Газогенераторный котел – это усовершенствованное оборудование для получения тепла в результате горения твердого топлива.

Оно характеризуется более высоким коэффициентом полезного действия и наибольшим временем работы от одной закладки.

Функционирование газогенераторного котла основано на законах физики.

Как работает отопительное оборудование?

Газогенераторные котлы, функционирующие на твердом топливе, выполняют свою задачу в два приема. Первым делом происходит нагрев дров и выделение горючего газа.

После этого поданное газообразное вещество сжигается, как в стандартном отопительном оборудовании.

Процесс, при котором выделяется, а затем сжигается газ, носит название пиролиза. Термическое разложение топлива осуществляется при температуре около 900 градусов.

Работой газогенератора постоянно управлять не нужно – его можно перевести на автоматический режим. Оборудование оснащено электронным блоком управления, информирующим о температуре и мощности.

Он позволяет контролировать подачу воздушных масс и сам процесс горения.

Схемы и чертежи:

В некоторые твердотопливные котлы, функционирующие на генераторе, встроена особая автоматика, способная поддерживать необходимый температурный режим, что позволяет экономить на дровах.

В отличие от стандартных твердотопливных котлов, газогенераторное оборудование функционирует в течение длительного времени и дает на 40 % больше тепловой энергии.

У котла, принцип работы которого основывается на пиролизе, есть и другие преимущества:

• совершенное устройство топки, моментально разогревающееся до высокой температуры и изолирующее котел от потери тепла;
• качественный регулятор тяги, контролирующий подачу кислорода в топку и не позволяющий топливу сгорать несвоевременно.

Но газогенераторный котел на дровах, предназначенный для длительного горения топлива, можно охарактеризовать и с отрицательной стороны.

Оборудование функционирует лишь тогда, когда в него загружают дрова, влажность которых составляет не более 20 %.

Это значит, что аппарат отопления будет хорошо работать только на предварительно подсушенных дровах. В противном случае показатель теплоотдачи будет низким.

На твердом топливе с повышенной влажностью работают модели газогенераторных котлов, конструкция которых предполагает вертикальную закладку дров и нижнее горение.

Находящееся вверху камеры топливо постепенно становится сухим, так как температура в оборудовании увеличивается до нужного высокого показателя.

Связка дров, заложенная в котел длительного горения, может давать тепло от 6 часов до 2-3 суток, в зависимости от модели оборудования.

Аппарат, функционирующий без подкладывания новой партии дров максимум времени, стоит дорого.

Каким образом и чем топить котел?

Из любого твердого топлива во время горения в определенном количестве выделяется монооксид углерода. Особенно много его получается, когда горит древесина.

Именно поэтому в газогенераторный котел, предназначенный для создания комфортной температуры в доме, разумнее подкладывать дрова, а не какое-либо другое топливо.

Чтобы помещения отапливались хорошо, газогенераторным котлом нужно пользоваться правильно:

• открывать воздушную заслонку и разводить огонь посредством лучинки;
• установить режим обычного длительного горения, при котором огонь в котле будет поддерживаться до тех пор, пока температура в топке не поднимется до нужной отметки;
• переводить заслонку в режим, подающий воздух в ограниченном количестве.

В современных дровяных газогенераторных котлах все перечисленные действия выполнять не надо, так как их работа полностью автоматизирована.

Топливо загорается с помощью электрического розжига, автоматический блок контролирует подачу кислорода в топочную камеру и отвод газов, получаемых в результате сжигания дров.

Дровяные газогенераторные котлы необходимо загружать топливом определенного сорта. Лучше всего для этого подходит древесина бука, дуба и акации.

Фото и схемы:

От угля нужно вообще отказаться, так как он негативно сказывается на работоспособности отопительного оборудования.

Для обогрева дома разумнее использовать только качественное топливо, так как в процессе его длительного горения производится больше тепла.

Что касается влажности дров, то на откровенное сыром топливе газогенераторное оборудование функционировать не станет.

То есть древесина будет гореть так, как в обычной печке, и котел не будет работать в режиме газогенерации.

К тому же топливо с избытком влаги, если ограничить доступ к нему воздушных масс, просто перестанет гореть.

На то, дрова с каким показателем влажности можно класть в газогенераторное оборудование, влияет конструкция самого котла.

Если он имеет боковую загрузку, то в него разрешается загружать только дрова с влажностью не более 20 %. Такое оборудование очень требовательно к качеству древесины.

