Oppvarming med kjele med fast drivstoff PRISANMELDING AV PELLETKJELER TOBY - monoblokkjeler på pellets WIRBEL ECO-CK110 i Solovki

Kort om pyrolyse forbrenning

Pyrolyseprosessen er den langsomme nedbrytningen av karbonbrensel, som skjer under påvirkning av høye temperaturer med oksygenmangel. Brennbar gass eller flytende drivstoff oppnås ved utgangen, avhengig av råstoff og forholdene for den kjemiske reaksjonen.

Pyrolyse varmekjeler produserer og brenner nøyaktig gass, derav det andre navnet - gassgenererende eller forgassende. Opprinnelige råvarer - tørt ved, kull, brennstoffbriketter.

Diagram over et gassgeneratoranlegg som produserer drivstoff til en forbrenningsmotor

Referanse. Et bredt utvalg av faste brensler som inneholder hydrokarbonforbindelser brukes til pyrolyseforbrenning. Et eksempel er produksjon av flytende drivstoff fra gamle bildekk eller forbrenning av avfall i industrielle gassfyrte ovner.

Hvordan trepyrolyse oppstår:

1. Et visst volum hakket tre eller sagflis lastes inn i en lukket tank (reaktor).
2. Metallkaret varmes opp fra utsiden til 500 ... 900 ° C, luft tilføres begrenset gjennom tårnene.
3. Tre smelter og nedbrytes i bestanddelene - hydrogen, metan, karbonmonoksid, vanndamp, karbondioksid. På slutten av reaksjonen forblir noe aske i bunnen.
4. Den resulterende gassblandingen avkjøles, rengjøres og pumpes deretter inn i sylindere for videre bruk.

Før du tømmer det i gassgeneratoren. Ellers vil varmeenergien brukes på fordampning av vann, pyrolysereaksjonen vil avta kraftig, og vi vil få en haug med vanndamp ved utgangen.

Merk at enhver prosess med å forbrenne fast drivstoff er ledsaget av utslipp av tregass, selv i en brann (se bildet). Pyrolyse er beskrevet mer detaljert i vår andre publikasjon.

Langbrenning av gassfyrte kjeler med fast drivstoffpyrolyse

Driften av slike kjeler er basert på drivstoffforgassning. Ovnen til en slik kjele er delt inn i to halvdeler horisontalt. Den øvre halvdelen, som også er et lastekammer for drivstoff, brenner ikke treet, men smelter. Ved å oppleve virkningene av høye temperaturer, avgir brensel forskjellige brennbare stoffer, som blir hoveddrivstoffet til kjelen og brenner i det andre kammeret nedenfor.

Det beskrevne prinsippet for drift av kjeler øker effektiviteten til slike prøver betydelig, i dette tilfellet kan vi snakke om 85 eller til og med 90%. Brenningstiden til drivstoffet øker også betydelig og når opptil 12 timer. Faktum er at prosessen med forbrenning av direkte drivstoff bare skjer i det nedre kammeret.

I det øvre lastekammeret smelter det bare ved og avgir brennbare stoffer. Deretter blandes de brennbare stoffene med luft og sendes gjennom et spesielt dyse til det andre, nedre kammeret, hvor de blir hoveddrivstoffet for en slik kjele. Under prosessen med å brenne en blanding av luft og gasser som frigjøres fra ved, er det mulig å oppnå tilstrekkelig høye temperaturer, og derfor er det nedre kammeret der forbrenningsprosessen foregår, kappe med en spesiell varmebestandig overflate.

Drivstoffet i kjelene som overveies, brenner nesten helt ut, noe som også lar oss snakke om kjelens effektivitet. I tillegg danner kjelen ikke sot og aske under drift på grunn av sine tekniske egenskaper. For at pyrolysekjelen skal kunne utføre sine funksjoner fullt ut, er det nødvendig å pumpe luft helt inn i enheten.

Kjelene det er snakk om er komplekst og kostbart utstyr. I de fleste tilfeller inkluderer utformingen av slike kjeler:

• Røykavgasser;
• Elektroniske enheter for kontroll av kjelens arbeidsprosess og effektiv kontroll over den.

