоимость газогенераторного дровяного отопительного котла немецкого производства, на 20 кВт, обойдется приблизительно в 100-120 тыс. руб. Отечественный аналог приблизительно в 40 тыс. руб.

Плюсы и минусы котлов с газогенераторным сжиганием дров

Главным достоинством газогенераторного оборудования является возможность подключения к уже существующей системе водяного отопления. Монтажные работы не требуют серьезных материальных затрат. После подключения, достигается экономия около 30% на снижении расходов топлива.

В конструкции европейских агрегатов широко применяются новые технологии, увеличивающие комфорт эксплуатации, делающие растопку и контроль горения максимально удобным.

В качестве недостатков выделяют высокую стоимость продукции (что особенно касается немецких и чешских котлов), а также высокие требования к качеству топлива. Опыт эксплуатации отечественного потребителя показывает, что применение газогенераторного оборудования в условиях российских реалий, не только возможное, но и экономически выгодное решение.

Лучшая модель твердотопливного котла – газогенератор на дровах

Газ, который мы часто используем для приготовления пищи, отопления дома и нагрева воды для хозяйственных нужд, добывается не только из недр земли. Его можно получить, сжигая некоторые природные материалы, к примеру, древесину, опилки, уголь, торф, отходы сельского хозяйства и прочее. Даже некоторые виды мусора пригодны для этого дела (старый паркет, линолеум некоторые виды пластика). Ведь при сгорании вышеуказанных материалов выделяется газ, который, если смешать в определенных пропорциях с кислородом, прекрасно горит и выделяет относительно большое количество тепловой энергии. Только для этого вам придется приобрести специальный вид отопительного оборудования – газогенератор на дровах.

Принцип работы

Итак, чтобы дрова в топке смогли выделить необходимое количество горючего газа, необходимо, чтобы они горели при небольшой подаче кислорода. По сути, топливо должно не гореть, а тлеть. Но при этом температура внутри камеры должна быть немаленькой, не меньше +1100°С. Это одно из основных условий.

С газами такой температуры работать очень сложно, ведь их качество достаточно низкое, чтобы использовать его по прямому назначению. Просто коэффициент полезного действия от их сжигания будет не очень большим, поэтому топочные газы обычно очищают. Но перед этим их необходимо немного охладить.

Горизонтальная модель газогенератора

Чистка газов производится на специальных фильтрах, где их очищают от золы, взвешенных частиц, кислот (муравьиной и уксусной) и других примесей. После чего они поступает в смесительную емкость, где производится смешение газов со свежим воздухом. И вот уже готовая воздушно-газовая смесь может быть использована по прямому назначению. Вот такой принцип работы газогенератора на дровах. Процесс не самый простой, поэтому и устройство данного агрегата непростое. Хотя многие домашние мастера изготавливают их своими руками.

Кстати, пиролизные котлы на твердом топливе – это одна из разновидностей газогенератора. Правда, в них отсутствует этапы охлаждения топочных газов и их очистка. Горючий материал сразу же из камеры сгорания дров попадает внутрь второй топки, где газы обогащаются кислородом и сжигаются. Для других целей газ не используется.

Достоинства и недостатки

Как и любой вид отопительного оборудования, газогенераторные котлы на твердом топливе обладают плюсами и минусами в конструкции и эксплуатации.

Простая конструкция

Достоинства

  • Начнем с коэффициента полезного действия, как с самого основополагающего критерия эффективной работы агрегата. Так вот у пиролизных твердотопливных котлов он имеет диапазон 85-95%. Для сравнения: у обычных дровяных агрегатов КПД не превышает 65%. Коэффициент полезного действия определяет соотношение расхода топлива, которого хватает на выработку необходимого количества тепловой энергии. А она, в свою очередь, должна быть рационально использована для поддержания необходимого температурного режима внутри помещений. Вот такая сложная взаимосвязь.
  • В газогенераторах топливо горит гораздо дольше, чем в обычных приборах. Если в качестве топлива используются дрова, то продолжительность сжигания одной закладки может хватить на пару дней. С углем этот показатель гораздо больше, до одной недели.
  • Устройство газогенератора на дровах имеет определенные конструктивные особенности, которые помогают сжечь топливо до конца. Остается лишь одна зола и сажа на стенках камеры сгорания. Почему это положительная сторона? Здесь два фактора: закладка горит дольше, чистка прибора упрощается.
  • Обычно твердотопливные котлы плохо поддаются автоматизации. Регулировать процессы, происходящие внутри агрегата практически невозможно. В газогенераторных печах на дровах процесс горения можно автоматизировать. Конечно, это не так просто, как, скажем, с газовыми или электрическими отопительными приборами, но такая возможность присутствует.
  • Так как угарные газы очищаются и сгорают, то это говорит о том, что в окружающую атмосферу попадает незначительное количество вредных веществ. На сегодняшний день это один из самых жестких требований, который пиролизными котлами на дровах полностью выполняются.
  • Современные модели газогенераторов обладают различными преимуществами, которые выделяют их из общей категории твердотопливных котлов. К примеру, в топке некоторых моделей можно впихнуть поленья длиною больше одного метра и использовать древесину с влажность до 50%.

