Газогенераторные котлы на твердом топливе своими руками. Котёл газогенераторный своими руками

ГАРАНТИЯ НА ТОПКУ 10 ЛЕТ!!!

РАБОТАЕТ НА ВСЕХ ВИДАХ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА!

Варианты исполнения: одноконтурный, двухконтурный (отопление + ГВС), универсальный пеллетный (пеллеты/дрова/уголь/брикеты).

На базе котлов "Космос" всех модификаций производим модульную котельную "Галактика" для установки на улице.

Флагман предприятия - твердотопливный газогенераторный пиролизный котел длительного горения "Космос" КМВ (котел многотопливный водогрейный) с топкой из нержавейки по очень умеренной цене.

Вы будете приятно удивлены простотой достижения и поддержания комфортной температуры в доме, экономичностью и дешевизной монтажа котла "Космос".

Диапазон рабочих температур подачи теплоносителя в систему от 30 до 95 °C без дополнительного оборудования.

Длительность горения дров при малых нагрузках до 12 часов, угля до 24-х часов. Если Вам уже надоело дежурить у постоянно затухающего котла или собираетесь установить твердотопливный котел, то вы нашли тот котел, который искали.

Тонкостенная конструкция из жаропрочной коррозионностойкой нержавеющей стали позволяет отдавать тепло непосредственно теплоносителю с мизерными потерями. Вы видели прогоревший чайник или самовар? Нет? Так вот: толстые стенки топки, тем более шамот являются теплоизоляцией между источником тепла и теплоносителем, что в свою очередь понижает КПД котла. Твердотопливный пиролизный котел "Космос" ОЧЕНЬ БЫСТРО нагревает теплоноситель. Благодаря запатентованной конструкции котел имеет КПД 89%, способен выдерживать рабочее давление до 5 атм. и рабочую температуру до 123 о С!

Прост в обслуживании, надежный, долговечный.Применение жаропрочной нержавеющей стали обеспечивает непревзойденную стойкость к коррозии. Пиролизный котел "Космос" работает как на сухих, так и на сырых дровах.

Так работает котел, которому уже седьмой год. Работа при -30 о С

Котел для любой погоды от -50 до +15ºС !

Простота эксплуатации позволяет справиться с ним даже человеку, никогда понятия не имевшему о существовании твердотопливных котлов.

Пиролизный котел "Космос" очень легкий, благодаря чему упрощается транспортировка и монтаж. Монтируется в котельной, в стене или на улице.

Беготня с дровами и дежурство у котла остались в прошлом!

Прежде чем сделать для себя правильный выбор, очень внимательно ознакомьтесь с техническими характеристиками рассматриваемых Вами котлов и Вы найдете множество преимуществ у котла "Космос" в сравнении с ними.

• Автоматизированная установка для сжигания твердых видов топлива.
• Автоматическая подача: пеллеты, уголь.

История появления твердотопливного котла "Космос" КМВ

Уникальные показатели работы предлагаемого котла являются результатом многолетней работы инженеров научно-производственного предприятия "Термопасс" по совершенствованию конструкции, направленной на оптимизацию процессов горения в топочной камере. Первые твердотопливные пиролизные котлы длительного горения "Космос" служат благодарным пользователям уже 20 лет без нареканий.

На фотографии котел первой серии "Космос-30". В эксплуатации с 2000 г.

Недаром завод дает 10 лет гарантии на твердотопливные котлы "Космос". Надежность котлов "Космос" проверена и доказана как в умеренном белорусском климате, так и в лютые якутские морозы, где все больше людей предпочитают именно этот твердотопливный котел. В основу работы газогенераторного котла положен принцип пиролизного сжигания топлива, суть которого заключается в том, что под действием высокой температуры и в условиях недостатка кислорода твердое топливо разлагается на летучую часть - так называемый пиролизный газ и твердый остаток - древесный уголь (кокс). Процесс этот экзотермический, идущий с выделением тепла. Пиролизные котлы "Космос" выпускаются мощностью 12, 15, 18, 25, 30, 35, 40, 50, 60 и 90 кВт, что позволяет использовать их как в жилых домах так и в производственных помещениях площадью до 900 м². Мощностью, достаточной для обогрева здания в климатических условиях Московской области принято считать 1 кВт на 10 м². Но этот показатель варьируется в зависимости от высоты потолков, общих тепловых потерь здания и т.д. На базе котла "Космос" так же выпускается универсальный пеллетный котел КМВ с автоматикой, работающий как на всех видах пеллет (по составу сырья, фракции, влажности), так и на любых дровах .

Уникальность твердотопливного котла "Космос" КМВ

Так в чем же уникальность этого котла? Топка выполнена из жаростойкой нержавеющей стали с содержанием хрома 18%, которая обладает высокой коррозионной стойкостью при эксплуатации в органических кислотных и прочих агрессивных средах, и имеет температуру начала окалинообразования ∼+760ºC , что позволяет противостоять прогоранию на максимальной и низкотемпературной коррозии на минимальной мощности, так как при газификации топлива на минимальной мощности выделяются деготь и кислоты, являющиеся очень агрессивной средой. Благодаря этому твердотопливные пиролизные котлы длительного горения "Космос" способны работать в "зажатом" низкотемпературном режиме сколь угодно долго без риска протечки вследствие разрушения конструкции. Поскольку вся топка омывается теплоносителем, то получается, что температура окалинообразования попросту недостижима. Смотрите видео:

В данном видеоролике помещаем в топку пластиковый стакан с водой. Тонкие стенки топки из высококачественной кислотостойкой нержавеющей стали-это одно из основных преимуществ нашего котла!

Ниже указаны некоторые параметры наиболее востребованного пиролизного котла "Космос-35" номинальной мощностью 20 кВт, по большинству из которых равных ему нет.

Протокол испытаний КМВ-20.

Тлеющий режим горения.

Преимущества твердотопливного котла "Космос" КМВ

Если Вы не отапливаете помещение регулярно, например дачу, а приезжаете только на выходные, тогда лучшего варианта Вам не найти. Например, "Космос-18" на максимальной мощности 18 кВт прогревает систему отопления от 0ºС до 60ºС при объеме теплоносителя 100 литров и нормальной циркуляции менее чем за 30 мин с момента розжига, по достижении комфортной температуры в доме далее достаточно и 5 кВт.

