Газогенератор на дровах для дома, принцип работы, устройство, плюсы и минусы, типы газогенераторных установок

Применение автономных агрегатов по выработке электроэнергии оправдано и с экономической, и практической точки зрения. Однако людям, живущим далеко от цивилизации, довольно затратно и хлопотно приобретать и транспортировать до дома природный газ или жидкое топливо. На выход в такой ситуации приходит газогенератор на дровах. Разберем, что собой представляет данное оборудование, как оно устроено и по какому принципу работает, на какие виды подразделяется, каковы его плюсы и минусы, правила установки современных моделей.

Проверка работы дровяного газогенератора Источник ytimg.com

Дровяной газогенератор – что это такое, устройство, принцип действия, применение

В автономных установках по выработке электроэнергии для нужд частного дома применяется двигатель внутреннего сгорания. Функционировать он может на бензине, солярке или природном газе. Однако, когда дело касается удаленных районов, доставлять такие виды топлива будет экономически не выгодно и технически трудно.

Альтернативным решением вопроса в такой ситуации является дровяной газогенератор. Мотор такого агрегата питается смесью газов – преимущественно, водорода, моноксида углерода, метана и некоторых других углеводородов. Образуются они в специальных условиях в ходе термического разложения древесины, угля, торфа, органики и прочих подходящих видах твердого топлива.

Устройство

Классическая дровяная газогенераторная установка бытового типа состоит из следующих основных узлов:

Корпус. Изготавливается из стали, может иметь цилиндрическую или прямоугольную форму. Устанавливается на специальных ножках.

Схема устройства дровяного газогенератора Источник gengas.lagunof.com

Загрузочный отдел. Располагается и крепится внутри корпуса. Предназначается для загрузки топлива через специальный люк, края которого оснащаются специальным огнестойким уплотнителем.
Камера сгорания. Отличается жаростойкостью и находится внизу загрузочного отдела. В ней осуществляется непосредственное сжигание топлива. Для осуществления термического разложения смол в нижней ее части обустроена специальная горловина. Посередине камеры проделаны специальные отверстия-фурмы, соединенные с воздухоподающим устройством. Последнее оснащается клапаном обратного типа для препятствия выхода горючих газов.
Вентилятор. При необходимости повышения КПД, а также улучшения сжигания отдельных видов топлива или очень сырых дров, воздухораспределительный модуль дополнительно комплектуется вентилятором или турбиной – для усиленной подачи воздуха в топку.
Колосники. Устанавливаются в нижней части камеры сгорания. Главное их назначение заключается в поддержке раскаленных горящих углей и отделении прогоревшего вещества – осыпания золы в специальный расположенный ниже зольник.

Газовый генератор, установленный на автомобиль Источник hsto.org

Люки. Специальные герметично закрываемые крышки – верхняя для загрузки топлива с устройством для выравнивания давления внутри, боковая для загрузки в зону восстановления и нижняя для выгребания шлака.
Газовод. Патрубок для вывода образуемой смеси газов из камеры сгорания. Ввиду высокой изначальной температуры и необходимости охлаждения для дальнейшего использования, специально проводится по кольцеобразной траектории в полости между корпусом установки и камерой загрузки. Это позволяет не только охлаждать газ, но также предварительно просушивать топливо, прежде чем оно попадет в топку.
Система фильтрации. После выхода из камеры газ требует обязательной очистки от сажи и других твердых взвешенных частиц. Поэтому сначала он в горячем виде подается в фильтр грубой очистки, а после уже в охлажденном виде подвергается более тонкой фильтрации.

По завершении очищенная и охлажденная газовая смесь подается в смесительный блок. Здесь газ до необходимой степени насыщается кислородом. Только после этого он подается в двигатель внутреннего сгорания.

