Vytápění kotlem na tuhá paliva CENÍK CENY TOBLE NA PELETY - monoblokové kotle na pelety WIRBEL ECO-CK110 v Solovki

Stručně o pyrolýzním spalování

Proces pyrolýzy je pomalý rozklad uhlíkových paliv, ke kterému dochází pod vlivem vysokých teplot s nedostatkem kyslíku. Na výstupu se získá hořlavý plyn nebo kapalné palivo, v závislosti na surovině a podmínkách chemické reakce.

Pyrolýzní topné kotle vyrábějí a spalují přesně plyn, proto se jmenuje druhé - plyn generující nebo zplyňující. Počáteční suroviny - suché palivové dřevo, uhlí, palivové brikety.

Schéma zařízení na generování plynu, které vyrábí palivo pro spalovací motor

Odkaz. K pyrolýznímu spalování se používá široká škála pevných paliv obsahujících uhlovodíkové sloučeniny. Příkladem je výroba kapalného paliva ze starých pneumatik automobilů nebo spalování odpadu v průmyslových pecích na plyn.

Jak probíhá pyrolýza dřeva:

1. Určité množství nasekaného dřeva nebo pilin se vloží do uzavřené nádrže (reaktoru).
2. Kovová nádoba je zvenčí zahřívána na 500 ... 900 ° C, vzduch je omezen přívodem skrz dmychadla (vyfukovací otvory).
3. Dřevo doutná a rozloží se na jeho složky - vodík, metan, oxid uhelnatý, vodní pára, oxid uhličitý. Na konci reakce zůstává na dně trochu popela.
4. Výsledná směs plynů se ochladí, vyčistí a poté se načerpá do válců pro další použití.

Před vložením do generátoru plynu se dřevo vysuší. Jinak se topná energie použije na odpařování vody, pyrolýzní reakce se velmi zpomalí a na výstupu dostaneme hromadu vodní páry.

Všimněte si, že jakýkoli proces spalování pevného paliva je doprovázen uvolňováním dřevního plynu, a to i při požáru (viz fotografie). Pyrolýza je podrobněji popsána v naší další publikaci.

Pyrolýzní plynové kotle na tuhá paliva s dlouhým spalováním

Provoz těchto kotlů je založen na zplyňování paliva. Pec takového kotle je horizontálně rozdělena na 2 poloviny. Horní polovina, která je zároveň nakládací komorou na palivo, dřevo nehoří, ale doutná. Při působení vysokých teplot topí palivové dřevo různé hořlavé látky, které se stávají hlavním palivem pro kotel a hoří ve druhé komoře umístěné níže.

Popsaný princip činnosti kotlů významně zvyšuje účinnost těchto vzorků, v tomto případě můžeme hovořit o 85 nebo dokonce 90%. Doba hoření paliva se také výrazně zvyšuje a dosahuje až 12 hodin. Faktem je, že v uvažovaných kotlech dochází k procesu přímého spalování paliva pouze ve spodní komoře.

V horní ložné komoře palivové dřevo pouze doutná a vydává hořlavé látky. Poté se hořlavé látky smísí se vzduchem a pomocí speciální trysky se pošlou do druhé spodní komory, kde se stanou hlavním palivem pro takový kotel. V procesu spalování směsi vzduchu a plynů uvolňovaných z palivového dřeva je možné dosáhnout dostatečně vysokých teplot, proto je spodní komora, ve které probíhá proces spalování, opláštěna speciální žáruvzdornou úpravou.

Palivo v uvažovaných kotlech vyhoří téměř úplně, což nám také umožňuje hovořit o účinnosti kotle. Navíc díky svým technickým vlastnostem kotel během provozu netvoří saze a popel. Aby pyrolýzní kotel plně plnil své funkce, je nutné do zařízení plně čerpat vzduch.

Jedná se o složité a drahé zařízení. Konstrukce takových kotlů ve většině případů zahrnuje:

• Odsávače kouře;
• Elektronická zařízení pro řízení pracovního procesu kotle a účinnou kontrolu nad ním.