У обычных стальных твердотопливных котлов минимальная температура обратной линии должна быть не ниже +60ºС, иначе прогорает топка. Пиролизный котел КМВ работает от +30ºС на подаче. А зачем на подаче более 60ºС, если на улице +5ºС, и куда девать излишки тепла? В форточки? С задачей получения оптимальной температуры справится не всякий даже очень дорогой твердотопливный котел со сложной системой управления с резервными емкостями или каскадные схемы, в которых используются несколько котлов разной мощности для достижения необходимой мощности в часто меняющихся погодных условиях. А чем больше в устройстве деталей-тем выше риск выхода из строя хотя бы одной из них, а мороз ждать не будет, пока приедет мастер с необходимой запасной частью (и хорошо, если она есть в наличии, а не под заказ через пару недель... :).

Очень часто в зимний период некоторые комнаты в доме по большей части пустуют и требуется лишь поддержание плюсовой температуры в ожидании гостей. Здесь на выручку придут обычные радиаторные краны с термоголовкой. Уменьшив температуру в одних комнатах в остальных жарче не станет. Котел сам скомпенсирует падение потребляемой энергии. При этом длительность работы увеличится и позволит Вам сэкономить топливо.

Пиролизный котел "Космос" КМВ. Работа котла.

Конструкция котла "Космос" КМВ

Топка имеет цилиндрическую форму, в которую через нижнюю дверцу, выполняющую роль поддувала вставлен колосниковый оборот. Он выполнен из той же нержавеющей стали, что и топка. В процессе работы котла золы образовывается крайне мало, и её очень удобно извлекать из-под колосника во время работы котла. Это позволило обойтись без привычного зольного ящика.

Благодаря запатентованному способу упрочнения топки она не подвержена температурным деформациям, что позволило сделать конструкцию менее материалоемкой и как следствие-вес котла мощностью 18 кВт всего 100 кг. Между топкой и корпусом находится утеплитель, благодаря которому тепло не расходуется понапрасну. При этом котел можно монтировать как в помещении (котельной), так и вне него. Незначительные габариты и вес существенно облегчают транспортировку и монтаж. Не требуется специальный фундамент в котельной. В системе отопления можно использовать аккумуляторную емкость и бойлер косвенного нагрева для получения горячей воды для водопровода, выпускаемые НПП "Термопасс".

Форма топки идеальна для отбора тепла со всей поверхности, поэтому пиролизный котел "Космос" работает четко и предсказуемо, поддерживая заданную температуру до последнего уголька. Даже когда дрова прогорают, угли еще очень долго отдают жар, который продолжает согревать теплоноситель. Достаточно пошевелить золу, заложить новую партию дров на тлеющие угольки, приоткрыть поддувало и огонь вспыхивает вновь! "Упустить" огонь в нашем котле не просто! Его живучесть не перестает удивлять.

Учитываем пожелания заказчика

Твердотопливные пиролизные котлы длительного горения "Космос" по желанию заказчика могут быть изготовлены как с правыми, так и с левыми дверцами. А так же патрубок подачи может находиться справа или слева.

Монтаж котла "Космос"

Монтаж котла можно осуществить следующими способами:

1. В котельной, расположенной в здании тремя способами:

1) на полу

2) на кронштейнах можно разместить котел на удобной для Вас высоте и при обслуживании не придется нагибаться.

3) монтируется в стену, при этом лицевая часть котла находится внутри помещения, а дымоход снаружи. Помимо значительной экономии места в котельной а так же повышенной пожарной безопасности, т.к. горячий дымоход не проходит через стену, такой монтаж имеет очень оригинальный эстетический вид.

2. В автономной котельной ,

3. Рядом с домом под навесом, что очень приветствуется нашими клиентами. Длительность работы без дозакладки позволяет разместить его вне отапливаемого помещения. При этом упрощается монтаж дымохода, который проходит снаружи и повышается пожарная безопасность здания. Благодаря своей мизерной массе котел можно установить на любую ровную поверхность либо подвесить на кронштейнах к стене.

В качестве дымохода следует использовать утепленную сэндвич трубу из специальной нержавеющей стали толщиной не менее 0,8 мм.

Рекомендуемая высота трубы для обеспечения необходимой тяги составляет 6 м. Длина горизонтального участка дымохода при выводе через стену наружу не должна превышать 1 м. Допускается не более двух поворотов дымохода на 90 о.

Для нормальной работы котла достаточно утепленного дымохода, группы безопасности с клапаном на 1,5 атм, расширительного бака и циркуляционного насоса, установленного на обратной линии. При использовании гравитационной системы отопления насос не нужен.

Для обеспечения горячего водоснабжения используйте в системе бойлер косвенного нагрева .

Сжигает любые виды твердого топлива

Конструкция котла позволяет сжигать любые колотые и не колотые поленья сухой и сырой древесины максимальной длиной от 0,5 до 1,2 метра в зависимости от мощности котла, пеллеты, уголь, брикеты.

Дозагрузку можно производить во время работы котла, не дожидаясь полного сгорания топлива. С розжигом справится любой, кто хотя бы раз в жизни разводил костер.

Наш эксперимент

Мы провели эксперимент: сколько дров помещается в топку котла "Космос-18". Использовали обычные березовые дрова.

Загрузили их в топку

Затем взвесили их.

Выяснилось, что в топку вмещается 21 кг березовых дров. Исходя из расчетов, проведенных специалистами завода, мощность, выделяемая хвойными породами древесины с влажностью 35% при сжигании, равна 2,6 кВтчас/кг. У березовых дров этот показатель немного выше, но даже если считать как сосновые дрова, то котел "Космос-18" способен вырабатывать почти 5кВт/час в течение 12 часов. 2,6 кВтчас/кг*21 кг/12 ч = 4,55 кВтчас. На практике такой мощности более чем достаточно для поддержания комфортной температуры в прогретом здании. Мы проверили: когда за окном +5оС, а на котле +40оС, то в утепленном доме при открытых форточках +27оС! А что Вы будете делать, если на батареях +70оС, а ниже не позволяют технические характеристики котла? Вариантов на наш взгляд три: 1) Раскошеливаться на дополнительное оборудование. 2) Париться с веником как в бане. 3) Потушить котел и потеплее одеться. Установив котел "Космос" Вы получите аппарат, способный обеспечить комфортную температуру в доме при любой погоде и без лишних затрат.

