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.

Как устроен газогенераторный котел на твердом топливе

Несмотря на высокую себестоимость, после приобретения, газогенераторный котел на твердом топливе, помогает сэкономить на отоплении, за счет снижения расхода топлива на 15-20%. Дополнительным преимуществом является длительное время работы газогенератора от одной закладки.

Устройство газогенераторного котла

Современный отопительный газогенераторный котёл на твёрдом топливе, мало чем напоминает первые газогенераторы. В результате конструкторских и инженерных решений, внутреннее устройство и внешний вид претерпели существенные изменения. Прежним остался только используемый принцип работы, заключающийся в следующем:

Древесина, при горении, выделяет небольшое количество углекислого газа. Этот процесс называется газогенерацией или окислением.

Если создать необходимые условия, скорость горения замедляется, а количество CO увеличивается.

Углекислый газ, после смешивания с воздухом в необходимых пропорциях, образовывает горюче-воздушную смесь.

Газо-воздушная смесь хорошо горит, и при этом выделяет дополнительную тепловую энергию.

Конструкция и устройство отопительного газогенераторного котла на твердом топливе, отличается, в зависимости от модели и производителя. Обязательно присутствуют следующие узлы:

Две топочных камеры – в первой осуществляется сжигание древесины, во второй, дожиг углекислого газа.

Система подачи воздуха и отвода продуктов сгорания. В отличие от обычных котлов, большинство газогенераторов применяют ломаную конструкцию дымового канала. Продукты сгорания направляются в дымоход только после того, как их тепло аккумулируется теплообменником.

В зависимости от модели, процесс горения осуществляется в полностью автономном режиме или с определенным участием человека. Классические агрегаты, работающие на древесине, загружаются вручную. Настройки подачи воздуха, удаление золы и другие функции, выполняются с помощью человека.

Автоматические котлы на отходах древесины, работают в полностью автономном режиме. Весь процесс, начиная от подачи воздуха и заканчивая удалением отходов сгорания, контролируются автоматикой.

Технические условия для газогенерации

Газогенерация или выделение углекислого газа, в процессе окисления древесины, может начаться только при определенных условиях:

Ограниченный доступ воздуха – чтобы начал выделяться газ, требуется ограничить приток воздуха, заставив древесину буквально тлеть.

Высокая температура – дерево обугливается, превращаясь в углерод и смешиваясь с кислородом, образует углекислый газ. Для продуцирования CO, требуется поддерживать в топке нагрев свыше 600°С.

Влажность – сырая древесина, при нагреве, выделяет вместо углекислого газа пар. Для газогенерации требуется, чтобы влажность не превышала 20%.

Расход топлива в газогенераторных котлах

Котлы на твердом топливе с газогенераторным горением, имеют несколько преимуществ, делающих их эксплуатацию экономичной:

Горение топлива в газогенераторных котлах осуществляется медленней, по причине отсутствия интенсивного притока воздуха. При тлении дерева выделяется меньшее количество тепла, чем при полноценном горении. Недостаток тепловой энергии компенсируется при дожиге выделяемого углекислого газа.

Расход топлива, по сравнению с классическими котлами, сокращен на 15-20%. При этом, количество тепла, выделяемого при сжигании, практически не уменьшилось.

Использование автоматики сокращает расход топлива, еще, по крайней мере, на 10%.

Твердотопливный газогенераторный котёл длительного горения, предназначенный под древесину, работая на угле, быстро выходит из строя. Поэтому, топить газогенераторы следует исключительно деревом или его отходами. Исключение составляют модели, специально предназначенные для работы на угле.

Можно ли сделать из простого котла, газогенераторный

Принцип работы газогенераторного твердотопливного котла подразумевает использование обязательных узлов в конструкции:

Топки и камеры дожига – в устройстве газогенераторов специально предусматривается увеличенная топочная камера. Дожиг осуществляется в отдельной камере, изготовленной из шамотного кирпича.

Теплоноситель окружает не только топку, но и ломаный дымовой канал, расположенный внутри котла. Схема теплообменника достаточно сложная. Теплоноситель должен окружать не только топку, но и дымовые каналы.

Сделать газогенератор из уже существующего дровяного котла возможно, но, при этом, придется столкнуться со следующими сложностями:

Ограничение в размерах топочной камеры – для создания необходимой в процессе газогенерации температуры, потребуется полноценное горение дров в течение получаса. Все топливо сгорит приблизительно за 1,5-2 часа, что сводит на нет эффективность переоборудованного котла.

Недостаток свободного места приведет к еще большему уменьшению топки, по причине установки камеры дожига.

После переоборудования, ожидать тех же показателей производительности, что и у газогенераторных моделей, выпущенных в заводских условиях, не стоит. Изготовить газогенератор заново намного проще, чем переделывать уже действующий котел.