Пример бытового газового генератора на дровах Источник ytimg.com

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на электротехнических работах любой сложности

Механизм действия

Принцип работы газогенератора на дровах сводится к тому, что в условиях повышенной температуры (порядка 1200-1500°C) и низком уровне кислорода древесина не горит, как обычно, а тлеет, выделяя при этом генераторный газ, служащий топливом для ДВС. Механизм действия установки сводится к следующим поэтапным процессам, происходящих в соответствующих зонах генератора:

Сушка топлива. При температуре порядка 160-190°C расположенные в самой верхней части загрузочного отдела дрова высушиваются под действием проходящих по кольцевому трубопроводу газами.
Сухая перегонка. В средней части агрегата, где уровень нагрева достигает 450-500°C осуществляется обугливание древесины. В результате помимо кокса образуются смолы, кислоты и прочие продукты низкотемпературного распада топлива.
Горение. В самой нижней части установки при максимальной температуре 1100-1500°C обугленное топливо и продукты распада сгорают до углекислого и угарного газа.

Устройство газового генератора обратного типа Источник uazbuka.ru

Восстановление. Образованный и разогретый в нижней части углекислый газ подымается до раскаленного кокса и, взаимодействует с углеродом и водой, в результате реакции образуется моноксид углерода и водород.

В зоне горения и восстановления образуется не только горючие газы, но также балластные. К первым относятся – угарный газ, водород, метан и некоторые непредельные углеводороды, ко вторым – углекислый газ, азот, кислород и пары воды. Кроме того, топочный газ в сыром виде содержит множество включений в виде шлака, золы, органических кислот. Поэтому прежде чем пускать в ДВС, его требуется тщательно очистить. Для этого и применяются фильтры грубой и тонкой очистки.

Применение

При высоком качестве топлива, отлаженной технологии и принудительном поддуве газонегераторы на дровах достигают настолько высокого КПД, что устанавливаются даже на автомобили. Однако в большинстве случаев их основной сферой применения являются объекты и дома с обилием древесины и затрудненным доступом других видов энергоресурсов (электричества, газа, бензина, мазута и т. д.).

Газогенератор рядом с домом Источник ytimg.com

Дровяные генераторы применяются в следующих случаях:

Для электрификации домов в удаленных районах без доступа к электросетям.
Для обеспечения бесперебойности подачи электричества на объектах повышенной важности – военных, научных, медицинских базах.
В промышленности – в качестве альтернативного источника выработки электроэнергии при наличии сопутствующих отходов производства – щепы, опилок, обрезков стройматериалов и проч.

Обратите внимание! Для стабильной и высокопроизводительной работы генератор требует загрузки изначально хорошо просушенного топлива. Так, использование сырых дров снижает КПД на 25 %. Кроме того, при тлении сырой древесины образуются тугоплавкие смолы, быстро засоряющие систему трубопроводов, что и без того приведет к снижению эффективности агрегата и потребует частой его чистки.

Как не прекращает работу на угле, дровах, коксе

Данный тип отопительного агрегата применяет в качестве топлива разные варианты твёрдого топлива: уголь, дрова, древесный уголь. Большинство потребителей применяют специализированные отходы, полученные после переработки растений. Важнейшим аргументом для отличного нагрева аппарата считается отдача тепла твёрдого топлива, благодаря этому большинство потребителей применяют горючее с самым большим коэффициентом полезного действия.

Большинство твердотопливных генераторов способны выдавать КПД на уровне 90%. Аппараты подчеркивают тепло в течении 5—8 часов, при этом достаточно одной закладки твёрдого топлива.

Самые популярные котлы, сделанные из чугуна или стали. Очень популярны чугунные водогрейные котлы, так как этот металл способен долгое время выделять тепло.

Однако данный материал довольно непрочный, так как чугун подвергается перегреву, и как последствие, на котлах появляются трещины.

Котлы из стали меньше сконны к температурным перепадам, но имеют ряд прочих минусов.

Во время работы с данными теплогенераторами стоит регулярно загружать горючее в камеру сгорания. Оборудование работающее на твердом топливе просит особенного и непрерывного внимания со стороны человека, однако, в то же время, их удобство состоит в общедоступности твёрдого топлива.

Плюсы и минусы

Газогенераторная машина по производству топочного газа, функционирующая на дровах, характеризуется следующим рядом преимуществ:

Высокий КПД. При сопутствующих условиях величина может достигать 95%.
До 25 часов горения за одну закладку дров.

Большой газогенератор на опилках для выработки электроэнергии Источник d-system.ru

Советы по выбору

Перед тем как приобрести теплогенератор, стоит определиться с параметрами, за которые он будет отвечать. Заблаговременно подбирается вид топлива, на котором будет работать теплогенератор. Газ — самое недорогое.