Безопасность эксплуатации-прежде всего!

В процессе работы корпус и дверцы котла нагреваются незначительно, что исключает получение ожога кожи при контакте с ними незащищённой рукой.

Цените свое время, уют и комфорт в Вашем доме.

Котел не мебель! Выбирайте его по техническим характеристикам.

При отсутствии газа, угля и дешёвой электроэнергии решить проблему теплоснабжения можно с помощью эффективных отопительных установок, работающих на древесине – поленьях, отходах, прессованных брикетах. Такими агрегатами являются газогенераторные котлы, конструкция которых отличается от устройства обычных, работающих на дровах, угле и прочем твёрдом топливе.

Принцип работы и конструкция отопительных установок

Котёл данного типа оснащён топкой, состоящей из двух частей:

• Первая – это камера загрузки, в которой при недостаточном количестве воздуха древесное топливо разлагается на твёрдый остаток (древесный уголь) и летучий компонент, так называемый, пиролизный газ. Процесс пиролиза происходит с выделением тепла, которое подсушивает топливо и подогревает воздух, поступающий в зону горения.
• В камеру сгорания подаётся вторичный воздух. Смешивание пиролизного газа и кислорода при высокой температуре вызывает возгорание газа. При горении пиролизный газ вступает в реакцию с активным углеродом, благодаря чему дымовые газы, попадающие в атмосферу, практически не содержат вредных составляющих.

Внимание! Котлы газогенераторные дровяные характеризуются небольшим образованием сажи, поэтому они нуждаются в чистке гораздо реже, чем традиционные твердотопливные установки.

Основные недостатки этого отопительного оборудования – энергозависимость и ограничения по влажности топлива. К достоинствам относится его возможность работать на одной закладке в течение длительного периода – более 12 часов.

В качестве топлива данные установки используют поленья диаметром 100-250 мм и длиной до 450 мм. Размеры топливных брикетов не должны превышать 300х30 мм. Весте с поленьями и брикетами можно использовать мелкий мусор, объём которого не должен превышать 30% от объёма камеры загрузки.

Совет! Чем суше топлива, тем большую мощность будет выдавать агрегат и тем больше будет срок его службы.

Возможность самостоятельного изготовления агрегата

Высокие цены на твердотопливное оборудование пиролизного типа объясняют желание многих потребителей изготовить газогенераторный котёл своими руками, чертежи и подробное описание на него, как правило, предоставляются в платном варианте.

Одна из схем разработана конструктором Беляевым и предполагает создание агрегата, способного обеспечивать тепловую мощность порядка 40 кВт. В качестве теплоносителя в данной системе выступает воздух.

Для изготовления агрегата пиролизного типа потребуются: лист толщиной 4 мм и трубы, толщина стенки которых также должна быть не менее 4 мм, профильные трубы, прут диаметром 20 мм, асбестовый шнур, крепёжные изделия. Для изготовления футеровки отопительной установки понадобится шамотный кирпич. Для обеспечения эффективной работы агрегата и его удобной эксплуатации необходимо приобрести терморегулирующую автоматику и центробежный вентилятор.

Газогенераторный котёл своими руками можно создать с использованием схемы изобретателя Благодарова Ю.П. Агрегат носит название Blago.

Эта отопительная установка обеспечивает длительное горение древесного топлива с образованием максимального количества тепла.

Внимание! В аппарате Blago низ топливных бункеров полностью закрыт колосниковыми решётками. Такая конструкция способствует высокому уровню тепла сгорания топлива и продолжительный период горения при естественной тяге. Также это устройство позволяет увеличивать объём топливного бункера без снижения КПД.

Важными преимуществами котла Blago являются его энергонезависимость и обеспечение полного сгорания соединений фенольных групп – смол, спиртов, эфирных масел.

Рельсы, установленные в камере сгорания, служат прекрасными накопителями тепла. В качестве топлива отопительных установок Благодарова используют поленья, уголь, опилки, торфобрикеты.

Пиролизные установки мелких производителей

Если вам не под силу изготовить пиролизный агрегат самостоятельно, а импортные модели слишком дороги, то можно приобрести установку мелкосерийного производства. В последнем случае необходимо выполнить ряд правил:

• Потребовать лицензию на производство данного оборудования. Лицензия не является полной гарантией приобретения надёжной и эффективной продукции, но риск покупки недоброкачественного оборудования существенно снижается.
• Оценить внешний вид агрегата, качество сварных швов. При возможности необходимо заглянуть под декоративную обшивку.

Внимание! Для внутренних стенок установки должен использоваться металл толщиной не менее 4 мм.

• Если в производстве использовалась керамика, то необходимо уточнить цену замены форсунки, которая может составлять до трети стоимости пиролизного агрегата.
• Определить, для какой системы отопления предназначено данное оборудование – открытой или закрытой.

Совет! Идеальным является вариант получения отзыва от потребителя, который не первый год использует данное оборудование.

Например, газогенераторные котлы бастион, по отзывам владельцев, достаточно нормально работают в кирпичных домостроениях даже в регионах с холодными зимами. Хотя длительность горения на одной закладке в зимний период равен примерно 5-6 часов.

Необходимо приобретать с некоторым запасом по мощности. Это объясняется тем, что потребители далеко не всегда могут достать идеально сухое топливо.

Совет! При приобретении или создании газогенераторной отопительной установки следует помнить, что агрегаты данной конструкции целесообразно монтировать в отдельном помещении. Это твердотопливный аппарат, и при его загрузке фрагменты топлива могут разлетаться по котельной. Дымовая труба для агрегата мощностью 40 кВт должна иметь диаметр не менее 200 мм. Утеплять её необходимо по всей высоте.