Устройство самодельного газогенератора

Недостатки

  • Большой недостаток газогенераторных котлов на дровах – это сложность подачи воздуха в камеру смешения с угарными газами. Естественным способом это сделать очень трудно, поэтому практически все модели в своей конструкции используют механический надув при помощи вентилятора. А это говорит о том, что наш котел тут же переходит в категорию «энергозависимых агрегатов».
  • Если упустить момент падения мощности, особенно, когда она падает ниже половины своего номинала, то на стенках камеры сгорания и в дымоходе тут же начинает образовываться деготь за счет сажи и конденсации влажных паров. Поэтому совет – всегда держите минимальный температурный режим в +60°С.
  • Цена генераторов на дровах для дома выше обычных твердотопливных котлов практически вдвое. Конечно, есть предложения на рынке в виде самодельных отопительных приборов, но нет гарантии, что этот вариант будет работать эффективно и экономно. Так что не стоит рисковать.

Внимание! Выше уже говорилось, что автоматизировать газогенератор проще, чем классический твердотопливный котел. Добавим, что генератор с блоком автоматики работает в разы безопаснее.

Принципиальная схема обычного пиролизного котла

Разновидности дровяных генераторов

Существует достаточно большой модельный ряд газогенераторов, которые работают на дровах. Здесь и очень простые конструкции в виде буржуек, есть и сложные агрегаты, в которых проводятся все процессы: от сжигания дров до чистки топочных газов и их сгорания.

К примеру, твердотопливный котел-буржуйка. По сути, это обычная буржуйка с разделенной пополам топкой горизонтальной перемычкой, один конец которой не доходит до стенки печки. Остается небольшой зазор, по которому топочные газы перемещаются в верхнюю камеру сгорания. Вторая топка представляет собой систему каналов, по которым газы перемещаются снизу вверх. При этом они захватывают свежий холодный воздух, поступающий внутрь котла из нижних сопел. Здесь же и происходит смешение и получение воздушно-газовой смеси. Кстати, холодный воздух, проходя по соплам и каналам, тоже нагревается, так что волноваться, что смесь не загорится, нет причин.

Такая буржуйка хоть и обладает неплохим КПД, все равно является малопроизводительным отопительным агрегатом. Использовать ее для основной радиаторной системы отопления не рекомендуется. А вот для теплых полов она в самый раз.

Пиролизная печь буржуйка

Для основной отопительной системы лучше всего подойдут твердотопливные пиролизные котлы длительного горения. Основа их эффективной работы – это правильно проводимый процесс пиролиза в первой камере сгорания, куда закладываются дрова. Как уже было сказано выше, они в топке должны просто тлеть, ведь сюда поступает небольшое количество свежего воздуха.

От того, как правильно будет проведено размещение топлива и будет зависеть качество его сжигания. Поэтому рекомендуется дрова укладывать как можно ближе друг к другу, оставляя минимальные зазоры между ними. Чем меньше свободного пространства останется, тем лучше. Существует два вида укладки дров:

  1. Рядами в горизонтальной плоскости.
  2. В виде клети или колодца.

Итак, подведем итог. Газогенераторы, работающие на дровах — это неоспоримо наилучший вариант из категории «твердотопливных котлов». У них достаточно большое количество преимуществ перед другими моделями данной категории. Но хотелось бы отметить высокий КПД. Даже только из-за него можно было сделать выбор в сторону газогенератора.