Если важна прочность прибора, то необходимо смотреть на дизельные резервные электростанции. Они тоже продуктивны, но имеет недостатков в виде шумной работы устройства.

Электрические генераторы не просят специализированных разрешений, однако не очень популярны у потребителей из-за причины не низкой цене электрической энергии

Параметр мощности — ключевой фактор во время выбора устройств обогревательного типа. Если требуется установка для приватного применения, то не приобретайте модели, вырабатывающие излишнюю энергию.

Правила установки

При монтаже газогенераторных агрегатов на дровах рекомендуется соблюдать следующий ряд правил:

Установка оборудования допускается в любом месте дома – подвале, цоколе, в комнате – а также на улице, с соблюдением техники безопасности и технических условий.
Модели, предназначенные для загрузки дров большой длины, лучше устанавливать на улице рядом с местом хранения топлива.
Для монтажа внутри дома лучше выбирать вариант генератора, работающего на пеллетах. Так как их хранение и эксплуатация не сопряжена с образованием мусора.
В случае использования топочных газов для обогрева и минимального их охлаждения трубы к дому от агрегата, установленного на улице, прокладываются в теплоизоляции и под землей.

Рекомендация! Газогенераторы проявляют максимальную производительность при полной загрузке. Однако количества вырабатываемой энергии бывает избыточно много. Поэтому чтобы сохранить ее, например, для обогрева, необходимо использовать специальные теплоизолированные емкости – теплоаккумуляторы.

Альтернативные варианты

При помощи современных технологий можно еще больше улучшить общую систему обогрева, так, всю большую популярность приобретают пиролизные котлы, которые предназначены именно для отопления дровами. Они не отличаются особой замысловатостью и постепенно появляются во многих домах (подробнее: «Как сделать пиролизные котлы своими руками»). Главное отличие таких котлов от печи заключается в том, что они действуют по принципу газовых генераторов, то есть помещение обогревается при догорании дров. Это позволяет всей системе работать автономно, так как для этого не требуется электричество (про

Коротко о главном

Современные модели дровяных газогенераторов настолько эффективны, что их допустимо устанавливать даже на автомобиль. Однако в большинстве случаев он является успешным способ сэкономить на топливе для отдаленных районов проживания, где кроме дров нет других видов энергоресурса, а доставлять их туда невыгодно. Упрощенно, агрегат состоит из корпуса, камеры загрузки, топки и зольника. Принцип его работы основан на термическом разложении древесины или угля при низком уровне кислорода, и последующем восстановлении – до моноксида углерода и водорода.

Топочные газы прежде чем попасть в ДВС охлаждаются, очищаются и смешиваются с кислородом. Основные плюсы газогенераторов рассматриваемого типа:

Большой КПД.
До 25 часов горения за одну загрузку.
Полное сжигание древесины.
Регулировка мощности.
Отсутствие вредных выбросов.
Экономичность.
Возможность использования сырой древесины.
Эксплуатация на других видах топлива.
Безопасность.
Большие объемы камеры.

Недостатки проявляются в высокой стоимости, энергозависимости современных моделей, возможности засорения, контроле температуры газов, ручной загрузке, необходимости применять сухое топливо. При этом существуют 3 разновидности – прямые, обратные и горизонтальные. У каждой из них есть свои плюсы, минусы и особенности применения. Установка агрегата должна выполняться в соответствии с правилами.

Специфики теплогенераторов на топливе жидкого типа и газе

Такой вид теплового агрегата способен работать на природном газе либо на дизеле. В новых моделях есть функция быстрой смены вида топлива. Для этого предусматривается специализированная горелка и добавочный силовой распределительный шкаф.

Данный тип генераторов не прекращает работу по следующему принципу: в топку проникает горючее, где перемешивается с воздухом, поступающим по вентиляции, после чего воздух который нагрелся идет через теплообменный аппарат и распространяется по всему помещению.

Характерность теплогенераторов на топливе жидкого типа состоит в легкости эксплуатации. Для начала обогревания достаточно залить горючее, и запустить прибор. И также отмечается невысокая цена.