На карте страны еще достаточно мест, где для производства тепловой энергии доступны лишь дрова и уголь. Единственной альтернативой может выступать электрическое отопление, но не всегда есть достаточная техническая база, позволяющая выдержать увеличенную нагрузку, а также дороговизна такого вида отопления по карману немногим.

Развитие энергосберегающих технологий дало возможность усовершенствовать работу котлов на твердом топливе. Потребителям были представлены газогенераторные котлы (пиролизные). Сырьем для получения тепла в таких котлах служат дрова, прессованные топливные брикеты, а также различные древесные отходы.

Покупка такого котла серийного производства обойдется недешево, но есть возможность изготовить газогенераторный котел своими руками. Это обойдется гораздо дешевле и, в конечном счете, получится агрегат с конфигурацией и основными характеристиками идеально подходящими отопительной системе дома.

Что собой представляет

Пиролиз – это процесс глубокого разложения веществ под действием высоких температур без доступа кислорода с образованием большого количества различных органических соединений в газовой, жидкой и твердой фазе. Состав продуктов пиролиза зависит от исходного сырья.

Газогенераторные котлы имеют двухкамерную структуру. В первой происходит пиролиз твердого топлива в среде, обедненной кислородом в пределах от 200 до 800°С с образованием древесного кокса и пиролизного газа. Газ поступает во вторую камеру, где смешивается с кислородом и сгорает, выделяя большое количество энергии. Отходящий дымовой газ проходит через теплообменник, отдавая свое тепло циркулирующему в системе теплоносителю.

В таком котле используется не тепло, возникающее от горения дров, а тепло от сгорания пиролизного газа. Термическое разложение древесины без доступа воздуха происходит гораздо медленнее, чем при горении, что увеличивает КПД газогенератора за счет уменьшения расхода сырья и увеличении теплосъема.

Во время сгорания пиролизный газ вступает в реакцию со свободным углеродом, что приводит к более глубокой конверсии продуктов горения. Поэтому сбрасываемый в атмосферу дым состоит в основном из водяного пара и двуокиси углерода (углекислый газ). Благодаря такой особенности газогенераторные котлы на твердом топливе способны утилизировать ДСП, ДВП, резинотехнические отходы и полимерные материалы без ущерба для окружающей среды. Твердого остатка (кокс) образуется гораздо меньше, чем при обычном горении, что сокращает период между чистками агрегата.

Конструкция и основные элементы

Пиролизные котлы являются довольно габаритными аппаратами. Загрузочная камера предусматривает использование деревянных заготовок длинной от 38 до 45 см и диаметром от 10 до 25 см, а прессованные брикеты от 3 до 30 см. Отходы деревообработки (опилки, стружка) засыпаются к дровам, но их количество не должно превышать 30 % от объема камеры. Простая компоновка устройства включает в себя:

• загрузочную камеру (она же подготовки сырья) – удаление остаточной влаги;
• камеру газификации – проходит процесс пиролиза;
• колосник – перегородка, разделяющая камеры;
• камеру сгорания – оснащенную форсунками для подачи вторичного воздуха;
• систему дымоходов – удаление продуктов горения и нагрев теплоносителя;
• встроенный теплообменник с патрубками прямой и обратной подачи теплоносителя;
• вентилятор принудительной подачи вторичного воздуха;
• датчики для регулировки эксплуатационных показателей.

Внутри аппарата создается повышенное аэродинамическое сопротивление, что требует применения дымососов либо дутьевых вентиляторов для создания принудительной тяги.

Пиролизные отопительные газогенераторные котлы имеют в обеих камерах футеровочный слой из огнеупорного шамотного кирпича. Он предотвращает разогрев конструкции и уменьшает теплопотери, а также способствует созданию необходимого температурного режима для пиролиза.

Материальная основа проекта

Самостоятельное изготовление пиролизного котла отопления потребует материальных затрат, но они в разы меньше, чем стоимость промышленного образца. Перед началом работы нужно ознакомиться с информацией о схемах и видах котлов, произвести расчеты и подобрать подходящий вариант.

Если с этим возникают сложности либо нет уверенности в правильности решения, можно воспользоваться услугами фирм, специализирующихся на расчетах теплогенерирующего оборудования. Все равно это выйдет дешевле заводского котла.

Инструменты и материалы

После утверждения технического проекта начинается фаза сбора инструментов и материала. Для работы понадобится:

• электросварочный аппарат постоянного тока;
• дрель;
• шлифовальная машина;
• расходный материал (сверла, электроды, отрезной круг диаметром 230 мм и шлифовальный – диаметром 125 мм);
• средства индивидуальной защиты для безопасного проведения работ.

Материальная база проекта мало зависит от выбранной схемы. Нужно иметь следующий материал:

• листы металла толщиной 4 мм (для внутренних поверхностей) и 3 мм (для изготовления корпуса);
• трубопрокат диаметром 57 и 159 мм, с толщиной стенки 3,5 и 4,5 мм соответственно;
• шамотный кирпич;
• профтрубы разных типоразмеров с толщиной стенки 2 мм;
• вентилятор;
• датчик температуры и давления.

В процессе работы могут понадобиться некоторые материалы, но они не окажут влияния на стоимость и сроки выполнения.

Механомонтажные работы

Для того чтобы изготовить газогенерирующий котел отопления лучше воспользоваться существующей схемой, и при наличии инженерных навыков добавить либо изменить ее под свои нужды. Главное, чтобы объем камер не изменился. Чаще всего при кустарном производстве пиролизного котла пользуются схемой отопительного устройства Беляева рассчитанного на мощность 40 кВт.

Согласно чертежу вырежьте элементы, а потом с помощью сварки соедините их в готовую конструкцию. Специалисты рекомендуют оборудовать газогенерирующий котел отопления ограничителем для контроля подачи воздуха в камеру сгорания газа. Он представляет собой трубу диаметром порядка 70 мм и длиной немного превышающей высоту корпуса. Конец, монтируемый в нижнюю камеру, оснащается заслонкой с торца трубы на расстоянии 40 мм от ее стенки.

Контур, по которому движется теплоноситель внутри аппарата, нужно сделать с изгибом для увеличения поверхности контакта и улучшения теплосъема. Подойдет любой подходящий вариант, увеличивающий площадь соприкосновения теплообменника не затрагивающий изменения размера камер.