Правила и условия установки, и эксплуатации котла

Газогенераторные котлы на твердом топливе длительного горения, требовательны к условиям эксплуатации. На эффективность работы влияют характеристики котельной, системы дымоудаления и вентиляции. На помещение, используемое под котельную, распространяются правила ППБ, относительно эксплуатации твердотопливных агрегатов. Общими рекомендациями по установки являются:

Монтаж котла с производительностью до 40 кВт, осуществляется в любом месте жилого дома, при условии соответствия правилам пожарной безопасности. Теплогенератор с производительностью от 40 кВт, монтируется в отдельной комнате.

Размеры помещения для котла не менее 8 м². Обязательно присутствие приточно-вытяжной вентиляции.

Стены и пол котельной облицовываются негорючими материалами: керамической плиткой или цементно-песчаной штукатуркой.

Дымоходная труба изготавливается с минимальным количеством углов и максимальной длиной вертикального участка не более 1 м. При прохождении через плиты перекрытия и кровлю, предусматривают противопожарные разрывы.

В качестве рекомендуемой меры, в котельной устанавливают датчики дыма. Если требуется подключение к электросети, щитовую с автоматами, устраивают вне помещения, где расположен твердотопливный агрегат.

Как выбрать газогенераторный котёл

При выборе подходящей модели газогенераторного оборудования, учитывают несколько особенностей, связанных с работой и функциональностью котла, и его производительность:

Особенности конструкции – потребителю предлагают котлы, использующие принцип верхнего и нижнего горения, с вертикальной и горизонтальной топкой. От данных характеристик зависит время работы, допустимое качество используемого топлива и другие рабочие параметры.

Мощность – при средней теплоизоляции здания и высоте потолков не более 2,7 м, действует формула, позволяющая высчитать необходимую производительность котла: 1 кВт = 10 м². Точный расчет необходимой мощности, с учетом всех особенностей и технических характеристик здания, выполняют с помощью специальных калькуляторов.

Помимо перечисленных критериев, влияющих на подбор отеплительного оборудования, дополнительное внимание обращают на страну производитель и стоимость газогенератора.

Лучшие производители газогенераторного оборудования

Буквально 5-10 лет назад, на рынке отопительного оборудования были представлены всего 4-5 марок газогенераторных котлов, исключительно европейского производства. На данный момент, ассортимент продукции расширился настолько, что при подборе оборудования, стало невозможно обойтись без квалифицированной консультации.

Помимо уже зарекомендовавших себя европейских заводов, производство котлов газогенераторного типа, наладили отечественные компании. Для облегчения выбора, все модели можно разделить на несколько групп по территориальному признаку:

Российские газогенераторные котлы – отечественные компании изготавливают продукцию либо самостоятельно (как в случае компаний БТС, Тепловъ, Ф.Б.Р.Ж., Фантом, Бастион, Газген), так и при поддержке иностранных партнеров (Lavoro). Продукция адаптирована к отечественным условиям. Изменения в конструкции сделали возможным использование топлива с влажностью до 30-42%.

Европейские котлы – традиционно считаются лучшими в своем классе. Продукцию предлагают компании Viadrus, Stropuva (практически родоначальник газогенераторных котлов), Atmos и другие. Котлы европейских концернов имеют длительный срок эксплуатации, отличаются надежностью, высокой степенью автоматизации и экономичностью.

Стоимость котлов газогенераторного типа

Европейские компании предлагают продукцию класса «Премиум», что отражается как на комфорте управления и эксплуатации, так и на стоимости отопительных газогенераторных агрегатов. Так, латвийскую Stropuva, можно приобрести приблизительно за 100 тыс. руб. Чешские Viadrus, обойдутся в пределах 180-200 тыс. руб., Atmos – 120 тыс. руб. и выше.

Отечественные котлы можно найти, начиная с 30 тыс. руб. За качественный газогенератор, аналогичный европейским моделям, придется заплатить около 80 тыс. руб. (Цены приводятся приблизительно с учетом производительности 30 кВт).

Плюсы и минусы котлов с газогенерацией топлива

Опыт эксплуатации газогенераторных котлов длительного горения отечественным потребителем, позволил увидеть преимущества и недостатки данного типа оборудования. Плюсов у газогенераторов несколько:

Продолжительность горения топлива в газогенераторном котле не менее 6 часов. Некоторые модели, как отечественных, так и европейских производителей, способны от одной закладки проработать до 3-5 суток.

Большая теплоотдача, по сравнению с классической моделью. КПД газогенераторных котлов составляет 80-92%.

Ограничения в использовании топлива. Теплообменник газогенераторного котла, работающего на дровах, при переходе на уголь, прогорает уже спустя год эксплуатации. Топить влажными дровами и отходами древесины нельзя.

Стоимость – классический котел, стоит, приблизительно в 2-3 раза дешевле.

Еще одним минусом считаются особые правила растопки и поддержания горения во время эксплуатации газогенераторных моделей. Этот недостаток временный. После нескольких топок, хозяин отопительного оборудования привыкает к особенностям.

Газогенераторные котлы не имеют аналогов среди других моделей, относительно длительности работы от одной закладки, тепло производительным характеристикам и другим рабочим параметрам. Несколько ограничивают популярность моделей – высокая стоимость и особенности эксплуатации.