En viktig forutsetning for riktig drift av pyrolysekjelen er fuktighetsnivået til drivstoffet. Fuktighetsinnholdet i treet som skal settes i en slik kjele, bør ikke overstige 25%. Praksis viser at ved lagret i en trehaug kan skilte med en slik prosentandel fuktighet bare 24 måneder etter lagringens start. Kjelen er også kresen omtrent på størrelse med drivstoff: tykkelsen på ved som forberedes for legging i en slik kjele, bør ikke være mindre enn 100 millimeter. Minimum kjeleeffekt som kan betraktes som kontrollerbar er 50%. I tilfeller der kjelens effekt faller under den angitte verdien, blir driften av enheten ustabil. Dette antyder at kjelen er godt tilpasset drift i kalde perioder av året, men den er imidlertid helt uegnet for effektiv drift i lavsesongen.

Pyrolysekjeler fra produsenter som VERNER og ATMOS har gode anmeldelser fra brukere som har studert og testet denne teknikken i løpet av praktisk bruk.

Driftsregler

For å få god varmeoverføring fra en gassgenerator med minimalt drivstofforbruk, anbefaler produsenter å følge følgende regler:

• bruk kun tørt tre, tillatt fuktighetsinnhold 12 ... 20%;
• når du installerer og rør kjelen, er det viktig å bruke en treveis blandeventil eller en kompleks Laddomat-21-enhet for å opprettholde returtemperaturen på 65 ° C;
• driftstemperaturen til oppvarmingsmiddelet ved forsyningen - 80 ... 90 ° C;
• varmegeneratoren må operere med en effekt nær det maksimale; det er umulig å betjene enheten i lang tid i modus med lav produktivitet (mindre enn 50%);
• det er veldig tilrådelig å drukne med store tømmerstokker, men ikke runde tømmerstokker;
• sammen med pyrolysekjeler anbefales det sterkt å bruke en buffertank som vil akkumulere overflødig termisk energi;
• Kravet til minimumsvolumet til varmeakkumulatoren er 25 liter for hver kilowatt varmekraft.

Forklaring. Hvis et kaldt kjølevæske med en temperatur under 65 grader går inn i kjeltanken, vil det dannes kondensat og tjære i løpet av drivstoffforgassning. Les mer om riktig rørledning i en egen håndbok for tilkobling av TT-kjeler.

Varmemedietilførselen til kjelen må reguleres av en treveisventil. Etter buffertanken er en annen miksenhet installert for å senke vanntemperaturen
Bruken av en buffertank skyldes kjelens effektive driftsmodus - intensiv forbrenning, utløpstemperatur 80 ... 90 grader Det er under slike forhold at man oppnår en høy effektivitet på 86–87%. Det er umulig å "kvele" varmegeneratoren gjennom luften, forbrenningseffektiviteten vil reduseres til 40-50%, som i en hjemmelaget komfyr.

Prinsippet om drift av en langbrenning av kjele med fast drivstoff.

Vanligvis fungerer disse kjelene med fast brensel på prinsippet om "topp forbrenning". Hvordan fungerer en langbrenningskjele? Før oksygen kommer direkte inn i ovnen, der forbrenningen foregår, varmes den opp. Den varmes opp for å til slutt redusere mengden forbrenningsavfall: sot, aske. Oksygen tilføres ikke fra bunn til topp, men fra topp til bunn. Dermed brenner bare det øverste laget med fast drivstoff som er lagret i brannkammeret. På grunn av at luften kommer inn ovenfra, trenger den ikke nedover og forbrenningsprosessen er umulig der. Bare det øverste laget med drivstoff brenner. Når det øverste laget brenner ut, blir matet til det nederste laget slått på. Så gradvis, etter hvert som forbrenningen utvikler seg, tilføres luften lavere og lavere. Takket være denne tilnærmingen brenner det øverste laget med drivstoff alltid, og det nedenfor forblir intakt til det kommer til sin tur.Dette gir svært økonomisk forbruk av drivstoff og kontroll av forbrenningsprosessen. Det er med denne teknologien fast bensin brenner veldig lenge.