Газогенераторные котлы на твердом топливе

Самый древний и простой способ добыть тепло – сжечь попавшееся под руку полено. Этот процесс настолько банален, что какие-либо разговоры о его технологическом усовершенствовании могут показаться смешными. Но инженеры, разработавшие газогенераторные котлы на твердом топливе, нашли все-таки возможность сделать традиционный метод получения тепловой энергии более эффективным.

Принцип действия

Появление пиролизного или газогенераторного оборудования наглядно показало, что мир высоких технологий способен дотянуться даже до таких устройств, как простые бытовые котлы на дровах. Усовершенствования, которым были подвергнуты эти агрегаты, можно смело назвать революционными. В чем же они заключаются? Как выяснилось, обычную деревянную чушку можно сжечь очень хитрым способом, разбив процесс сгорания на две стадии.

Первая представляет собой тление древесины, которое наблюдается при недостатке кислорода в камере сгорания. Оно сопровождается выделением некоторого количества теплоты и, что больше всего порадовало изобретателей, образованием так называемого древесного газа. Этот процесс называют пиролизом или газогенерацией. Древесный газ не имеет определенной химической формулы, он представляет собой смесь, состоящую из:

  • окиси углерода (СО3 – около 57%, СО – около 32%);
  • водорода;
  • метана;
  • паров угольной кислоты;
  • ненасыщенных алифатических углеводородов.

Из одного килограмма дров выделяется около 200 г или 0,15 кубометра (при нормальных условиях) летучих веществ. Замечательная особенность древесного газа состоит в том, что он сам по себе также является топливом. На различных стадиях газогенерации его калорийность может достигать 4800 кал/куб. м. Сгорание этого газа и представляет собой вторую стадию сжигания топлива, происходящего в газогенераторном котле.

Поскольку процесс образования древесного газа (первая стадия) и его дожигание (вторая стадия) осуществляются при различных условиях, отличающихся количеством подаваемого воздуха, пиролизные котлы оснащаются двухкамерной топкой. В первой камере происходит тление топлива с газогенерацией, затем древесный газ через форсунку поступает во вторую камеру, куда подается воздух и где происходит его (газа) сгорание. Вторая камера может располагаться как над первой (пиролизной), так и под ней. Оба варианта имеют свои преимущества и недостатки.

Работающие на пиролизной технологии агрегаты являются разновидностью так называемых котлов длительного горения. Это название обусловлено тем, что порция топлива в таком котле сгорает дольше, чем в обычном, отдавая заложенную в нем тепловую энергию постепенно. Главным достоинством котлов длительного горения является их способность работать долгое время (по сравнению с обычным котлом) без участия пользователя, то есть без закладки новой порции топлива. Для того чтобы продлить этот период, современный газогенераторный котел может совмещать пиролиз с принципом верхнего горения топлива. Преимущества последнего можно продемонстрировать на наглядном примере с двумя одновременно зажженными спичками. Если одну из них развернуть головкой вверх, а вторую – головкой вниз, то первая будет гореть несколько дольше.

Читайте также:  Дровяной котел для отопления частного дома с батареями

Эксплуатация газогенераторных котлов на дровах является наиболее эффективной, но топить эти агрегаты можно и другими видами топлива – углем (бурым и каменным) или торфом.

Преимущества и недостатки

Перечень основных достоинств котлов данного вида выглядит следующим образом:

1. Увеличенная продолжительность горения порции топлива, о чем уже было сказано выше.

2. Высокий уровень автоматизации.

Управлять процессом сжигания газа гораздо проще и удобнее, чем твердого топлива в чистом виде. Поэтому пиролизные котлы более оперативно реагируют на изменения температуры теплоносителя, чем прочее твердотопливное оборудование.

В зависимости от типа применяемой автоматики газогенераторные котлы делятся на энергозависимые и энергонезависимые. В первом случае используются электронные датчики и блоки управления, которые нуждаются в подключении к электричеству. Если электроснабжение вследствие погодных или иных причин нарушено, такой котел оказывается неработоспособным. Второй вариант – энергонезависимые котлы – легко обходятся без электричества, поскольку для управления мощностью в этих агрегатах используются механические регуляторы.