Důležitou podmínkou pro správnou funkci pyrolýzního kotle je úroveň vlhkosti paliva. Vlhkost dřeva, které bude do takového kotle vloženo, by neměla překročit 25%. Praxe ukazuje, že palivové dřevo uložené na dřevní hromadě se může pochlubit takovým procentem vlhkosti pouze 24 měsíců po zahájení skladování. Kotel je vybíravý také ohledně velikosti paliva: tloušťka palivového dřeva, které se připravuje na pokládku do takového kotle, by neměla být menší než 100 milimetrů. Minimální výkon kotle, který lze považovat za regulovatelný, je 50%, v případě, že výkon kotle poklesne pod uvedenou hodnotu, bude provoz zařízení nestabilní. To naznačuje, že kotel je dobře přizpůsoben pro provoz v chladných obdobích roku, je však zcela nevhodný pro efektivní provoz mimo sezónu.

Pyrolýzní kotle od výrobců jako VERNER a ATMOS se mohou pochlubit vynikajícími recenzemi od uživatelů, kteří tuto techniku ​​studovali a testovali v praxi.

Provozní řád

Pro dosažení dobrého přenosu tepla z ohřívače plynového generátoru s minimální spotřebou paliva doporučují výrobci dodržovat následující pravidla:

• používejte pouze suché dřevo, přípustný obsah vlhkosti 12 ... 20%;
• při instalaci a potrubí kotle je bezpodmínečně nutné použít třícestný směšovací ventil nebo komplexní zařízení Laddomat-21 k udržení teploty zpátečky na 65 ° C;
• provozní teplota topného činidla na vstupu - 80 ... 90 ° C;
• generátor tepla musí pracovat na maximálním výkonu; je nemožné provozovat jednotku po dlouhou dobu v režimu nízké produktivity (méně než 50%);
• je velmi vhodné topit se velkými kulatinami, ale ne kulatými;
• společně s pyrolýzními kotli se důrazně doporučuje používat vyrovnávací nádrž, která bude akumulovat přebytečnou tepelnou energii;
• požadavek na minimální objem tepelného akumulátoru je 25 litrů na každý kilowatt výkonu ohřívače.

Vysvětlení. Pokud do nádrže kotle vnikne studená chladicí kapalina s teplotou pod 65 stupňů, pak se v procesu zplyňování paliva v primární komoře vytvoří kondenzát a dehet. Přečtěte si více o správném potrubí v samostatném manuálu pro připojení kotlů TT.

Přívod topného média do kotle musí být regulován trojcestným ventilem. Za vyrovnávací nádrží je instalována další směšovací jednotka ke snížení teploty vody
Použití vyrovnávací nádrže je způsobeno účinným provozním režimem kotle - intenzivním spalováním, výstupní teplota je 80 ... 90 stupňů. Za takových podmínek je dosaženo vysoké účinnosti 86–87%. Není možné „udusit“ generátor tepla vzduchem, účinnost spalování se sníží na 40-50%, jako u domácích kamen.

Princip činnosti kotle na tuhá paliva s dlouhým spalováním.

Typicky tyto kotle na tuhá paliva pracují na principu „horního spalování“. Jak funguje dlouho hořící kotel? Před vstupem kyslíku přímo do pece, kde dochází ke spalování, se ohřívá. Je zahříván, aby se nakonec snížilo množství odpadu ze spalování: saze, popel. Kyslík se nedodává zdola nahoru, ale shora dolů. Hoří tedy pouze horní vrstva tuhého paliva uložená ve spalovací komoře. Vzhledem k tomu, že vzduch vstupuje shora, neproniká dolů a proces spalování je tam nemožný. Hoří pouze horní vrstva paliva. Když dojde k vyhoření horní vrstvy, je zapnuto podávání spodní vrstvy. Takže postupně, jak spalování postupuje, je vzduch přiváděn stále níž. Díky tomuto přístupu vrchní vrstva paliva vždy spaluje a vrstva dole zůstává neporušená, dokud nedojde ke svému obratu.To umožňuje velmi ekonomickou spotřebu paliva a řízení spalovacího procesu. Právě s touto technologií spaluje tuhá paliva po velmi dlouhou dobu.