Slike kjeler er ikke bare økonomiske, men også miljøvennlige. Selvfølgelig, forutsatt at brannsikre bygningsmaterialer brukes, noe som ikke bare vil sikre maksimal effektivitet til kjelen, isolerende varme, men også beskytte mot mulige branner.

Du kan tydelig forstå hvordan pyrolysekjelen fungerer fra denne videoen:

De virkelige fordelene med pyrolyseovner

La oss liste opp fordelene med forgassende kjeler som er erklært av selgere, og så vil vi luke ut ærlige historier:

• pyrolyse varmekilder er fullverdige gassgeneratorer som avgir brennbar syntesegass;
• enhetene er veldig økonomiske og miljøvennlige på grunn av deres høye effektivitet;
• kjeler brenner helt kull og ved, praktisk talt uten rester;
• forbrenningstid - over 10 timer (den mest beskjedne figuren er 8 timer).

Merk. Annonsører og ikke for pliktoppfyllende produsenter sammenligner alltid gassgenererende enheter med konvensjonelle direkte forbrenningskjeler, og glemmer "like effektive pelletsvarmer. Men selv denne sammenligningen er ikke veldig vinnende.

Den første uttalelsen er for fet. La oss huske: intens pyrolyse starter fra sterk oppvarming og mangel på oksygen, men hva skjer i kjelen? Viften blåser luft i brannkammeret i overkant, det er ingen ulming. Syntesegass frigjøres selvfølgelig, men direkte forbrenning er også til stede.

Til venstre er det en flammelampe i etterbrennerkammeret under kjeledrift, til høyre er det en brannrørsvarmeveksler (ovenfra)

La oss ta en titt på resten av fordelene:

1. Uttalelsen om økonomi og miljøvennlighet er ikke et eventyr. På grunn av den anstendige effektiviteten, assimilerer kjelen bedre energien til drivstoffet og avgir mye mindre giftige forbindelser - nitrogenoksid og karbonmonoksid - i atmosfæren. På betingelse 1: anbefalingene om driftsmodus og fuktighetsinnholdet i ved er fulgt.
2. Årsakene til en mer fullstendig forbrenning er tørt treverk og tvungen luftinjeksjon. Hvis du legger sagflisbriketter eller tørr akasie i en tradisjonell turboladet kjele, vil også askeresten være null. Mye lett aske blåses rett og slett ut av en vifte i skorsteinen. Dette betyr at dette faktum ikke er en fordel.
3. Forbrenningens varighet avhenger av to faktorer: drivstoffroms effektivitet og kapasitet. Når det gjelder effektivitet, mister kjeler med fast drivstoff 10% pyrolysekjeler, dette er en liten økning i driftstiden. Hovedfaktoren er forbrenningskammerets volum. Hvis det når 80 liter eller mer, vil ved brenne ut på 6-8 timer.

Referanse. Den tsjekkiske produsenten Atmos beskriver fordelene med varmegeneratorene (bokstavelig talt): en stor drivstoffbunker - lang forbrenningstid. Derav konklusjonen: utsagnet om varigheten av arbeidet er sant, bare årsaken er forskjellig - ovnens kapasitet, og ikke det faktum å generere tregass.

Mange fabler blir også fortalt om den økonomiske modusen for ulming, som ganske enkelt er fraværende i pyrolyseenheter. Det er skrevet i bruksanvisningen "Atmos DC15E" - en reduksjon i flammeintensitet fører til en reduksjon i effektiviteten og en økning i drivstofforbruket.

Den nyeste varmegeneratoren "Atmos" av pyrolysetype på utstillingen "Aquatherm-2019"

Flere ordninger av pyrolysekjelenheten

Før du fortsetter med produksjonen av en gassgenererende kjele med egne hender, må du gjøre deg kjent med de mulige alternativene for enheten. Slike enheter kan ha en annen designløsning. Men i praksis er deres driftsprinsipp det samme: de har to forbrenningskamre. Den første av dem tjener som regel for fylling av drivstoff og pyrolyseforbrenning, og den andre for forbrenning av brennbar gass som frigjøres under pyrolyse.Avhengig av kjelens utforming, kan de ha forskjellige former, størrelser og ta forskjellige posisjoner i forhold til hverandre.