Пиролизные аппараты отопления часто рассчитываются исходя из того, что теплоносителем будет воздух, а не вода. Это не требует строгой герметичности трубопроводов подачи горячего воздуха и устраняет вероятность размерзания системы. После сборки аппарата нужно провести испытание и установить на место.

Установка и противопожарная безопасность

Свидетельством правильности сборки являются показания выхода на режим теплогенерирующего устройства. Этот процесс должен занимать считанные минуты, а прогрев всей системы отопления - не более получаса. Также отмечается довольно резкое повышение температуры в отапливаемом помещении.

При первом запуске нужно установить КПД нового агрегата. Этот показатель свидетельствует об отсутствии отклонений и недочетов в монтажных работах. Определяется он по состоянию выходящих дымовых газов, которые не должны иметь удушливый запах окиси углерода (угарный газ). Это условие должно выполняться на всех режимах работы.

Устанавливаются газогенераторные котлы в отдельное нежилое помещение, отвечающее всем требованиям пожарной безопасности. Они предполагают:

• наличие вентиляции (отверстие площадью не менее 10 см2);
• установку защитного кожуха перед камерой сжигания (металлический лист толщиной 2 мм);
• заливку бетонного фундамента под котел либо создание прочной кирпичной кладки;
• наличие пространства между стеной и котлом не менее 20 см, а также предметами мебели и другими конструкциями.

Также в помещении должен быть доступ к электропитанию для подсоединения вентилятора. Если нет возможности подать электроэнергию, можно смонтировать длинный дымоход. Но тогда возникает проблема с его фиксацией и достаточностью получаемой тяги. Пиролизные котлы стали удачным симбиозом деревенской печки и прогрессивных энергосберегающих технологий.

Рациональным решением проблемы отопления и утилизации отходов являются газогенераторные котлы, позволяющие экономить до 50 % топлива. Они характеризуются высоким КПД, удобством в эксплуатации. Установки широко применяются во всех сферах народного хозяйства.

Внутри камер сгорает само топливо и выделяющийся в процессе горения газ. Достаточно купить газогенераторные пиролизные котлы, чтобы решить вопросы обогрева помещений, горячего водоснабжения, утилизации ТБО. Еще они служат для приготовления пищи. Отопительное оборудование этого типа используют строительные центры, лесобазы, сельхозпредприятия, деревообрабатывающие цеха, автомастерские.

Как показывают отзывы об эксплуатации котлов длительного горения, максимальный эффект достигается при загрузке сухого твердого топлива, влажностью до 20 %. Срок работы газогенераторного агрегата на одной загрузке 8–24 часа. Он определяется требованиями к температурному режиму помещения, местными климатическими условиями. Большое значение имеют качественные характеристики горючего, размер топки котла.

Устройство, принцип действия

Основа работы газогенераторных установок - газификация органических соединений вследствие термического разложения. Экзотермический (с выделением тепла) процесс происходит внутри котла в температурном диапазоне 200–1200 °С при дефиците кислорода. Нагревается воздух, попадающий в зону действия горелки, улучшается прогрев, подсушивание топлива. Контакт пиролизного газа во время горения с активным углеродом обеспечивает очистку исходящего дыма от канцерогенов. По сути, газогенераторные котлы разделяют топливо на две части: твердую фракцию, газообразное вещество. Затем происходит их обособленное удаление.

Конструктивно газогенераторы состоят из двухкамерной топки, разделенной колосником. Внутри первой происходит сухая перегонка (пиролиз) топлива, во второй сгорает образовавшееся газообразное вещество. В некоторых котлах предусмотрено направление горючего газа к кухонной плите или электродвигателю внутреннего сгорания. В камере вторичного горения, расположенной под топливной, тяга создается искусственно, нагнетание воздушных масс осуществляется сверху. Поступление кислорода снизу или сбоку организовано только у некоторых моделей. Все газогенераторные котлы оборудованы форсункой, каналами подачи воздуха, контроллерами, вентилятором, патрубками для воды, дымоходом.

Удобство эксплуатации, безопасность обеспечивают датчики давления, термостатические регуляторы воздушных масс, предохранительные клапаны, системы аварийного сброса горячего теплоносителя. Электронные блоки управления дают возможность контролировать работу, корректировать ряд параметров по своему усмотрению. Производители предлагает модели с дистанционным управлением. Предусмотрена организация регулировки отопительной системы через интернет.

Монтаж

Условие гарантии на газогенераторы - профессиональная установка. Котлы считаются потенциально опасными, поэтому необходимо соблюдать нормы пожарной безопасности и требования инструкций производителя. Основные правила:

• котлы устанавливаются в нежилых помещениях с вентиляционным отверстием от 100 см2;
• расстояние от стен, мебели, бытовой техники, других предметов - 0,2 м, при невозможности определить степень горючести материалов оно увеличивается в два раза или монтируются защитные экраны;
• устраивается жаропрочное основание из бетона, керамики или металла - оно должно выступать за границы периметра корпуса котла со стороны зольника и наполнительного отверстия минимум на 0,3 м, с других сторон - на 0,1;
• перед топкой укладывается металлический лист, размером 0,5–0,7 м;
• обвязка из стальных труб - применение металлопластиковых изделий не допускается.

Обязательна теплоизоляция дымоходов. Запрещена установка внутри дымовой трубы лишних задвижек. В инструкциях производителей котлов четко указаны правила монтажа, требования к дополнительному оборудованию, используемым материалам. При их нарушении металлические конструкции деформируются, выходят из строя.

Обзор продукции популярных марок

Напольные котлы угольно-дровяные газогенераторные Аtmos (Чехия) в зависимости от установленной горелки могут функционировать на легких маслах, природном газе. Предусмотрено одновременное применение двух видов топлива (чередование). Переоборудование не требуется. Газогенераторные установки от Buderus (Германия) отличает доступность поставки отдельных секций для комплектации котлов большой мощности. Допустимо «наращивать» автоматику по количеству контуров. Объем топочной камеры позволяет загружать поленья, длиной до 58 см.