Такие отопители мобильны, благодаря этому их применение не доставит ненужных проблем.

Воздушное отопление

Воздушное отопление требуется для того чтобы поддерживать комфортную температуру в холодный период. А какая именно это температура – расписано в ГОСТ 30494-96. Так, для жилых помещений норма — +20 градусов, для угловых жилых комнат — +22 градуса. Для кухонного помещения — +18 градусов, ванная комната — +25 градусов, а туалет — +18 градусов. Заметим, что такие нормы пригодны для многоквартирных домов.

Расчет мощности, на который обычно опираются проектировщики, создающие отопление воздухом и вентиляцию, дает довольно усредненные значения – и точным образом определить утечки тепла будет трудно. Помимо этого, они меняются в зависимости от того, какие в данный момент температура, ветер и влажность на улице.

Составные части воздушного отопления

Но уже достаточно долгое время существует такая методика, на которой можно основываться в случае самостоятельного проектирования. Инструкция здесь довольно простая: на 1 куб.м помещения нужно 40 Вт тепловой мощности. На каждый оконный проем добавляем по 100 Вт тепла. На каждую дверь, которая ведет на улицу – 200. Коэффициент для угловых квартир – 1.2-1.3, для частных домов – 1.5. Также применяется региональный коэффициент: 0.7-0.9 для теплых регионов, 1.2-1.3 для европейской части Российской Федерации, 1.5-2.0 для Крайнего Севера и Дальнего Востока. Когда на улице более теплая температура, чтобы регулировать температурный режим в доме, не открывая форточки, можно заменить вентиль радиатора на дроссель или термостатическую головку.

Как подобрать теплогенератор для приватного дома: рекомендации, расчеты, невидимые моменты

Во время выбора главное не забыть учесть эти параметры, как:

Площадь обогреваемой территории – чем она выше, тем мощнее вентилятор обязан быть в наборе;
Теплоемкость помещения – определяет мощность грядущего агрегата, рассчитывается по формуле:

p – теплоемкость (необходимая величина);

V – объем обогреваемой территории (рассчитывается с помощью перемножения длины, ширины и высоты жилой зоны);

?T – температурная разница в отаплюемом помещении и за его пределами;

K – показатель тепловой изоляции (можно взглянуть в справочнике, зная из каких материалов сделано само здание); самые популярные показатели:

1-1,9 – двойной слой кирпича (толстая стенка);
3-4 – лист профилированного настила или панели из дерева;
2-2,9 – простой слой кирпича;
0,6-0,9 – современные стенки с гидро и тепло изоляцией.

860 – многофункциональный показатель, который демонстрирует кол-во килокалорий в киловаттах.

Наличие исправной системы вентилирования – гарантирует правильную и работу без перебоев теплоснабжения. Общепринятые нормы указывают, что на 1 кВт мощности генератора, требуется не меньше 30 кубов нагнетаемого воздуха.

Из этих всех трех показателей одним из самых важных во время выбора оптимальной модели считается конкретно теплоемкость. Зная эту величину, можно выбрать подобную модель, которая окончательно будет удовлетворять необходимости в обогреве. Рассмотрим пример, как это смотрится в работе.

Нам дан дом, площадью в 100 м? и высотой стен 3 м 50 см. Дом возведен из двойного слоя кирпича. Необходимая нам температура, которая обязана сохраняться в помещении — 25°С. Температура за поверхностями стен дома (берется усредненный норматив за все зимние месяцы) -14°С. Итак, считаем по формуле, подставляя все необходимые значения:

Другими словами, чтобы в доме с двойными поверхностями стен иметь когда на улице холодно температуру не ниже 25°С, наш теплогенератор обязан иметь мощность не меньше 8,6 кВт.

Перед тем, как приобрести теплогенератор, необходимо обязательно сделать три вещи:

Расчистить дымотвод, куда будут выходить ядовитые газы, образуемые в процессе горения топлива.
Побеспокоится о создании вентканалов, по которой будет циркулировать тёплый воздух.
Определить по предложенной формуле, какая самая маленькая мощность агрегата понадобится для настоящего теплоснабжения.