I tillegg kan forskjellige modeller av pyrolysekjeler variere når det gjelder tilførsel av primær og sekundær luft: den kan være naturlig eller tvunget, ved hjelp av en vifte. Nedenfor vurderes de vanligste ordningene for enheten til slike kjeler, som kan brukes når du bygger dem med egne hender.

Pyrolysekjeler med naturlig lufttilførsel

Valg 1.

Kammeret for lasting og pyrolyse forbrenning er plassert under, og pyrolysegass etterbrenneren er plassert over den (fig. 1). Tilførselen av primær- og sekundærluft med en slik ordning utføres nedenfra, gjennom blåserdøren, som er forbundet med en kjede med en sensorregulator innebygd i "vannkappen" til kjelen. Primærluft tilføres gjennom viftekammeret og risten i en slik mengde at det sikres langsom forbrenning av fast drivstoff ved frigjøring av brennbar gass, som mates inn i det øvre kammeret ved hjelp av naturlig trekk. Sekundær luft forvarmes i den nedre og tilføres det øvre kammeret ved hjelp av rør med kalibrerte hull for å sikre gassforbrenningsprosessen.

Fig. 1 Diagram over en pyrolysekjele med naturlig lufttilførsel og en øvre plassering av etterbrenneren

Alternativ 2.

Dette skjemaet (fig. 2) gir plassering av forbrenningskammeret for drivstoffbelastning og pyrolyse øverst, og gassforbrenningskammeret nederst. Når en slik kjele tennes, åpnes gassventilen i sin øvre del og drivstoffet begynner å brenne som i en vanlig kjele med fast drivstoff, og røykgassene slippes ut direkte i skorsteinen. Etter at drivstoffet tennes, lukkes spjeldet og kjelen begynner å fungere i gassgenereringsmodus: pyrolysegass kommer inn i det nedre kammeret og brenner seg der, frigjør termisk energi og varmer kjølevæsken i varmeveksleren ("vannkappe").

Fig. 2 Diagram over en pyrolysekjele med øvre lastekammer og pyrolyseforbrenning

Alternativ 3.

Denne ordningen med pyrolysekjelen skiller seg fra den forrige ved at lastedøren ikke er plassert på siden, men på toppen. I tillegg suppleres varmeveksleren med rør som gjør det mulig å øke kontaktområdet med varme gasser og øke effektiviteten til varmeoverføring. Den øvre plasseringen av lastedøren gjør prosessen med å laste drivstoff mer praktisk. I tillegg, hvis ønskelig, kan et slikt kammer utvides oppover og derved øke volumet av samtidig ladet drivstoff, og dermed varigheten av kjeledriften.

Fig. 3 Diagram over en pyrolysekjele med lastedør på toppen

Alternativ 4.

Denne ordningen (figur 4) skiller seg fra andre både på plasseringen av varmeveksleren (i den øvre delen) og i utformingen av selve forbrenningskamrene. Lasting - laget i form av en bunker med en skrå bunn, som sørger for spontan flyt av drivstoff når det brenner ut, til stedet for primær forbrenning. Etterbrenningen her er laget i form av et rør laget av ildfast materiale og er plassert inne i tilførselsbeholderen, over det primære forbrenningskammeret. For å øke temperaturen i den og skape bedre forhold for forbrenning av brennbar gass, sørger denne utformingen for å varme opp veggene fra utsiden med en del av de varme røykgassene.

Fig. 4 Diagram over en pyrolysekjele plassert på toppen av varmeveksleren

Tvungen luftpyrolysekjeler

Valg 1.

Kammeret for lasting og primær forbrenning av drivstoff i dette skjemaet er plassert i bunnen (figur 5). Basen er laget av ildfast materiale (for eksempel murstein) med åpninger for tilførsel av primærluft fra sprengkammeret, som ligger i nærheten av kjelens bakvegg.Tilførselen av sekundærluft for forbrenning av tregass foregår ved hjelp av en vifte installert på kjelens frontvegg, over lastedøren.