Takové kotle jsou nejen ekonomické, ale také šetrné k životnímu prostředí. Samozřejmě za předpokladu, že jsou použity protipožární stavební materiály, které zajistí nejen maximální účinnost kotle, izolační teplo, ale také chrání před možnými požáry.

Z tohoto videa můžete jasně pochopit, jak pyrolýzní kotel funguje:

Skutečné výhody ohřívačů pyrolýzy

Vyjmenujme výhody zplynovacích kotlů deklarované prodejci a pak vyřadíme upřímné příběhy:

• pyrolýzní zdroje tepla jsou plnohodnotné generátory plynu emitující hořlavý syntetický plyn;
• jednotky jsou díky své vysoké účinnosti velmi ekonomické a ekologické;
• kotle zcela spalují uhlí a palivové dřevo, prakticky beze zbytků;
• doba hoření - více než 10 hodin (nejskromnější údaj je 8 hodin).

Poznámka. Inzerenti a ne příliš svědomití výrobci vždy porovnávají jednotky na výrobu plynu s konvenčními kotli s přímým spalováním a „zapomínají“ na stejně účinné ohřívače pelet. Ani toto srovnání však není příliš úspěšné.

První výrok je příliš odvážný. Pamatujme: intenzivní pyrolýza začíná silným ohřevem a nedostatkem kyslíku, ale co se stane v kotli? Ventilátor nadměrně fouká vzduch do topeniště, nedochází k doutnání. Syntetický plyn se samozřejmě uvolňuje, ale je zde také přímé spalování paliva.

Vlevo je v prostoru přídavného spalování během provozu kotle plamenový hořák, vpravo je výměník tepla s trubkou (pohled shora)

Pojďme se podívat na ostatní výhody:

1. Prohlášení o ekonomice a šetrnosti k životnímu prostředí není pohádka. Díky slušné účinnosti kotel lépe asimiluje energii paliva a do atmosféry emituje mnohem méně toxických sloučenin - oxidů dusíku a oxidu uhelnatého. Podmínka 1: Doporučení týkající se provozního režimu a obsahu vlhkosti palivového dřeva jsou plně dodržována.
2. Důvody pro úplnější spalování jsou suché dřevo a nucené vstřikování vzduchu. Pokud do tradičního kotle s turbodmychadlem vložíte brikety z pilin nebo suchou akacii, zbytky popela budou také nulové. Spousta lehkého popela je jednoduše vyfouknuta ventilátorem do komína. To znamená, že tato skutečnost není výhodou.
3. Doba spalování závisí na 2 faktorech: účinnosti a kapacitě palivového prostoru. Pokud jde o účinnost, kotle na tuhá paliva ztrácejí u pyrolýzních kotlů o 10%, což je malé prodloužení doby provozu. Hlavním faktorem je objem spalovací komory, pokud dosáhne 80 litrů nebo více, palivové dřevo vyhoří za 6-8 hodin.

Odkaz. Český výrobce Atmos popisuje výhody svých generátorů tepla (doslova): velký palivový zásobník - dlouhá doba hoření. Z toho vyplývá závěr: tvrzení o délce práce je pravdivé, liší se pouze důvod - kapacita pece, a ne skutečnost, že se vyrábí dřevoplyn.

Spousta bajek se také hovoří o ekonomickém způsobu doutnání, který v pyrolýzních jednotkách prostě chybí. Je to napsáno v návodu k použití „Atmos DC15E“ - snížení intenzity plamene vede ke snížení účinnosti a ke zvýšení spotřeby paliva.

Nejnovější generátor tepla „Atmos“ pyrolýzního typu na výstavě „Aquatherm-2019“

Několik schémat zařízení pyrolýzního kotle

Než budete pokračovat ve výrobě plynového kotle vlastními rukama, musíte se seznámit s možnými možnostmi jeho zařízení. Takové jednotky mohou mít jiné konstrukční řešení. V praxi je ale princip jejich fungování stejný: všechny mají dvě spalovací komory paliva. První z nich zpravidla slouží k plnění paliva a jeho pyrolýznímu spalování a druhý ke spalování hořlavého plynu uvolněného během pyrolýzy.V závislosti na konstrukci kotle mohou mít různé tvary, velikosti a mohou zaujímat různé vzájemné polohy.