Примером такого устройства может служить регулятор FR124 фирмы Honeywell. Его главной составляющей является биметаллический элемент, который устанавливается в теплообменник котла. Этот элемент связан цепочкой с воздушной заслонкой, благодаря чему он может менять ее положение (а соответственно и объем подаваемого в камеру сгорания воздуха) в зависимости от температуры теплоносителя. Механический регулятор можно связать и с форсункой, через которую древесный газ поступает из газогенератора в камеру сгорания. Таким образом, будет регулироваться количество сжигаемого в единицу времени топлива.

Энергонезависимые газогенераторные котлы менее функциональны, чем их электронные конкуренты, но для регионов с частыми проблемами в электроснабжении они являются более предпочтительными.

3. Экономичность.

Пиролизная технология позволяет «выжать» из топлива почти весь его теплотворный потенциал. Если эксплуатировать газогенераторные котлы на дровах, их КПД может достигать 93%. Для других видов твердотопливного оборудования столь высокий уровень теплоотдачи является пока недостижимым.

4. Минимальный уход.

Способ, которым топливо сжигается в пиролизном котле, обеспечивает незначительное образование золы и практически полное отсутствие сажи. Вследствие этого владельцу приходится очень редко заниматься чисткой котла, а дымоход его внимания вообще не требует.

5. Экологичность.

Выводимые из газогенераторного котла в атмосферу продукты сгорания топлива содержат значительно меньше вредных для экологии веществ (например, угарного газа), чем те, которые имеют место в случае применения любой другой разновидности твердотопливных нагревателей.

К недостаткам основанных на принципе газогенерации твердотопливных котлов относят следующее:

1. Высокие требования к типу топлива и его качеству.

Для максимального эффекта в качестве топлива следует применять только древесину. Если эксплуатировать газогенераторные котлы на угле, их КПД будет снижаться. Влажность древесного топлива не должна превышать 20%, при более высоких показателях пиролиз будет невозможен.

2. Высокая стоимость.

3. Из-за опасности образования конденсата температура теплоносителя на входе в котел должна быть не менее 60 градусов.

Заключение

Интерес, который пиролизные газогенераторные котлы на твердом топливе вызывают у потребителей, вполне обоснован. Эти агрегаты являются наиболее прогрессивной разновидностью твердотопливного отопительного оборудования. Некоторые имеющиеся недостатки оказываются весьма незначительными на фоне таких преимуществ, как экономичность, высокий уровень автоматизации и возможность длительной работы без участия пользователя. Хочется надеяться, что производители таких котлов не будут останавливаться на достигнутом и в будущем предложат миру немало интересных разработок.

Как устроен газогенераторный котел на твердом топливе

Каким образом и чем топить котел

Из любого твердого топлива во время горения в определенном количестве выделяется монооксид углерода. Особенно много его получается, когда горит древесина.

Именно поэтому в газогенераторный котел, предназначенный для создания комфортной температуры в доме, разумнее подкладывать дрова, а не какое-либо другое топливо.

Чтобы помещения отапливались хорошо, газогенераторным котлом нужно пользоваться правильно:

  • открывать воздушную заслонку и разводить огонь посредством лучинки;
  • установить режим обычного длительного горения, при котором огонь в котле будет поддерживаться до тех пор, пока температура в топке не поднимется до нужной отметки;
  • переводить заслонку в режим, подающий воздух в ограниченном количестве.

В современных дровяных газогенераторных котлах все перечисленные действия выполнять не надо, так как их работа полностью автоматизирована.

Топливо загорается с помощью электрического розжига, автоматический блок контролирует подачу кислорода в топочную камеру и отвод газов, получаемых в результате сжигания дров.

Дровяные газогенераторные котлы необходимо загружать топливом определенного сорта. Лучше всего для этого подходит древесина бука, дуба и акации.

От угля нужно вообще отказаться, так как он негативно сказывается на работоспособности отопительного оборудования.

Для обогрева дома разумнее использовать только качественное топливо, так как в процессе его длительного горения производится больше тепла.

Что касается влажности дров, то на откровенное сыром топливе газогенераторное оборудование функционировать не станет.

То есть древесина будет гореть так, как в обычной печке, и котел не будет работать в режиме газогенерации.

На то, дрова с каким показателем влажности можно класть в газогенераторное оборудование, влияет конструкция самого котла.

Если он имеет боковую загрузку, то в него разрешается загружать только дрова с влажностью не более 20 %. Такое оборудование очень требовательно к качеству древесины.