Добротные газогенераторные дровяные котлы производства Dakon (Чехия) функционируют только на древесине, влажностью менее 20 %, - до 12 часов на одной закладке. Просто переоборудуются для работы на дизельном топливе или газе. Энергонезависимые агрегаты Бастион (Россия) функционируют с естественной циркуляцией, без насоса. Одной закладки поленьев, длиной до 62 см, хватает на 6, или 10 ч - в режиме тления. Одноконтурные газогенераторные БТС (Украина) работают на сырых дровах, отходах древесины любого качества. Все модели легко передвигаются на ножках-колесах.

Оборудование Attack (Словакия) - современный дизайн и 12 часов эксплуатации на одной закладке. Газогенераторная топка DP 95 рассчитана на поленья, длиной до 1 м. Единственным минусом является множество ошибок в описаниях на русском языке. Твердотопливные пиролизные котлы Defro (Польша) могут служить дополнительным резервом к другим системам отопления. На их базе организовываются котельные, мощностью выше 1000 кВт.

Достоинства и недостатки

Популярность газогенераторных установок обеспечивают следующие преимущества:

1. высокий КПД - до 95 %;
2. возможность регулировки процессов горения;
3. полное сгорание топлива - минимальное образование сажи, отсутствие загрязнения окружающей среды.

Недостатки:

1. энергозависимость - есть газогенераторные котлы, подразумевающие подключение к электросети;
2. требовательность к влажности твердого топлива - существуют модели, не работающие на сырой древесине;
3. высокая цена котла на твердом топливе - период окупаемости составляет 3–5 отопительных сезона;
4. необходимость организации подогрева обратки - проблема решается установкой смесителя;
5. невозможность автоматической подачи топлива - недостаток конструкций твердотопливных котлов всех типов.

В поисках альтернативного источника энергии пришло понимание, что не обязательно добывать газ в шахтах, чтобы затем сжигать его в котлах и двигателях внутреннего сгорания, горючий газ можно добывать из отходов производства и древесины. Газогенератор или как его еще называют генератор газов путем сжигания местного топлива - дров, торфа, древесного угля, опилок и других отходов древесины, а также иногда других органических остатков способны выделять/генерировать горючие газы, такие как СО, СН4, Н2 и другие. Вариантов использования полученного газа несколько, но в любом случае в основу каждого устройства положен принцип газогенератора. О том, как работает газогенератор, из каких элементов он состоит, а также какие процессы проходят внутри него, мы расскажем в данной статье. Также рассмотрим варианты дальнейшего использования полученного газа и места, где можно устанавливать подобные агрегаты.

Итак, какие же существуют варианты использования газа, полученного в газогенераторе?

Первый - горючий газ направляется к газовой плите на кухне и используется для приготовления пищи. Второй - горючий газ сжигается сразу же в пиролизном котле отопления с газогенератором, соответственно, используется для отопления дома или теплиц. Кстати, подобные котлы могут называться газовым котлом на дровах, твердотопливным пиролизным котлом, газогенераторным котлом на дровах. Все они могут использоваться как для бытовых нужд, так и для отопления огромных производств и цехов или предприятий. Третий - горючий газ может направляться в двигатель внутреннего сгорания, который служит приводом насосной станции или генератора электроэнергии. Газовый генератор на дровах позволяет получать электроэнергию в тех регионах, где нет возможности провести линии электропередач, выполнить прокладку газопровода и затруднен подвоз газа в баллонах. Помимо автономности у газогенераторов есть и другие преимущества, которые мы раскроем ниже.

Преимущества и недостатки генераторов газа

В качестве примера рассмотрим преимущества и недостатки газогенераторных котлов отопления. Пиролизные котлы относятся к категории твердотопливных, но существенно отличаются от обычных печей на дровах или угле, где происходит обычный процесс сгорания топлива.

Преимущества газогенераторных котлов :

• КПД газогенераторных котлов находится в диапазоне 80 - 95 %, в то время как КПД обычного твердотопливного котла редко превышает 60 %.
• Регулируемый процесс горения в газогенераторном котле - одна закладка дров может гореть от 8 до 12 часов, для сравнения в обычном котле горение длится 3 - 5 часов. В газогенераторных котлах с верхним горением сгорание дров длится до 25 часов, а уголь может гореть 5 - 8 дней.
• Топливо сгорает полностью, поэтому чистить зольник и газоход приходится не часто.
• Благодаря тому, что процесс горения можно регулировать (мощность регулируется в диапазоне 30 - 100 %), работу котла можно автоматизировать, как например, газового или жидкотопливного.
• Выброс вредных веществ в атмосферу из газогенератора минимален.
• Газогенераторные котлы экономнее обычных.
• Топливо для газогенераторов не обязательно должно быть подсушено до 20 % влажности, существуют модели котлов, в которых можно использовать древесину до 50 % влажности и даже свежесрубленную.
• Возможность загрузки в котел неколотых поленьев до 1 м длиной и даже больше.

• Помимо дров и отходов древесной промышленности в пиролизных котлах можно утилизировать резину, пластмассу и другие полимеры.
• Высокая безопасность котла по сравнению с обычным твердотопливным котлом обеспечивается автоматикой и материалами, из которых изготовлен агрегат, а в особенности камеры сгорания.

Если говорить о газогенераторах, которые используются для производства электроэнергии, то они обладают точно такими же достоинствами, такими как экологичность, экономичность, высокий КПД, высокое октановое число 110 - 140, универсальность в плане используемого топлива и большая эффективность в зимнее время.

Недостатки газогенераторных котлов :

• На газовый генератор цена в 1,5 - 2 раза выше, чем на обычный твердотопливный котел.
• В большинстве своем газогенераторы энергозависимы, так как для подсоса воздуха используется вентилятор, но также существуют модели, которые могут работать и без электричества.
• Если использовать газогенераторный котел на мощности ниже 50 %, то наблюдается нестабильное горение - как результат выпадение в осадок дёгтя, который скапливается в газоходе.
• Температура обратки отопления не должна быть ниже 60 °С, иначе в газоходе будет выпадать конденсат.
• Обычно газогенераторы требовательны к влажности топлива, но как уже писалось выше, есть модели, в которых можно сжигать даже свежесрубленную древесину.