Дровяные газогенераторные котлы с верхней загрузкой сжигают топливо постепенно. Для этого его укладывают в топку, расположенную вертикально.

Когда нижний слой дров прогорит, они опустятся вниз, будучи подсушенными теплым воздухом. Котлы, в которые топливо загружается через верх, переводятся в режим газогенерации, даже если влажность дров составляет порядка 45 градусов.

Какое оборудование лучше?

Выбрать газогенераторный котел бывает сложно из-за большого ассортимента такого оборудования.

К тому же при покупке аппарата для обогрева дома нужно обращать внимание на его характеристики: мощность, часы функционирования от одной закладки дров, наличие блока для автоматической работы и добавочных возможностей.

Чтобы отапливать дом и иметь горячую воду, разумнее приобретать двухконтурный агрегат. Если выбор был сделан в пользу модели без контура ГВС, то надо специально брать к нему бойлер косвенного нагрева, предохраняющий от непредвиденных трат.

При выборе котла учитываются следующие моменты:

• оснащен ли отопительный котел контуром ГВС, без которого не обойтись в доме площадью более 100 кв. м;
• насколько хорошо утеплен дом, ведь на то, как в нем сохраняется тепло, влияет даже количество окон и дверей.

Самыми лучшими газогенераторными котлами, работающими на твердом топливе, считаются агрегаты, произведенные в Германии и Чехии.

Модели, созданные в этих странах, носят названия Buderus и Viessmann и продаются по высокой цене. Однако, несмотря на это, их приобретают довольно часто.

Среди отечественных котлов наиболее популярно отопительное оборудование Бастион, ZOTA и Тополь М.

Но их теплотехнические и эксплуатационные характеристики на порядок хуже, чем у западных агрегатов.

Дело в том, что котлы из Европы разработаны по новейшим технологиям, позволяющим использовать их с особым комфортом.

Основное достоинство отопительного оборудования, функционирующего на таком топливе, как дрова дуба или акации, – это возможность его подсоединения к уже сделанной водяной системе отопления.

Установка газогенераторного котла выполняется без серьезных денежных затрат. Как только оборудование будет подключено, расход дров сократится на 30 %.

Главным недостатком газогенераторного котла является его высокая цена. Особенно дорого стоят чешские и немецкие модели.

Кроме того, в такое оборудование нельзя закладывать топливо плохого качества, которое может негативно повлиять на функционирование отопительного агрегата.

Те, кто уже пробовали обогревать дом газогенераторным котлом, отмечают, что в российских климатических условиях он особо необходим.

Приобретение оборудования, которое работает по принципу пиролиза, является экономически выгодным решением.

Котлы на твердом топливе тема очень актуальная на сегодняшний день, особенно в районах, далеких от электро- и газопроводов. Разнообразие котлов отличается только от применяемого топлива и технологией горения. Газогенераторные котлы на твердом топливе являются теми котлами, где применяется довольно инновационный принцип сгорания твердого топлива - пиролиз. Чем же отличается такой прибор от подобных, работающих на принципе сгорания древесины, угля и других видов твердого топлива?

Принцип работы

Котел твердотопливный газогенераторный отличается от остальных принципом горения. Скорее всего это даже горением нельзя назвать – это пиролиз или тление.

По конструкции, котел имеет две камеры сгорания:

• В первой происходит пиролизный процесс, то есть тление угля с малым количеством поступающего кислорода. В результате происходит медленное разложение твердого топлива на смолы, пар, масел и углерода - пиролиз. При этом выделяется горючий газ.
• Во второй газ начинает интенсивно сгорать, с поступлением кислорода из воздуха и давать дополнительный нагрев, увеличивая коэффициент полезного действия.

Получается, что в котле твердотопливном газогенераторном используются сразу параллельно два вида топлива. Собственно твердое топливо, которое тлея, выделяет тепло и горючий газ, выделяющийся при пиролизном процессе. Такой вид котлов твердотопливных газогенераторных объединяет в себе газовые и твердотопливные котлы.

Топливо

Для правильной работы котла твердотопливного газогенераторного требуется топливо, отвечающее некоторым характеристикам. Нужно, чтобы оно содержало в себе большое количество легких веществ, не было слишком влажным (не более 20-30 %), а также водяной пар недолжен мешать тлению.