Дровяные газогенераторные котлы с верхней загрузкой сжигают топливо постепенно. Для этого его укладывают в топку, расположенную вертикально.

Когда нижний слой дров прогорит, они опустятся вниз, будучи подсушенными теплым воздухом. Котлы, в которые топливо загружается через верх, переводятся в режим газогенерации, даже если влажность дров составляет порядка 45 градусов.

Принцип работы

Схема газогенераторного котла, работающей на дровах, имеет в своём строении камеру предварительной газификации. Также в ней монтирована камера сгорания, которая необходима для переработки дров в тепло. Принцип работы этой камеры направлен на продвижение образовавшихся газов через форсунки. Самодельный котёл имеет продолжительность работы не менее 25 часов.

Газогенераторный состоит из двух камер, в первой сгорает топливо. Из-за небольшого количества кислорода, вещества делятся на летучую часть, образовывая древесный газ. Затем дрова остаются догорать во второй камере. Иными словами, принцип работы конструкции устройства позволяет добиться максимального выхода тепла.

Принцип работы газогенераторного котла основан на принудительной тяге. Специально для этого в котлы устанавливается дымосос или вентилятор. После того как топливо достигает самых высоких температур горения, древесина превращается в твёрдую и летучую часть. Котлы осуществляют процесс сгорания не только при максимальных температурах, но и если в нём находится недостаточное количество воздуха.

Принцип работы устройства таков, что как только полученные газы перемещаются через сопло, они смешиваются с вторичным кислородом, а температурные показатели сгорания достигают 1200 градусов. Сразу после того, как газы отдают тепло через теплообменник, они удаляются из камеры наружу, перемещаясь через дымоход.

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.

Принцип работы

А теперь рассмотрим подробно, как работает газогенераторный котел.

Сначала топливо кладут в камеру сгорания и разжигают. Топливо разгорается, после чего количество подаваемого кислорода уменьшают, чтобы топливо не горело, а тлело.

Из топлива выделяется пиролизный газ, который поднимается в верхнюю часть. Там газ собирается и к нему подводится кислород, нагретый до определенной температуры. Возникает термохимическая реакция окисления с пиролизным газом. Газ под давлением подается в трубку с калиброванными отверстиями и при взаимодействии с кислородом загорается.

При этом сгорает до 90% мелких частиц, содержащиеся в газе, а значит вредные оксиды (углекислый газ) несильно загрязняют окружающую среду. На выходе температура газа не превышает 140-160 градусов по Цельсию. Это значит, что большая часть тепла уходит на обогрев помещений, а не выходит через трубу на улицу.

В среднем одной топки в газогенераторном котле на твердом топливе хватает на 12-13 часов, а обычные печи с прямым горением поддерживают процесс горения не больше 4-6 часов. В самом низу есть поддон, в котором собираются все остатки от сожженного топлива. При необходимости выкинуть остатки можно будет очень легко. Ниже можете посмотреть очень хорошее видео, которое показывает весь цикл работы.

Подводим итоги

Таким образом, газогенераторные котлы на твердом топливе очень удобны и скорее всего это направление будет развиваться, а старые проекты будут уходить в прошлое. Главный плюс это возможность регулировать тепло в доме, а не на глаз добавлять дрова в печку. Так в доме никогда не будет душно или холодно, что особенно хорошо для чувствительных людей и маленьких детей. Новые системы заменят старые, так как их использование более экономично, экологически чисто, КПД становится выше и мощность больше.

Как выбирать газогенераторные котлы длительного горения

Для начала необходимо определиться, каким топливом вы располагаете в большей мере – дровами или углем. Если более приемлемым вариантом является уголь, следует остановить выбор на котлах с верхним сгоранием, а если отопление планируется с помощью дров, выгоднее приобрести котел с нижним сгоранием,так как его КПД выше, чем у предыдущего.

Котлы с нижним сгоранием являются наиболее экологически чистыми и экономичными. Это обусловлено наличием в них двух или трех камер сгорания, которые обеспечивают дополнительное сжигание частиц топлива.

Более долговечным является чугунный котел, так как конденсат при горении угля вызывает коррозию стали. Помимо этого, стальные теплообменники быстрее прогорают. Чугунные котлы состоят из секций, что при возможной разгерметизации позволяет просто заменить поврежденную часть (тогда как стальные котлы требуют полной замены); также этот факт обеспечивает удобство транспортировки в разобранном виде (однако следует помнить, что чугунные детали хрупки и чувствительны к ударам).