Других существенных недостатков газогенераторов не выявлено.

Кстати, газогенераторы - не такое уж и новое изобретение. Еще в середине прошлого века, когда большая часть нефтяных ресурсов Германии шла на вооружение, в качестве топлива для автомобилей использовались дрова. Даже на грузовые автомобили устанавливались газогенераторы. Современные агрегаты не слишком далеко ушли в своей конструкции, но, тем не менее, основательно усовершенствованы.

Принцип работы газового генератора - газогенератора

В генераторе газов или газогенераторе из твердого топлива добывается горючий газ. Основной секрет заключается в том, что в камеру сгорания подается воздух, объема которого недостаточно для полного сгорания топлива, при этом соблюдается высокая температура порядка 1100 - 1400 °С. Полученный газ охлаждается и направляется к потребителю или двигателю внутреннего сгорания, если, например, планируется добывать электричество. Более детально принцип работы газогенератора рассмотрим ниже, уточнив какой процесс в каком элементе агрегата происходит.

Устройство газового генератора на древесине

Рассмотрим устройство газогенератора бытового назначения. Сразу хотелось бы отметить, что пиролизные котлы с газогенератором отличаются от предложенной схемы, так как сгорание газа происходит внутри котла во второй камере сгорания. Мы же рассмотрим лишь сам газогенератор, на выходе из которого получается горючий газ.

Корпус газогенератора изготовлен из листовой стали и имеет сварные швы. Самая распространенная форма корпуса - цилиндрическая, но она вполне может быть и прямоугольной. К нижней части корпуса приварено днище и ножки, на которых будет стоять газогенератор.

Бункер или камера заполнения служит для загрузки внутрь газогенератора топлива. Он также имеет цилиндрическую форму и изготовлен из малоуглеродистой стали. Бункер установлен внутри корпуса газогенератора и закреплен болтами. На крышке люка, ведущего в бункер, на кромках использован асбестовый уплотнитель или прокладка. Так как асбест запрещен для использования в жилых помещениях, то существуют модели газогенераторов, уплотнители крышки которой изготовлены из другого материала.

Камера сгорания находится в нижней части бункера и изготовлена из жаропрочной стали, иногда внутренняя поверхность камеры сгорания отделывается керамикой. В камере сгорания происходит горение топлива. В нижней ее части происходит крекинг смол, для чего там установлена горловина, изготовленная из жаропрочной хромистой стали. Между корпусом и горловиной находится прокладка - уплотнительный асбестовый шнур. В средней части камеры сгорания находятся фурмы для подачи воздуха . Фурмы представляют собой калиброванные отверстия, которые соединяются с воздухораспределительной коробкой, связанной с атмосферой. Фурмы и распределительная коробка также изготавливаются из жаропрочной стали. На выходе из воздухораспределительной коробки установлен обратный клапан, который препятствует выходу горючего газа из газогенератора. Чтобы повысить мощность двигателя или иметь возможность использовать дрова повышенной влажности (более 50 %), перед воздухораспределительной коробкой можно установить вентилятор , который будет нагнетать внутрь воздух.

Колосниковая решетка служит для того, чтобы поддерживать раскаленные угли. Она располагается в нижней части газогенератора. Через отверстия решетки зола от сгоревших углей проваливается в зольник. Чтобы колосниковую решетку можно было очищать от шлака, ее средняя часть сделана подвижной. Для поворота чугунных колосников предусмотрен специальный рычаг.

Загрузочные люки оснащены герметично закрывающимися крышками. Например, верхний загрузочный люк откидывается горизонтально и уплотнен асбестовым шнуром. В креплении крышки есть специальный амортизатор - рессора, которая приподнимает крышку в случае избыточного давления внутри камеры. Сбоку корпуса есть также два загрузочных люка: один сверху - для добавления топлива в зону восстановления, второй снизу - для удаления золы. Отбор газа производится в зоне восстановления, поэтому чаще всего в верхней части газогенератора, но также возможно отведение газа и из нижней части агрегата. Отбор газа производится через патрубок, к которому приварены трубы газопровода. Не обязательно сразу же выводить газ за пределы корпуса газогенератора, пока он горячий, его можно использовать для подогрева и подсушивания дров или другого топлива в камере загрузки. Для этого отводящий газопровод проводится по кольцевой вокруг камеры, между корпусом газогенератора и бункером.

Фильтр «Циклон» и фильтр тонкой очистки располагаются за корпусом газогенератора. Они изготовлены из труб, наполненных фильтрующими элементами.

Прежде чем поступить в фильтр тонкой очистки, газ проходит через охладитель . А после фильтра тонкой очистки очищенный газ поступает в смеситель , где смешивается с воздухом. И только затем газо-воздушная смесь поступает в двигатель внутреннего сгорания.

Более наглядно последовательность движения горючего газа, после того как он вышел из газогенератора, показана на схеме ниже.

Дрова или другое топливо горит в камере сгорания, окисляясь воздухом, поступающим в камеру сгорания через фурмы из воздухораспределительной коробки. Полученный горючий газ поступает в фильтр Циклон, где очищается. Затем охлаждается в фильтре грубой очистки. Затем уже охлажденный газ поступает в фильтр тонкой очистки, а затем в смеситель. Из смесителя полученная смесь поступает в двигатель.

Процесс превращения топлива в газ

И все же: как из твердого топлива получается газ? Внутри газогенератора происходит некий процесс превращения, который разбит на несколько этапов, происходящих в разных зонах:

Зона подсушки находится в верхней части бункера. Здесь температура порядка 150 - 200 °С. Топливо подсушивается горячим газом, который движется по кольцевому трубопроводу, как было описано выше.

Зона сухой перегонки расположена в средней части бункера. Здесь без доступа воздуха и при температуре 300 - 500 °С топливо обугливается. Из древесины выделяются кислоты, смолы и другие элементы сухой перегонки.

Зона горения находится внизу камеры сгорания в зоне, где расположены фурмы, через которые поступает воздух. Здесь при подаче воздуха и температуре 1100 - 1300 °С обугленное топливо и элементы сухой перегонки сгорают, в результате чего образуются газы СО и СО2.

