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

Чем хороши газогенераторные котлы на дровах

Классические твердотопливные котлы имеют два существенных недостатка: небольшое время работы от одной закладки и низкий КПД. Чтобы решить данную проблему, проводились определенные изменения в конструкции и внутреннем устройстве котлов.

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

Любое твердое топливо, в процессе газогенерации выделяет определенный объем CO. Опытным путем было доказано, что больше всего газа, в процессе окисления продуцирует древесина. Поэтому, газогенераторный котёл для отопления дома, оптимально топить дровами. К используемому топливу предъявляются несколько требований.

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.

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.