Если нужен котел, обеспечивающий отопление и и снабжение дома горячей водой, подойдет двухконтурный твердотопливный котел. Принцип его действия заключается в следующем: первый контур (для обогрева помещения) включается при срабатывании теплового датчика; второй (для снабжения горячей водой) активизируется при падении давления.

Читайте также:  Котельная в частном доме фото

Если в доме имеется рабочий бойлер, то его можно подключить к отопительному котлу. С одной стороны, это даст большую экономию на источнике тепла, с другой же обеспечит стабильную подачу воды.

Чтобы определиться, какой мощности котел вам нужен, исходите из расчета 1 кВт на каждые 10 кв. м (при высоте стен до 3 м). При этом следует помнить, что сама мощность котла варьируется в зависимости от калорийности топлива и его влажности.

Самостоятельный монтаж

Чтобы самостоятельно установить твердотопливный котел, необходимо учесть несколько правил.

  1. Такой котел лучше расположить в отдельном помещении. Это может быть комната внутри дома или в подвале. Для этого подойдет бывшая детская спальня либо любая другая небольшая комната (необходимая площадь – 8-10 квадратных метров), если при строительстве не отведено специальное помещение для отопительных устройств. В самом крайнем случае можно просто перегородить большую комнату пополам (перегородку желательно сделать кирпичной, а не применять гипсокартон), сделав один или два выхода – внутрь помещения, на улицу или оба сразу.
  2. Пол помещения, где планируется монтаж, должен быть выполнен из пожаростойких материалов. А сам котел следует установить непосредственно на бетонную стяжку (около 10 см толщиной).
  3. Необходимо обеспечить помещение принудительной вентиляцией, электропитанием и водоснабжением, если они отсутствуют.
  4. Если котел устанавливается не в специально спроектированной котельной, следует заранее приобрести и установить дымоотвод.

Приступая к монтажу, надо подготовить инструменты и оборудование, которые для этого понадобятся: электроды, сварку, уровень, ключи, отвертки, метр, пилу по металлу, винты, – а также материалы: сантехническую ленту, лист металла и герметик.

  • Распаковать и подготовить к сборке детали, идущие в комплекте с котлом.
  • Расположить металлический лист на полу на расстоянии не менее 0,5 м от боковой стенки (стенок) и 1 метра от передней и надежно зафиксировать.
  • Установить ровно котел на металлический лист, проверяя правильность уровнем.

После подготовительных работ производится непосредственно сборка самого котла:

  • Обернуть одним витком сантехнической ленты регулятор горения, закрепить с помощью винта, установить температуру 30 градусов.
  • Установить терморегулятор и тен или их заглушки.
  • Собрать воздушный и предохранительный клапаны, манометр в группу безопасности.
  • Установить кран и подключить его к трубам.
  • Подсоединить группу безопасности перед запирающим устройством.
  • Соединить котел с дымоходом, используя герметик.
  • Задвинуть заслонку для тяги и заглушку для прочистки.
  • Подключить воду и проверить герметичность системы.
  • Зажечь котел, закрыв заслонку.
  • Остается только проверить качество установки и работы котла и провести пилотное отопление.

Для того, чтобы определить примерную стоимость материалов и оборудования , необходимых для монтажа, ниже приведена их ориентировочная цена.

  1. Герметик термостойкий 100–200 руб.
  2. Лист металла (3 х 1 250 х 250) около 3 000 руб.
  3. Сантехническая лента около 500 руб.
  4. Котлы длительного горения 60 000–120 000 руб.
  5. Переход стальной 57–32 30 руб.
  6. Отвод стальной Ду-5016 от 100 руб.
  7. Кран шаровый Ду-15 от 100 до 1 000 руб.
  8. Кран шаровый со сгоном Ду-50 около 2 000 руб.
  9. Дымовая труба для твердотопливного котла 20 000–50 000 руб.

