Пиролизные котлы
.
23.11.2021
Что такое пиролиз?
Вообще пиролиз – это любое термическое разложение органики, не обязательно с последующим сжиганием продуктов распада. Пиролизу, например, подвергают нефть для получения этилена, пропилена и дивинила, т. е. основ для распространённых пластиков. Если говорить о пиролизе древесины, то такой процесс должен проходить при нагреве в герметичной камере с отводом газа и образованием в итоге древесного угля.
А то, что в обиходе называют пиролизом – на самом деле газификация, преобразование твёрдой органики в горючую газообразную плюс дожигание оставшегося угля, так как цель – снять максимум тепла (в отоплении). Поэтому пиролизные котлы иногда называют газогенераторными, хотя первое название более прижилось в маркетинге.
Типовая конструкция пиролизного котла
Агрегат состоит из двух камер сгорания и теплообменника. В верхнюю камеру на колосники из огнеупорной глины укладываются дрова, которые должны медленно тлеть при недостатке кислорода при температуре примерно 450-500 °С. Образовавшиеся газы попадают через щель-форсунку в нижнюю камеру, куда подаётся вторичный воздух, и дожигаются, нагревая теплоноситель в обменнике и частично подогревая нижний слой дров, поддерживая пиролиз.
Дно верхней топки газогенераторного котла
Особенности конструкции:
-
подача первичного воздуха сверху, верхнее дутьё. Вторичный воздух может подаваться как нагнетающим вентилятором, так и через заслонку с помощью вытяжного;
-
основной теплообменник вокруг нижней топки, так как там происходит интенсивное горение древесного газа, и далее, иногда в несколько ходов, по движению дыма.
Древесный газ – это смесь водорода, азота, водяного пара, угарного и углекислого газа, а также метилового спирта, бензола и других летучих углеводородов. Как и в обычных твердотопливных котлах, при горении образуются смолы (дёготь), особенно, если дрова недостаточно сухие или обратка слишком холодная.
Преимущества и недостатки пиролизных котлов
Продавцы заявляют о неимоверных 92% КПД и длительности работы до 30 часов на дровах, а на угле – до недели:
-
заведомо подразумевают использование автоматики, что повышает экономичность и безопасность;
-
топливо сжигается (именно сжигается, а не частично улетучивается в дымоход) полностью;
-
после розжига и выхода на режим возможна плавная эффективная регулировка без забросов температуры из-за прогорания или интенсивного раздувания пламени;
-
реже требуют обслуживания – чистки, новой загрузки дров и т. д.
Вместе с тем, в последнее время в публикациях проявляется определённый скепсис в отношении пиролизных котлов, а многие производители сворачивают модельные линейки. Агрегаты стоят в 1,5-3 раза дороже обычных котлов той же мощности и класса, а их сравнительную эффективность трудно подтвердить или поддерживать при эксплуатации по ряду причин:
-
влажность дров должна быть не более 20-25%, т. е. их необходимо хранить в отапливаемом сухом и вентилируемом помещении, что не всегда возможно; идеальное топливо для пиролиза – древесные брикеты (евродрова), но они не дешёвые;
-
энергозависимость – без принудительного нагнетания воздуха или вытягивания дыма работать не могут; отключили электричество – котёл угас, требуются ИБП;
-
трудность регулировки при значительных колебаниях заданной или наружной температуры, например, оттепель-мороз, соответственно, ниже-выше требуемая мощность СО.
При низкотемпературном тлении (ниже 50-60% номинальной мощности) значительно увеличивается образование едкого конденсата, падает эффективность, фактически, теряется весь смысл в таком котле.
Тем не менее, ведущие производители (немецкий Buderus, чешский Atmos, и другие) выпускают высокотехнологичные пиролизные котлы на 20-70 кВт для бытовых потребителей. Правда, они заявляют КПД поскромнее – 76-85%, при этом в технических данных указывают номинальную (максимальную) мощность и диапазон регулировки: например, 21 кВт и 8-21 кВт соответственно. И что самое интересное, продолжительность горения при номинальной мощности всего пару часов, то есть возвращаемся к принципу «нельзя жечь дрова жарко, но долго», который обсуждался в статьях про верхнее и нижнее горение и котлы длительного горения.
Технические данные для линейки котлов Buderus Logano S121-2.