Перечисленные ниже виды топлива подойдут для котлов с пиролизом:

• Древесина либо попросту дрова размером подходящие для загрузки в аппарат.
• Стружка, отходы деревообрабатывающей промышленности.
• Специально спрессованные биотопливные брикеты – пеллеты.
• Спрессованная древесная пыль – топливные брикеты.
• Продукция угольного производства – кокс и уголь каменный.
• Бурый уголь – тоже неплох для применения.

Как видим, разнообразие твердого топлива для котлов твердотопливных газогенераторных большое. Это делает их применение широкодоступным во многих областях проживания.

Достоинства

Помимо того разнообразия применения разного типа топлива широка и география применения газогенераторных котлов на твердом топливе.

Среди остальных достоинств:

• Автономность, независимость от каких-либо трубопроводов с газом либо линий электропередач.
• Есть автоматика, которая поддерживает процесс пиролиза, открывая и закрывая заслонки, в зависимости от температуры (имеется термостатический датчик).
• Можно регулировать степень нагревания котла твердотопливного газогенераторного при помощи регулирования тяги.
• Не образуется сажа на стенках аппарата.
• Меньшее количество выброса в атмосферу вредных веществ при пиролизе.
• Небольшая стоимость угля или дров по сравнению с электричеством и газом.
• Защита от перегрева – наличие защитного охладительного контура.
• Экономичность при КПД 85%.

Принимая во внимание перечисленные существенные преимущества можно говорить, что покупка котлов твердотопливных газогенераторных –это хорошее приобретение. Но нет техники совершенно без каких-то недостатков, не лишен их и газогенераторный котел на твердом топливе.

Недостатки

• Главным недостатком можно считать высокая стоимость котла твёрдотопливного газогенераторного, но нужно помнить, что эксплуатация и обслуживание дешево, а покупать котел вы будете на долгие годы.
• Повышенные требования к качеству и, особенно, к влажности топлива.
• Для удаления сгоревших веществ после пиролиза требуется дымоудаление. Это значит, что применение котлов твердотопливных газогенераторных можно только в домах, где есть возможность для выведения трубы в атмосферу, при этом не доставляя неудобств соседям. Поэтому в многоэтажках он вряд ли применим.
• Некоторое ограничение в температурном режиме. Чтобы не образовывался конденсат температура воды, приходящая из системы отопления, должна быть около 60 градусов.
• Нельзя автоматизировать подачу твердого топлива в топку.
• Высокие требования к герметичности котлов твердотопливных газогенераторных. Из-за утечки горючего газа может произойти взрыв либо пожар.

Впрочем, некоторые недостатки котлов, работающие по принципу пиролиза, присущи и некоторым котлам, использующие в качестве топлива уголь, газ или дрова. Соотношение достоинств – недостатков говорит в пользу котлов твердотопливных газогенераторных.

Конструкция

Газогенераторный пиролизный котел имеет две камеры сгорания. Первая служит в качестве газогенератора, где тлеющие дрова либо уголь, выделяет горючий газ СО. Во второй происходит сжигание газа. При этом используется энергия от обеих камер. Так как сжигание газа контролировать легче, то применяются автоматические заслонки, регулирующие поступление газа после пиролиза и кислорода из воздуха. Это позволяет в широких пределах регулировать температуру горения и отдачи энергии теплоносителю.

При модернизации современных котлов твердотопливных газогенераторных учтены все ошибки ранних подобных устройств. Появились модели, работающие совсем независимо. К примеру, удаление вредных веществ, оставшихся после пиролиза, может происходить без электричества. Создан предохранительный водяной контур от перегревания котла. Благодаря модернизациям экономичность пиролизного котла высокая. Достаточно один раз в сутки загрузить первую камеру твердым топливом.

Монтаж

Особые требования к монтажу котла твердотопливного газогенераторного:

• Он должен устанавливаться специалистами, имеющие лицензию на установку этого оборудования. Это обусловлено спецификой пиролизных котлов, где должны учитываться определенные правила безопасности.
• Пиролизный котел нужно устанавливать в отдельном помещении, (например, на цокольном этаже). Комната, где будет установлен котел твердотопливный газогенераторный, необходимо облицевать огнеупорными кирпичами.
• Не допускается хранение твердого топлива, горючих материалов в помещении или рядом с пиролизным котлом.
• Оборудование монтируется на фундаменте из бетона и должно прочно стоять на нем.

Доверяя монтирование котла специалистам, вы будете уверены в правильной и эффективной работе оборудования на долгие годы. Не стоит рисковать и пренебрегать безопасностью своего дома.