Выбор обогревательных котлов должен быть основан на доступности конкретного вида топлива в регионе или его наличии в доме. Отопление твердотопливными котлами с использованием дров по стоимости уступает лишь устройствам, работающим на газу, более дорогими являются электричество и дизельное топливо, а замыкают пятерку углезависимые агрегаты. Не в последнюю очередь это связано с тем, что твердотопливные котлы имеют недостаточно высокие показатели КПД (по сравнению с электрическими например). Тем не менее двухуровневые системы сжигания позволяют сэкономить расход топлива до 9 % .

Самыми экологически чистыми отопительными устройствами среди твердотопливных являются пиролизные газогенераторные котлы, поскольку используемое ими топливо сгорает практически полностью, что снижает уровень загрязнения воздуха.

На видео показано как работают газогенераторные котлы:

Какое оборудование лучше

Выбрать газогенераторный котел бывает сложно из-за большого ассортимента такого оборудования.

К тому же при покупке аппарата для обогрева дома нужно обращать внимание на его характеристики: мощность, часы функционирования от одной закладки дров, наличие блока для автоматической работы и добавочных возможностей. Выбирая котел, рекомендуется смотреть, нет ли у него дополнительного источника тепла

Выбирая котел, рекомендуется смотреть, нет ли у него дополнительного источника тепла.

Чтобы отапливать дом и иметь горячую воду, разумнее приобретать двухконтурный агрегат. Если выбор был сделан в пользу модели без контура ГВС, то надо специально брать к нему бойлер косвенного нагрева, предохраняющий от непредвиденных трат.

Чтобы рассчитать, сколько энергии будут расходоваться на работу газогенераторного котла длительного горения, нужно исходить из того, что обычно на обогрев 10 кв. м площади затрачивается 1 кВт тепла.

При выборе котла учитываются следующие моменты:

  • оснащен ли отопительный котел контуром ГВС, без которого не обойтись в доме площадью более 100 кв. м;
  • насколько хорошо утеплен дом, ведь на то, как в нем сохраняется тепло, влияет даже количество окон и дверей.

Самыми лучшими газогенераторными котлами, работающими на твердом топливе, считаются агрегаты, произведенные в Германии и Чехии.

Модели, созданные в этих странах, носят названия Buderus и Viessmann и продаются по высокой цене. Однако, несмотря на это, их приобретают довольно часто.

Среди отечественных котлов наиболее популярно отопительное оборудование Бастион, ZOTA и Тополь М.

Но их теплотехнические и эксплуатационные характеристики на порядок хуже, чем у западных агрегатов.

Дело в том, что котлы из Европы разработаны по новейшим технологиям, позволяющим использовать их с особым комфортом.

Основное достоинство отопительного оборудования, функционирующего на таком топливе, как дрова дуба или акации, – это возможность его подсоединения к уже сделанной водяной системе отопления.

Установка газогенераторного котла выполняется без серьезных денежных затрат. Как только оборудование будет подключено, расход дров сократится на 30 %.

Главным недостатком газогенераторного котла является его высокая цена. Особенно дорого стоят чешские и немецкие модели.

Кроме того, в такое оборудование нельзя закладывать топливо плохого качества, которое может негативно повлиять на функционирование отопительного агрегата.

Те, кто уже пробовали обогревать дом газогенераторным котлом, отмечают, что в российских климатических условиях он особо необходим.

Приобретение оборудования, которое работает по принципу пиролиза, является экономически выгодным решением.

Обзор дровяных газогенераторных котлов и их особенности

Газогенераторные котлы — один из видов твердотопливных, обычно водогрейных устройств. Суть его работы состоит в том, что топливо и летучие вещества в нем сгорают по отдельности. Другими словами, происходит пиролиз твердого топлива, поэтому котлы называют еще пиролизными. Особенно это нагревательное оборудование эффективно при работе на дровах, древесных брикетах, буром и некоторых фракциях каменного угля.

Устройство агрегата

Конструкция газогенераторного котла представляет собой печь с двумя камерами, которые разделены чугунными решетками. Первая камера предназначена для пиролиза дров, а вторая — для сжигания выделяемого газа. В некоторых конструкциях газовые камеры соединены с кухонными плитами. Основными деталями такого устройства являются:

  • форсунка;
  • вентилятор;
  • контроллеры;
  • воздуховодные каналы;
  • водяные патрубки;
  • дымоход.