Зона восстановления находится выше зоны горения между колосниковой решеткой и зоной горения. Здесь газ СО2 поднимается вверх, проходит через раскаленный уголь, взаимодействует с углеродом (С) угля и на выходе образуется газ СО - окись углерода. В данном процессе также участвует влага из топлива, поэтому помимо СО образуется СО2 и Н2.

Зоны горения и восстановления называются зоной активной газификации. В результате генераторный газ состоит из нескольких компонентов:

• Горючие газы : СО (оксид углерода), Н2 (водород), СН4 (метан) и СnНm (непредельные углеводороды без смол).
• Балласт : СО2 (углекислый газ), О2 (кислород), N2 (азот), Н2О (вода).

Полученный газ охлаждается до температуры окружающей среды, затем очищается от муравьиной и уксусной кислоты, золы, взвешенных частиц и смешивается с воздухом.

Типы газогенераторов

Различают три типа газогенераторов: прямого процесса газогенерации, обратного и горизонтального.

Могут сжигать уголь полукокс и антрацит - топливо небитуминозное. Конструктивное отличие данного типа агрегатов в том, что воздух поступает через колосниковую решетку снизу, а забор газа производится сверху. В газогенераторах прямого процесса влага из топлива не попадает в зону горения, поэтому ее подводят специально. Обогащение генераторного газа водородом из воды повышает мощность генератора.

Газогенераторы опрокинутого или обращенного процесса предназначены для сжигания смолистого топлива - дров, древесного угля и отходов. Их конструктивное отличие в том, что воздух подается в среднюю часть - в зону горения, а забор газа производится ниже зоны горения - в зольнике. Обычно в агрегатах такого типа отобранный горячий газ используется для подогрева топлива в бункере.

Газогенераторы горизонтального или поперечного процесса газификации отличаются тем, что воздух в них подводится сбоку - в нижней части корпуса, причем подается он с высокой скоростью дутья через фурмы. Отбор газа производится напротив фурмы через газоотборную решетку. Активная зона газификации в газогенераторе горизонтального процесса очень мала и сосредоточена между концом фурмы и газоотборной решеткой. Время пуска такого генератора намного меньше, также он легко приспосабливается к смене режимов работы.

Место установки газового генератора

Газогенераторы и газогенераторные котлы отопления можно устанавливать как внутри жилых помещений, например, в подвалах и цокольных этажах, так и на улице.

Так называемые пеллетные котлы чаще всего устанавливают в доме, так как их загрузка не сопряжена с большим количеством мусора, а также мешки с пеллетами весят немного и могут храниться где-то рядом с котлом.

Газогенераторы на дровах, а в особенности на дровах большой длины, имеет смысл устанавливать на улице недалеко от места хранения дров. Так можно будет подвезти дрова на тачке непосредственно к котлу или газогенератору и не спускать их в подвал дома. Стоящий на улице котел избавляет от грязи и золы в подвале. Особенно это актуально для деревянных домов, где повышенные нормы пожаробезопасности. Внешний корпус котла изготавливается из нержавеющей стали, которая не подвержена коррозии. Также котлы теплоизолированы насыпной теплоизоляцией, чтобы температура окружающей среды минимально влияла на процесс газификации и скорость пуска котла. Система регулирования размещается в стальном кожухе под крышкой, чтобы на нее не попадали осадки. Дымовая труба имеет двойные стенки. Если вас интересует, как подключить газовый генератор, если он стоит на улице, то ответ прост - трубы прокладываются в земле, чтобы они минимально охлаждались, если это котел отопления. Трубы отопления подходят к котлу снизу, а сам котел устанавливается так, чтобы при длительных перерывах в использовании он не замерзал.

Кстати, как уже отмечалось, длительность процесса горения топлива в котле может быть от 12 часов и достигать 25 часов. В зависимости от мощности котла и площади отапливаемого помещения, его придется топить раз в два дня, а иногда и раз в неделю. Чтобы сохранить вырабатываемое котлом тепло на столь длительный период, используется теплоаккумулятор.

Дровяной газовый генератор своими руками

В том чтобы изготовить газогенератор своими руками, нет ничего сверхсложного. Многие используют такой агрегат для бытовых нужд или устанавливают на автомобиль. Перед тем как начать изготавливать газогенератор самостоятельно, необходимо ознакомиться с принципом его действия и выбрать подходящую для себя схему работы.

Понадобятся - бочка, трубы или старая батарея радиаторов, фильтры тонкой и грубой очистки газа, вентилятор. С другой стороны набор элементов может быть самым разным, все зависит от фантазии исполнителя.

Ниже посмотрите видео пример газогенератора самостоятельного изготовления.

Схема газогенратора :

В интернете можно найти как фото, так и чертежи по монтажу газовых генераторов и пиролизных котлов. Есть даже умельцы, которые берут за основу готовый проверенный котел и полностью повторяют его в домашних условиях. Получается дешевле намного.

Отличие пиролизного котла от обычного газогенератора в том, что он состоит из двух камер сгорания: в одной сгорает топливо и образуется газ, а в другой - сгорает газ и находится теплообменник. Устройство и принцип работы газогенератора мы уже рассмотрели, добавьте в него только вторую камеру сгорания, которая должна располагаться вверху, и теплообменник сверху. Иногда теплообменник располагают сбоку. Также не забудьте о разных типах газогенераторов, так что вторая камера сгорания может находиться не только сверху.

При сборе дымохода постарайтесь собирать его в последовательности, обратной движению дыма, так на его стенках будет меньше оседать всякой гадости. Сам дымоход лучше сделать легкоразбираемым, чтобы его можно было легко и быстро чистить. Пространство вокруг котла отопления должно быть свободным, так как он нагревается в процессе работы. После монтажа котла придется изучить его «повадки» и подобрать оптимальный для себя режим работы, при котором сгорают все смолы.

Хотелось бы отметить, что газогенератор может рассматриваться не только как сжигатель полезной древесины, но и как утилизатор отходов. В нем можно сжигать остатки линолеума, пакетов, мешков, резины, пластиковых бутылок и другого бытового мусора.