История

При разработке котлов твердотопливных газогенераторных прежде всего уделяли внимание объёмам камер сгорания и количеству потребляемого твердого топлива. Но из-за этого добивались незначительного увеличения коэффициента полезного действия при увеличивающихся габаритных размерах и веса котлов. Никто не принимал во внимание, что при пиролизе выделяется газ, который не эффективно использовался в камерах прежних моделей котлов на древесине или угле.

В результате длительных экспериментов, стало понятно, что нужно использовать свойства органических веществ, при недостатке кислорода выделяющий горючий газ – пиролиз. Использование твердого топлива не для основного выделения тепла, а для получения CO позволило сделать котел, совмещающий в себе сжигание твердого топлива и газа. Котел твердотопливный газогенераторный повысил эффект от нагрева, совместил экономию и дешевизну топлива, применяя процесса пиролиза.

Итог

Приобретая котел твердотопливный газогенераторный, вы получаете высокоэкономичный обогреватель, способный в широких пределах регулировать температуру теплоносителя (воды для отопления). Экономность существенна. Достаточно лишь загрузить дрова или уголь один раз в сутки. Это освобождает от обязанности круглосуточно следить за уровнем топлива.

Применение автоматики избавит вас от ручного управления заслонками. Если газообеспечение обойдется вам слишком дорого или его нет совсем, то это оптимальный выход для обеспечения отоплением частного дома при применении дешёвого угля либо дров.

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.

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.

Природный газ - самый дешевый и самый эффективный источник тепла. К сожалению, магистральный газопровод проведен не во все регионы нашей родины, и даже не везде подвозят баллонный. Тем не менее, это не повод отказываться от его использования при отоплении дома с тем лишь исключением, что придется сделать газогенератор на дровах своими руками. Это альтернативный способ отопления, где в качестве базового топлива будут использоваться не только дрова, но опилки, пеллеты, отходы деревообрабатывающей промышленности и т.д.

В статье мы подробно рассмотрим, как правильно сделать такой агрегат, что для этого понадобится, а также разберемся в преимуществах и возможных его недостатках.

Как это работает

Для того, чтобы добыть природный газ, не обязательно искать месторождение и открывать скважину, можно воспользоваться пиролизным котлом. Это особый вид котельного оборудования, где топливо сгорает при минимальном доступе кислорода, распадаясь на древесный остаток (уголь) и горючий газ (пропилен и этилен).

Учитывая то, что одновременно с топливом происходит процесс сгорания пиролизных газов, эффективность котла увеличивается в 1,5-2 раза при одинаковом с обычным котлом расходе топлива.

Медленное сгорание топлива (дров, опилок, пеллет и т.д.) обеспечивает гораздо более длительный процесс горения (12 часов по сравнению с 3-4 часами в обычном).

На схеме видно, по какому принципу работает пиролизный котел и как идет процесс образования горючего (древесного) газа.

Являясь уже, по сути, газогенераторным оборудованием, такой котел выполняет ряд задач, а именно:

1. Производит низкомолекудярные олефины в результате сгорания дров и входящей в их состав целлюлозы.
2. Очищает олефины от всех сторонних примесей, в результате чего получается чистый горючий газ.
3. Охлаждает газы за счет уменьшения количества энергии при окончательном сгорании топлива.

Пиролизный котел всегда разделен на 2 камеры, в одной из которых сгорает основное топливо при минимальном доступе кислорода, во вторую поступают выработанные газы и при подкачке воздуха происходит их сгорание.

Подобная оптимизация процесса сгорания позволяет решить сразу 2 ключевых задачи - увеличение коэффициента полезного действия котла и возможность организовать водонагревательный котел за счет соединения с водяной рубашкой.

Процесс пиролиза обеспечивает полное сгорание топлива с максимальной отдачей тепла, что на выходе дает более 35% экономии расходов.

Газогенераторный котел на дровах вполне можно сделать и своими руками, но перед этим необходимо понять принцип его работы, устройство камер внутреннего сгорания и технику безопасности, чтобы исключить малейшие нарушения технологии.

Устройство модели на дровах и схема

Данный вид котла растапливается точно по такому же принципу, как и обычный котел на твердом топливе. Дрова, пеллеты, брикеты, опилки и прочие виды топлива закладываются в нижнюю камеру, поджигаются, после чего открывается воздушная заслонка для создания тяги.

Воздушная заслонка должна быть открыта только наполовину, чтобы избежать излишнего поступления воздуха в камеру сгорания.