Кроме этого, для обеспечения безопасной эксплуатации котлового оборудования в конструкции находятся: предохранительные клапаны, датчики измерения давления, регуляторы подачи воздуха. Общий контроль и регулировка эксплуатационного процесса проводится с помощью электронного блока управления. Некоторые модели котлов обладают дистанционным управлением.

Правила выбора топлива

В процессе сгорания любого твердого топлива происходит выделение монооксида углерода. Из опыта использования газогенераторов доказано, что выделение этого газа в особо больших количествах происходит при сжигании древесины.

Отсюда и вывод, что лучше всего топить этот агрегат дровами. В современных котлах их разжигание и дальнейший процесс горения полностью автоматизирован. При этом к такому топливу предъявляются некоторые требования.

Влажность используемой древесины не должна превышать 20%, иначе ее придется предварительно просушивать. При этом стоить выбирать только наиболее твердые виды древесины: бук, дуб, акация. Нельзя использовать уголь в тех моделях, где такой вариант не предусмотрен, так как возможен выход агрегата из строя.

Принцип работы оборудования

Во время горения твердое топливо начинает выделять газ, который и продолжает поддерживать этот процесс. Дровяные газогенераторные котлы устроены так, что в них невозможно быстрое сжигание как в обычных печах. Происходит это потому, что угарный газ сгорает в отдельной камере. Таким образом, весь процесс делится на несколько стадий:

  1. Сначала твердое топливо проходит процесс сушки в специальном отделе котла газогенератора.
  2. Далее дрова горят в топке при температурном диапазоне от 200 до 850°C. Кислород при этом процессе практически не поступает в топку.
  3. Выделяемый газ сгорает в специальной камере при помощи горелок.

В итоге происходит разделение топлива на две составляющие: твердую фракцию и газообразное вещество. Удаление этих частей из котла происходит обособленно, причем при контактировании газа и углерода во время горения происходит очищение дыма от вредных веществ.

Популярные модели

В настоящее время газогенераторные котлы на дровах и другом твердом топливе широко представлены на рынке оборудования для отопления помещений. Отличаются они друг от друга как конструктивно, так и по стоимости. Среди них стоит отметить следующие модели:

  1. OPOP ECOMAX 30 — экономичные котлы от чешских производителей. Наличие электронного блока позволяет осуществлять управление двумя циркуляционными насосами, термостатом и вентилятором. Коэффициент производительности агрегата достигает около 90%.
  2. Viadrus Hercules U32 — корпус этого агрегата выполнен из чугуна. Работа котла осуществляется на дровах, угле и не зависит от наличия электроэнергии. В его конструкции отсутствует вентилятор, подача воздуха осуществляется естественным путем.
  3. ATMOS DC — стальной котел, работающий на дровах. Наличие вытяжного вентилятора позволяет производить сбор золы практически без пыли. Некоторые разновидности этой модели обладают и нагнетающим воздух вентилятором.
  4. Бастион М-КСТ-15П — энергонезависимый котел от российских производителей. Обладает большой емкостью, что позволяет теплоносителю циркулировать по системе за счет инерции. В такой системе отопления не нужны циркуляционные насосы.

А также популярными и недорогими считаются следующие модели: Диво-10, Буржуй-К СТАНДАРТ-20, Wattek PYROTEK 36 и др.

Преимущества и недостатки котлов

Основным преимуществом таких агрегатов является высокая эффективность сгорания твердого топлива. Если сравнивать с простыми печами, работающими на древесине, то при использовании газогенератора обычно коэффициент полезного действия гораздо выше.

Большинство таких установок являются энергонезависимыми устройствами и могут быть установлены на объектах, не снабженных электроэнергией. Такие агрегаты с успехом раньше устанавливали на автомобилях. Кроме того, котлы, не нуждающиеся в электроэнергии, гораздо дешевле стоят.

Для работы этого устройства можно использовать любой вид древесины, даже отходы от ее производства. Еще существенным достоинством такого отопления является то, что котел способен длительное время работать от одной порции твердого топлива.

Такая особенность позволяет облегчить эксплуатацию этих агрегатов. Но все же эти устройства имеют ряд недостатков, основанных в основном на обязательном присутствии человека при их обслуживании.

Особенно это считается важным при выборе таких устройств в сравнении с газовыми агрегатами. Кроме этого, периодически необходимо газогенератор обслуживать, чистить от копоти и сажи, так как продукты распада в них существуют.

Ссылка на основную публикацию