Только после этого можно отправиться в супермаркет и выбирать самую лучшую модель теплогенератора. Большое количество изготовителей, и также количество моделей заставит потеряться даже опытному специалисту. Чтобы подобрать наиболее высококачественную модель, которая отслужит исправно не один год, необходимо уделять особенное внимание таким невидимым моментам, как:

вид горелки и ее конструкция – это потребуется тогда, когда появится необходимость делать заново ее, меняя вид топлива;
наличие тех паспорта, и также талона на гарантийный ремонт – убережет клиента от фальшивки, и также обезопасит от некачественного оборудования;
качество деталей изделий – чем оно больше, тем дороже стоимость, но с данным также становится больше служебный срок.

Самые лучшие модели для бытового применения

Среди наиболее доступных и наиболее хороших моделей теплогенераторов, проявивших себя с самой лучшей стороны, необходимо выделить такие:

Airmax D 28 – эта модель имеет мощность 28 кВт, чего вполне достаточно для обогревания приватного дома. Модель стационарная напольная, может находиться как в помещении подвала дома для жилья, так и за его пределами (в сарае или пристройке).
Titan 25 (30, 35) – с мощностью от 25 кВт и вентилятором крупного диаметра можно в короткие сроки нагреть площади до 250 метров квадратных. Как правило имеет разные комплектации горелки, давая возможность задействовать как твёрдое горючее, так и жидкое.
Fuela – дизельный теплогенератор, высчитанный для обогревания до 100 метров квадратных.
ТГ-7,5 – теплогенератор, использующий газ. Имея мощность в 7,5 кВт, аппарат достаточно выгодный.
Дракон 12 – твердотопливный многофункциональный теплогенератор, способный работать на дровах, жмыхе, навозе и угле. Удобный тогда, когда используется в фермерском хозяйстве.

Подобным образом, теплогенераторы, используемые для отапливания площадей большого размера, могут разниться один от одного.

Значительное их преимущество перед прочими типами систем отопления состоит в высоком КПД, которое достигается за счёт отсутствия промежуточного элемента нагрева. Получаемое в процессе сжигания горючее полностью тратится на нагрев воздуха, который циркулируется благодаря вентиляции. Котлы можно располагать как в помещениях для жилья, так и за его пределами. Многообразие выбора поможет выбрать аппарат любой мощности и инновационных показателей, которых достаточно для исправно работающей системы отопления.

Правила безопасного использования пушек

Не секрет, что все самодельные приборы являются объектами повышенной опасности, ведь неправильное проектирование и сборка может стать причиной возгорания, поражения человека током и другими неприятностями.

Но большинство несчастных случаев происходит не столько по вине конструкторских ошибок, сколько из-за элементарного пренебрежения мерами безопасности.

Обогрев тепловыми пушками – востребованная техники в холодное время года, но при этом важно обеспечить равномерный поток тепла и не допустить прикасания замерзших деталей авто с горячими элементами нагревателя

Напомним основные правила эксплуатации:

Все теплопушки прямого нагрева можно использовать только при наличии хорошей (лучше всего принудительной) вентиляции. Но даже в таких условиях пребывание дольше пары часов в помещении с прямоточной дизельной или газовой пушкой чревато головными болями и другими симптомами отравления.
Корпус пушки (особенно, если он сделан из металла) сильно нагревается во время работы, ведь в отличие от заводских моделей, самодельные приборы не комплектуются теплоизоляционными прослойками внутри кожуха. Поэтому важно позаботиться об устойчивом основании, которое исключит самопроизвольное перекатывание цилиндра, и не нагревающейся ручке.
«Дуло» агрегатов с открытыми горелками стоит прикрыть защитным сетчатым экраном, а электропушку желательно оснастить заземлением.
Никогда не направляйте поток горячего воздуха в сторону канистр с топливом или газовых баллонов. Да и вообще расстояние от выхода горячего воздуха до ближайшего объекта должно быть не менее 2 метров.
Для розжига горелки в газовой и дизельной пушке используйте специальную зажигалку на длинной ручке.
Перед выключением дайте вентилятору поработать без подачи топлива несколько минут, чтобы он смог охладить прибор.

И последнее – как бы вы ни были уверены в качестве сборки и безопасности соединений, никогда не оставляйте самодельную пушку работать без присмотра.