Kromě toho se různé modely pyrolýzních kotlů mohou lišit ve způsobu přívodu primárního a sekundárního vzduchu: může být přirozený nebo nucený pomocí ventilátoru. Níže jsou uvedeny nejběžnější schémata zařízení takových kotlů, které lze použít při jejich stavbě vlastními rukama.

Pyrolýzní kotle s přirozeným přívodem vzduchu

Možnost 1.

Komora pro plnění a spalování paliva pyrolýzou je umístěna dole a přídavný spalovací plyn pyrolýzy je umístěn nad ní (obr. 1). Přívod primárního a sekundárního vzduchu s takovým schématem se provádí zespodu skrz dmychadlová dvířka, která jsou spojena řetězem se senzorem a regulátorem zabudovaným do „vodního pláště“ kotle. Primární vzduch je přiváděn dmychadlovou komorou a roštem v takovém množství, aby bylo zajištěno pomalé spalování tuhého paliva s uvolňováním hořlavého plynu, který je do horní komory přiváděn pomocí přirozeného tahu. Sekundární vzduch je ve spodní předehříván a do horní komory je přiváděn pomocí trubek s kalibrovanými otvory, které zajišťují proces spalování plynu.

Obr. 1 Schéma pyrolýzního kotle s přirozeným přívodem vzduchu a horním umístěním přídavného spalování

Možnost 2.

Toto schéma (obr. 2) zajišťuje umístění palivové a pyrolýzní spalovací komory nahoře a plynové spalovací komory dole. Když se takový kotel zapálí, otevře se v jeho horní části škrticí ventil a palivo začne hořet jako u běžného kotle na tuhá paliva a spaliny se vypouštějí přímo do komína. Po vznícení paliva se klapka zavře a kotel začne pracovat v režimu generování plynu: pyrolýzní plyn vstupuje do spodní komory a tam hoří, uvolňuje tepelnou energii a ohřívá chladicí kapalinu ve svém tepelném výměníku („vodní plášť“).

Obr. 2 Schéma pyrolýzního kotle s horní plnící komorou a spalováním pyrolýzy

Možnost 3.

Toto schéma pyrolýzního kotle se liší od předchozího v tom, že nakládací dveře nejsou umístěny na boku, ale nahoře. Výměník tepla je navíc doplněn trubkami, které umožňují zvýšit kontaktní plochu s horkými plyny a zvýšit účinnost přenosu tepla. Horní umístění nakládacích dveří usnadňuje proces plnění paliva. Kromě toho, pokud je to požadováno, lze takovou komoru rozšířit nahoru, čímž se zvýší objem současně naloženého paliva, a tím i doba provozu kotle.

Obr. 3 Schéma pyrolýzního kotle s nakládacími dveřmi nahoře

Možnost 4.

Toto schéma (obr. 4) se od ostatních liší jak umístěním výměníku tepla (v horní části), tak konstrukcí samotných spalovacích komor. Nakládka - vyrobena ve formě bunkru se šikmou základnou, která zajišťuje spontánní tok paliva při jeho spalování na místo primárního spalování. Dodatečné spalování je zde provedeno ve formě trubky ze žáruvzdorného materiálu a je umístěno uvnitř násypného zásobníku nad primární spalovací komorou. Aby se zvýšila jeho teplota a vytvořily se lepší podmínky pro spalování hořlavého plynu, zajišťuje tato konstrukce ohřívání stěn zvenčí částmi horkých spalin.

Obr. 4 Schéma pyrolýzního kotle umístěného v horní části výměníku tepla

Pyrolýzní kotle s nuceným oběhem vzduchu

Možnost 1.

Komora pro plnění a primární spalování paliva v tomto schématu je umístěna dole (obr. 5). Jeho základna je vyrobena ze žáruvzdorného materiálu (například: šamotové cihly) s otvory pro přívod primárního vzduchu z tryskací komory, které jsou umístěny v blízkosti zadní stěny kotle.Přívod sekundárního vzduchu pro spalování dřevoplynu se provádí pomocí ventilátoru instalovaného na přední stěně kotle nad nakládacími dveřmi.

