Газогенератор на дровах для дома – что это такое, принцип работы, плюсы и минусы, виды, правила установки

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:

1. Для электрификации домов в удаленных районах без доступа к электросетям.
2. Для обеспечения бесперебойности подачи электричества на объектах повышенной важности – военных, научных, медицинских базах.
3. 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.

Классификация

Все газовые генераторы можно разделить на несколько категорий, в зависимости от тех задач, которые на них возложены:

1. По продолжительности работы. Генератор может работать как постоянный источник энергии, а также эксплуатироваться временно. Например, на строительном участке, где он будет работать по 6-8 часов в день. Самый распространенный вариант – экстренное использование. Устройство держат в доме или на объекте на случай аварийного отключения электроэнергии.
2. По мощности. Эта квалификация, чаще всего, соответствует месту использования устройства. Для небольших домов и дач выбирают устройства до 9 кВт. В крупные частные дома, коттеджи или небольшие магазины (цеха) – от 9 до 15 кВт. Более 15 кВт – для нужд магазинов, небольших производств или цехов с постоянно работающей техникой. Свыше 100 кВт – для строительных площадок, крупных производств и ферм.
3. По количеству фаз вырабатываемого электрического тока. Здесь все стандартно, так же как и в бензиновых или дизельных генераторах, есть устройства на одну или три фазы.
4. По типу охлаждения. С пассивным охлаждением – обычный радиатор с ребрами для рассеивания тепла, либо активное охлаждение – вентилятор с принудительным обдувом радиатора.
5. По типу пуска. С автоматическим запуском от электрического стартера. Либо ручной пуск, при выдергивании специальной ручки стартера.
6. По варианту исполнения. Здесь можно выделить мобильные генераторы. Это устройства, которые может перенести человек с места на место. Сюда же можно причислить более крупные аппараты на колесиках. Габаритные и тяжёлые устройства устанавливают стационарно. Они скомплектованы на специальной металлической раме. Есть еще одна группа – стационарные генераторы с защитным кожухом. Это аппараты на металлической раме, которые зашиты металлом с верха и боковых сторон.
7. По уровню шума. Здесь можно отталкиваться на непосредственные значения в дБ. Обычно генератор издает много шума. Чем ниже показатель в децибелах, тем меньше шума производит устройство.
8. По степени защиты. Класс защиты обозначается двумя цифрами. Обычно он имеет вид: «IP **». Первая цифра в «**» указывает на уровень защиты. В данном случае: «0» — это отсутствие защиты, «5» — безопасность по высшему разряду. Считается, что для домашних нужд достаточно класса «IP 23».

Часть обозначений по классу защиты, шумности и мощности устройства можно найти на заводской информационной табличке аппарата, либо в руководстве пользователя.

Как отдельную подгруппу можно выделить комбинированные устройства. Они могут работать как на газу, так и на бензине.

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

Обзор цен

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.

Расчёт необходимой мощности генератора в зависимости от размеров питаемого строения

В данном вопросе корректней рассматривать мощность не от объема помещения, а от потребителей, которые находятся в нем. Например, для зимнего проживания в небольшом домике с 2 радиаторами на 1,5 кВт (каждый) и стандартной бытовой техникой потребуется генератор от 5 кВт. Для дома с 5 радиаторами и большим количеством техники – от 10 кВт.

Посчитать мощность просто. Нужно сложить потребляемую мощность от всех электроприборов в доме. После чего к полученному значению добавить еще 25%. Это и будет необходимая мощность газового генератора. Дополнительные 25% берут исходя из того, что устройство не должно работать на пиковых нагрузках продолжительное время.

Учитывайте сезонность. Если генератор используют только летом, когда происходит экстренное отключение электроэнергии, можно взять маломощный аппарат для обеспечения элементарных нужд.

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:

1. Большой КПД.
2. До 25 часов горения за одну загрузку.
3. Полное сжигание древесины.
4. Регулировка мощности.
5. Отсутствие вредных выбросов.
6. Экономичность.
7. Возможность использования сырой древесины.
8. Эксплуатация на других видах топлива.
9. Безопасность.
10. 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.

Преимущества газового генератора

• Длительное время работы: устройство активно действует, пока в основной трубе имеется газ. Дополнительно установив баллоны с природным газом в параллельную систему, можно увеличить время его работы. Такое достоинство газового генератора является главным в отличие от инверторного устройства, работающего на бензине или дизельном топливе. Его функционирование закончится, когда в баке израсходуется весь запас горючего.
• Стоимость кубометра газа меньше, чем какое-либо другое топливо. Он может храниться в баллонах или другой закрытой емкости длительное время, чего не скажешь про другие виды топлива.
• Срок эксплуатации гораздо больший, чем у других видов горючего. Это объясняется тем, что цилиндры и поршневая система у такого устройства мало изнашиваются. Это происходит за счет того, что на выходе образуется совсем немного продуктов сгорания. Коррозия металла также минимальная.
• Экологичногсть. Нет выделений вредных веществ, сажи и всевозможных выбросов.

Мой выбор

В классе бюджетных генераторов советую присмотреться к машинам от Russian Engineering Group, их выделяет низкая цена при несоответственно высоком качестве. В особенности GG7200-А и SH3000 выдает ровную синусоиду и оснащен не китайским двигателем. В качестве стационарного генератора выделяю Briggs&Stratton 8 kW Standby за надежность конструкции, хорошие выходные параметры напряжения (215-225В), частоты (49-51 Гц).

Рейтинг ТОП-10 лучших моделей