Устройство самодельного газогенераторного котла очень простое. Основу составляют 2 камеры, закрытые в один корпус. В нижней сгорает твердое топливо, в верхней - дровяной газ. При этом нагреваемый воздух постоянно циркулирует по воздуховодам - теплый поднимается вверх и выходит наружу, холодный подсасывается снаружи нагревается и также выходит. Этот процесс продолжается до той поры, пока в камере тлеет топливо.

Конвекция газогенераторного котла на дровах прогревает помещение достаточно быстро (50 кв.м. за 60-90 минут), при этом тепло сохраняется более длительный период времени.

Как сделать своими руками

На схеме, изображенной выше, видно, как функционирует котел, где и какие камеры расположены, поэтому прежде чем приступать к собственноручной сборке, необходимо разобраться с принципом работы готового котла, а также использовать чертеж котла, работающего на твердом топливе.

На видео вы можете посмотреть, как работает газогенераторный котел:

1. Основой котла (корпусом) служит любая металлическая бочка, подойдет даже использованный газовый баллон. Можно сделать такой цилиндр из листа стали 8-10 мм толщиной, для чего сварить его по окружности и приварить дно.
2. В верхней части цилиндра делаете камеру минимальным объемом 0,7 куб.м, куда в дальнейшем будет загружаться твердое топливо.

1. На самом верху цилиндра привариваете дополнительный круг стали, из которого будет происходить забор холодного воздуха (юбка).

1. Для очистки древесного газа от сторонних примесей используются кольца грубой очистки. Поддув его происходит через фурму.

1. Для охлаждения газа из юбки забирается холодный воздух. Он проходит по зигзагу труб, оснащенному несколькими металлическими кольцами, постепенно охлаждаясь.

1. Если используется для горения недостаточно сухое топливо, во время работы котла собирается конденсат. Его необходимо регулярно спускать, для чего используется подобный кран.

1. Газогенераторный котел - единственный в линейке отопительного оборудования, который позволяет использовать даже влажные - свежесрубленные - дрова. При контакте с холодным воздухом, поступающим из юбки, образуется слишком большое количество воды, которое необходимо постоянно спускать. Для этой цели используется т.н. сепаратор. Его изготавливают из трубы диаметром 3-5 мм, куда вставляют пластину с ребрами. Проходя по сепаратору, вода выводится из системы по ленте слива.

1. Для повышения мощности газогенераторного котла требуется сухой газ. Для этого достаточно закрыть кран слива конденсата и открыть кран на газовой трубе, которая расположена сразу за сепараторной трубкой. Когда газ поступает из небольшой трубы в большую, он распадается на газообразную и жидкую фракции, после чего переходит в камеру сгорания.

1. Для обогрева больших площадей рекомендуется устанавливать водяной контур. Можно даже сделать отдельную камеру в газогенераторном котле, где будет нагреваться с помощью поступающего горючего газа вода. За счет конвекции при нагреве происходит одновременное его охлаждение.

1. При выполнении обвязки котла рекомендуется использовать газ в качестве источника дополнительного горючего. Для этого достаточно подсоединить контур и открыть вентиль подачи газа в прибавочную зону.

1. Камеры сгорания изготавливают из низкоуглеродистой стали, не подверженной воздействию высоких температур и конденсата.
2. Внутри корпуса камеры сгорания закрепляются болтами.
3. Крышка корпуса и камеры всегда уплотняется, чтобы исключить неконтролируемое попадание воздуха внутрь. В качестве уплотнителя можно использовать асбестовый шнур.
4. Корпус газогенераторного котла лучше всего изготовить из пустого газового баллона. Чтобы исключить риск возгорания остатков газа во время монтажных работ, наполните его до краев водой.
5. Обязательно устанавливайте на газогенераторе обратный клапан, который предотвратит выход газа.
6. Для нагнетания воздуха можно использовать вентилятор, но в этом случае котел будет энергозависимым.
7. Колосниковая решетка для камеры сгорания твердого топлива изготавливается из чугунных полос. Для того, чтобы такой агрегат было удобно чистить, сделайте центр колосника подвижным.
8. Предусмотрите в загрузочной камере люк - при избытке топлива и газа он позволит сбросить часть балласта.
9. Для изготовления газогенераторного котла своими руками обязательно используйте чертежи, а еще лучше - вышедший из строя котел, чтобы в точности соблюсти все пропорции и размеры.