Obr. 5 Pyrolýzní kotel s horní spalovací komorou a nuceným přívodem sekundárního vzduchu

Možnost 2.

Toto schéma (obr.6) se liší v tom, že přívod vzduchu, primárního i sekundárního, se provádí pomocí ventilátoru umístěného na přední stěně kotle nebo na komíně (odsávač kouře). Takové schéma umožňuje účinnější regulaci provozu jednotky, ale je závislé na dostupnosti elektřiny. Kromě toho je v předloženém schématu překrytí mezi komorami vyrobeno ze žáruvzdorného materiálu, ve kterém jsou kanály pro přívod sekundárního vzduchu a je umístěna tryska pro přívod pyrolýzního plynu do spodní spalovací komory.

Obr. 6 Kotel na plynový generátor se spodní spalovací komorou plynu a nuceným přívodem primárního a sekundárního vzduchu

Významné nevýhody kotlů

Pokud navštívíte jakýkoli internetový obchod s topnými jednotkami a zeptáte se, kolik stojí generátory tepla na pyrolýzu, okamžitě uvidíte jejich hlavní nevýhodu. Ne nejdražší ruský kotel "Suvorov M" K-20 (20 kW) bude stát 1320 cu. To znamená, že ATMOS DC 20 GS, identický výkon, je 2950 cu. e. Pro srovnání: cena drahého tradičního ohřívače Buderus Logano S131-22 H je 1010 $. E.

Pojďme si uvést další nevýhody zdrojů zplyňování tepla:

• 2 komory, cihlová nebo keramická podšívka plus vodní plášť ve spodní části těla - výše uvedená konstrukční řešení výrazně zvyšují hmotnost a rozměry jednotek;
• vysoké požadavky na kvalitu paliva;
• chladivo s teplotou 80 ° C se při vytápění soukromých domů používá jen zřídka, což znamená, že se neobejdete bez nákladného tepelného akumulátoru + potrubních prvků;
• keramické části obložení nevydrží věčně - tryska může prasknout v důsledku přehřátí a bude nutné ji vyměnit.

Musím říci, že pyrolýzní kotle přitahují domácí řemeslníky. Ale výroba takové jednotky vlastními rukama je velmi obtížná, potřebujete zkušenosti a investice do nákupu materiálů. Vytápění zdarma nebude možné. Mnohem snazší svařovat konvenční nebo důlní kotel.

Poznámka. Soudě podle recenzí majitelů kotlů na tematických fórech je stále možné použít surové palivové dřevo. Algoritmus je následující: jednotka je roztavena a zahřátá suchými kulatinami, poté je vyvrženo vlhké dřevo. Podíl takového paliva by však neměl překročit 30%, jinak saze a saze půjdou. Poslechněme si názor odborníka na video:

Závěry a doporučení pro výběr

V této situaci má smysl zvolit pyrolýzní kotle ze všech stávajících kotlů:

• jste ochotni platit za účinnost a ochranu životního prostředí;
• rozpočet vám umožňuje zakoupit ohřívač a akumulátor tepla požadovaného objemu;
• v kotelně je dostatek místa pro vybavení;
• je zde příležitost těžit vysoce kvalitní palivové dřevo, koupit brikety nebo vysušit čerstvě řezané dřevo.

Model generátoru tepla je vybrán z hlediska výkonu a funkčnosti. Jak si vybrat ten správný zdroj tepla pro váš domov, přečtěte si naše pokyny.

Zpočátku jsou pyrolýzní kotle pro domácnost navrženy tak, aby instalovaly akumulační nádrž a používaly dobré palivo. Jedná se o západoevropskou praxi, kdy jednotky na tuhá paliva nelze provozovat bez vyrovnávací nádrže.

Naše příjmy nejsou tak vysoké, a proto majitelé domů šetří na všem - vybavení, palivo, způsob spalování. Z toho vyplývá závěr: v současné době jsou generátory plynu neslučitelné s potřebami a náklady většiny majitelů domů, protože nebudou moci být řádně provozovány.