Fig. 5 Pyrolysekjele med øvre forbrenningskammer og tvungen tilførsel av sekundærluft

Alternativ 2.

Denne ordningen (fig. 6) skiller seg ut ved at tilførsel av luft, både primær og sekundær, utføres ved hjelp av en vifte som er plassert på kjelens frontvegg eller på skorsteinen (røykavtrekker). En slik ordning tillater mer effektiv regulering av enhetens drift, men den er avhengig av tilgjengeligheten av elektrisitet. I tillegg er overlappingen mellom kamrene i det presenterte skjemaet laget av ildfast materiale, der det er kanaler for tilførsel av sekundærluft og en dyse for tilførsel av pyrolysegass til det nedre forbrenningskammeret.

Fig. 6 Gassgeneratorkjele med lavere gassforbrenningskammer og tvungen tilførsel av primær og sekundær luft

Betydelige ulemper med kjeler

Hvis du besøker en nettbutikk med varmeenheter og spør hvor mye pyrolyse varmegeneratorer koster, vil du umiddelbart se deres største ulempe. Ikke den dyreste russiske kjelen "Suvorov M" K-20 (20 kW) vil koste 1320 cu. Det vil si, og ATMOS DC 20 GS, identisk i kraft, er 2950 cu. e. Til sammenligning: Prisen på en dyr tradisjonell varmeapparat Buderus Logano S131-22 H er $ 1010. e.

La oss angi andre ulemper ved forgassende varmekilder:

• 2 kamre, murstein eller keramisk fôr pluss en vannkappe i nedre del av kroppen - de ovennevnte designløsningene øker enhetens vekt og dimensjoner betydelig;
• høye krav til drivstoffkvalitet;
• et kjølevæske med en temperatur på 80 ° C brukes sjelden ved oppvarming av private hus, noe som betyr at du ikke kan klare deg uten en kostbar varmeakkumulator + rørelementer;
• keramiske deler av foringen varer ikke evig - dysen kan sprekke av overoppheting og må byttes ut.

Jeg må si at pyrolysekjeler tiltrekker hjemmearbeidere. Men å lage en slik enhet med egne hender er veldig vanskelig, du trenger erfaring og investering i kjøp av materialer. Det vil ikke være mulig å lage en varmeapparat gratis. Mye lettere å sveise en konvensjonell eller gruvekjele.

Merk. Bedømt av anmeldelser fra eierne av kjelene på temaforumene, er det fortsatt mulig å bruke rå ved. Algoritmen er som følger: enheten smeltes og varmes opp med tørre tømmerstokker, deretter kastes fuktig tre opp. Men andelen av slikt drivstoff bør ikke overstige 30%, ellers vil sot og sot gå. La oss høre ekspertens mening om videoen:

Konklusjoner og anbefalinger for valg

Det er fornuftig å velge pyrolysekjeler fra alle eksisterende kjeler i denne situasjonen:

• du er villig til å betale for effektivitet og miljøvern;
• budsjettet lar deg kjøpe en varmeapparat og varmeakkumulator med ønsket volum;
• det er nok plass til utstyr i fyrrommet;
• det er en mulighet til å høste ved av høy kvalitet, kjøpe briketter eller tørke nykuttet tre.

Varmegeneratormodellen er valgt med tanke på kraft og funksjonalitet. Hvordan velge riktig vedfyrt varmekilde for ditt hjem, les instruksjonene våre.

Opprinnelig er pyrolyse husholdningskjeler designet for å installere en lagertank og bruke godt drivstoff. Dette er en vesteuropeisk praksis der enheter med fast drivstoff ikke kan brukes uten buffertank.

Inntektene våre er ikke så høye, og det er grunnen til at huseiere sparer på alt - utstyr, drivstoff, forbrenningsmetode. Derav konklusjonen: for øyeblikket er gassgeneratorer uforenlige med behovene og kostnadene til de fleste huseiere, fordi de ikke vil kunne drives riktig.