Очень древний и обычный метод добыть тепло – сжечь попавшееся под руку полено. Данный процесс настолько очевиден, что какие-нибудь разговоры о его технологичном усовершенствовании могут показаться забавными. Но инженеры, разработавшие котлы твердотопливные газогенераторные, нашли все же возможность сделать обычный способ получения энергии тепла более практичным.
Содержание:
Рабочий принцип
Образование газогенераторного или пиролизного оборудования воочию показало, что мир новых технологий способен дотянуться даже до подобных устройств, как примитивные домашние дровяные котлы. Улучшения, которым были подвергнуты такие аппараты, смело можно назвать революционными. В чем же они заключаются? Как удалось узнать, обыкновенную древесную чушку можно сжечь очень хитрым способом, разбив процесс сгорания на две стадии.
Первая собой представляет тление древесины, которое встречается в случае дефицита кислорода в топке. Оно сопровождается выделением некоторого количества теплоты и, что более всего порадовало изобретателей, образованием как говорят иначе деревянного газа. Данный процесс называют пиролизом или газогенерацией. Деревянный газ не имеет конкретной химической формулы, он собой представляет смесь, которая состоит 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. Отличная характерность деревянного газа заключается в том, что он сам по себе также считается топливом. На разных этапах газогенерации его питательность достигает 4800 кал/куб. м. Сгорание этого газа и собой представляет вторую стадию сжигания топлива, происходящего в котле твердотопливном пиролизном.
Так как процесс образования деревянного газа (первая степень) и его дожигание (вторая стадия) выполняются при разных условиях, выделяющихся количеством подаваемого воздуха, котлы с двумя камерами оборудуются двухкамерной камерой сгорания. В первой камере происходит тление топлива с газогенерацией, потом деревянный газ через распылительное устройство поступает во вторую камеру, куда воздух подается и где происходит его (газа) сгорание. Вторая камера может находиться как над первой (газогенераторной), так и под ней. Два варианта имеют собственные минусы и плюсы.
Работающие на газогенераторной технологии агрегаты считаются разновидностью говоря иначе пиролизных котлов. Это наименование вызвано тем, что часть топлива в подобном котле горит длительнее, чем в обыкновенном, отдавая заложенную в нем энергию тепла поэтапно. Основным плюсом пиролизных котлов считается их способность работать длительное время (если сравнивать с котлом прямого сжигания) без участия потребителя, другими словами без закладки новой порции топлива. Для того чтобы увеличить данный период, современный котел твердотопливный пиролизный может сочетать пиролиз с принципом верхнего горения топлива. Плюсы последнего можно показать на наглядном примере с 2-мя одновременно зажженными спичками. Если одну из них развернуть головкой вверх, а вторую – головкой вниз, то первая будет гореть чуть дольше.
Работа газогенераторных твердотопливных котлов на дровах считается самой лучшей, но топить такие аппараты можно и остальными видами топлива – углем (бурым и каменным) или торфом.
Плюсы и минусы
Список главных положительных качеств котлов этого вида выглядит так:
1. Повышенная длительность горения порции топлива, о чем уже говорили выше.
2. Большой уровень автоматизации.
Управлять процессом сжигания газа намного легче и удобнее, чем твёрдого топлива в чистом виде. Благодаря этому котлы с двумя камерами более своевременно реагируют на температурные изменения теплового носителя, чем прочее оборудование работающее на твердом топливе.
В зависимости от типа используемой автоматики твердотопливные пиролизные котлы разделяют на энергозависимые и энергонезависимые. В первом варианте применяются электронные датчики и блоки управления, которые нуждаются в подсоединении к электрике. Если электрическое снабжение вследствие погодных или других причин нарушено, такой котел оказывается неработоспособным. Другой вариант – энергонезависимые котлы – легко обходятся без электричества, так как для управления мощностью в таких агрегатах применяются механичные регуляторы.
Примером подобного устройства послужит регулятор FR124 фирмы Honeywell. Его основной составляющей считается биметаллический компонент, который монтируется в теплообменный аппарат котла. Такой элемент связан цепочкой с воздушной заслонкой, за счёт чего он может менять ее положение (а естественно и объем подаваемого в топку воздуха) в зависимости от температуры теплового носителя. Регулятор механического типа можно связать и с распылительным устройством, через какую деревянный газ поступает из газогенератора в топку. Подобным образом, будет меняться кол-во сжигаемого в единицу времени топлива.
Энергонезависимые твердотопливные пиролизные котлы менее практичны, чем их электронные соперники, однако для регионов с распространенными проблемами в электрическом обеспечении они считаются более предпочтительными.
3. Экономность.
Газогенераторная методика позволяет «выжать» из топлива практически весь его теплотворный потенциал. Если эксплуатировать твердотопливные пиролизные котлы на дровах, их КПД достигает 93%. Для остальных видов оборудования работающего на твердом топливе столь большой уровень отдачи тепла считается пока недостижимым.
4. Самый маленький уход.
Метод, которым горючее сжигается в пиролизнике, обеспечивает небольшое появление золы и почти что полное отсутствие сажи. Благодаря этому хозяину приходится не так часто заниматься чисткой котла, а дымотвод его внимания совсем не требует.
5. Экологичность.
Выводимые из пиролизного котла в атмосферу газообразные, жидкие и твердые вещества топлива содержат намного меньше вредных для экологии веществ (к примеру, угарного газа), чем те, которые имеют место на случай использования любой остальной разновидности твердотопливных нагревателей.
К минусам основанных на принципе газогенерации котлов на твердом топливе относят следующее:
1. Большие требования к типу топлива и его качественным характеристикам.
Для самого большого эффекта в качестве топлива следует использовать исключительно древесину. Если эксплуатировать твердотопливные пиролизные котлы на угле, их КПД будет понижаться. Влажность деревянного топлива не должна быть больше 20%, при очень больших показателях пиролиз будет невозможен.
2. Большая цена.
3. Из-за угрозы появления конденсата температура теплового носителя при входе в котел обязана быть не меньше 60 градусов.
Заключение
Интерес, который газогенераторные котлы твердотопливные газогенераторные вызывают у потребителей, вполне обоснован. Такие аппараты считаются самыми прогрессивной вариацией твердотопливного оборудования для отопления. Некоторые присущие недостатки оказываются очень несущественными на фоне подобных хороших качеств, как экономность, большой уровень автоматизации и возможность многолетней работы без участия потребителя. Хочется рассчитывать, что производственники подобных котлов не будут на этом останавливаться и в дальнейшем порекомендуют миру немало интересных разработок.
