Cazane de încălzire prin piroliză: principiu de funcționare și tipuri de cazane cu ardere lungă

Trec anii, știința și tehnologia avansează, iar combustibilii solizi rămân în continuare la cerere.Arderea lemnului într-o sobă tradițională sau o sobă cu burtă nu este foarte eficientă, dar cazanele de încălzire prin piroliză au schimbat situația - unitățile se caracterizează prin eficiență ridicată și funcționare relativ simplă.

De acord, acestea sunt argumente destul de importante atunci când se amenajează încălzirea autonomă. Dacă sunteți în căutarea unui cazan eficient pentru casa dvs., atunci ar trebui să aruncați o privire mai atentă la cazanele cu piroliză.

Vă vom spune cum sunt proiectate și funcționează unitățile cu ardere lungă, care sunt caracteristicile lor tehnice și operaționale și, de asemenea, vă vom oferi o privire de ansamblu asupra celor mai apreciate modele de la producătorii interni și străini.

Ce este piroliza

Lemnul de foc este probabil primul combustibil din istoria omenirii. Aproape toată lumea știe cât de repede ard în aer liber și că nu se eliberează multă căldură. Dar situația se schimbă radical dacă se creează condiții diferite pentru procesul de ardere.

Așa-numita ardere prin piroliză se realizează în camere închise. Acolo se incarca lemn de foc sau alt combustibil solid de tip similar: peleti, rumegus, deseuri de lemn etc.

Combustibilul este aprins și apoi cantitatea de aer care intră în cameră este redusă.

După cum se știe, în timpul arderii au loc procese oxidative, dintre care unul dintre principalii participanți este oxigenul conținut în aer. Dacă există puțin oxigen, reacția încetinește și lemnul arde încet; de fapt, în astfel de condiții, pur și simplu mocnește. Aceasta eliberează o anumită cantitate de energie termică, cenușă și gaz inflamabil.

Procesul de piroliză nu se termină aici.Gazul obtinut prin arderea combustibilului primar se amesteca cu masele de aer si de asemenea arde. Ca rezultat, eliberează mult mai multă energie termică decât atunci când funcționează generatoare de căldură standard.

Prin urmare, cazanele cu piroliză demonstrează o eficiență foarte decentă în comparație cu puritatea lor „frații” de combustibil solidși oferă, de asemenea, adesea o oportunitate de a economisi semnificativ costurile de încălzire.

Avantajul echipamentului de încălzire de acest tip este că principiul funcționării și proiectării sale este relativ simplu. Cantitatea de aer care intră în camerele de ardere este controlată de un amortizor mecanic convențional. Designul simplu asigură fiabilitatea dispozitivului; defecțiunile cazanelor cu piroliză nu sunt frecvente.

Această diagramă demonstrează în mod clar toate etapele procesului de ardere prin piroliză. Temperatura din interiorul dispozitivului poate ajunge la 1200°C (+)

Un alt „plus” al cazanelor cu piroliză este o perioadă lungă de ardere. Încărcarea completă a dispozitivului cu combustibil vă permite să nu interferați cu procesul timp de câteva ore, uneori mai mult de o zi, de exemplu. nu este nevoie să adăugați în mod constant lemne la focar, așa cum se întâmplă cu arderea deschisă.

Desigur, acest lucru nu înseamnă că cazanul de piroliză poate fi lăsat nesupravegheat. Ca și în cazul altor echipamente de încălzire, există reguli stricte de siguranță.

Merită să ne amintim că un cazan de piroliză nu este omnivor - conținutul de umiditate a combustibilului ar trebui să fie scăzut. În caz contrar, o parte din prețioasa energie termică va fi cheltuită nu pentru încălzirea lichidului de răcire, ci pentru uscarea combustibilului.

Cazanele cu ardere prin piroliză, în special cele din fontă, au o greutate fizică semnificativă, deci sunt întotdeauna reprezentate doar de modele pe podea.

Când se implementează arderea prin piroliză, combustibilul arde aproape complet; dispozitivul va trebui curățat mult mai rar decât atunci când funcționează un cazan tradițional cu combustibil solid. Cenușa fină obținută după curățare este folosită ca îngrășământ. Arderea combustibilului în astfel de cazane are loc de sus în jos.

Prin urmare, posibilitățile de circulație naturală a aerului în focar sunt considerabil limitate. Utilizarea injecției forțate de aer folosind un ventilator îmbunătățește semnificativ eficiența dispozitivului, dar în același timp face ca cazanul să fie dependent de energie, deoarece ventilatorul necesită energie electrică pentru a funcționa.

Proiectarea și funcționarea unui cazan de piroliză

Focarul cazanului de piroliză este împărțit în două secțiuni. În primul se arde lemn de foc, iar în al doilea se realizează arderea secundară a unui amestec de gaze de piroliză și aer. Prima cameră este separată de a doua printr-un grătar, pe care este plasat combustibilul.

Aerul este de obicei forțat de un mic ventilator. Deși la modelele mici uneori se folosește un extractor de fum pentru a crea curent.

Această diagramă arată structura unui cazan de piroliză cu ardere inferioară. Lemnul de foc arde lent, cu puțin oxigen și eliberează gaz inflamabil (+)

Prezența ventilației forțate poate fi considerată principala diferență între un cazan cu piroliză și un model clasic cu combustibil solid. Corpul dispozitivului este format din două părți introduse una în cealaltă. Spațiul dintre pereți este umplut cu un lichid de răcire, al cărui rol este în mod tradițional jucat de apă.

În primul rând, combustibilul este încărcat în primul compartiment al cuptorului cazanului de piroliză, apoi ventilatorul este pornit și combustibilul este aprins.Gazele inflamabile rezultate se deplasează în al doilea compartiment, se amestecă cu aer și ard.

Temperatura de ardere poate ajunge la 1200°C. Apa din schimbatorul de caldura extern este incalzita si circulata prin sistemul de incalzire al casei. Resturile de produse de ardere sunt îndepărtate prin coș.

Dispozitivelor care folosesc principiul arderii prin piroliză li se poate reproșa un preț relativ ridicat. Un cazan convențional cu combustibil solid costă mult mai puțin. Dar la cazanele cu ardere lungă lemnele arde aproape complet, ceea ce nu se poate spune despre un cazan clasic.

Lemnul de foc pentru un cazan de piroliză are anumite cerințe în ceea ce privește dimensiunea și umiditatea. Informații detaliate pot fi găsite în instrucțiunile producătorului

Atunci când alegeți un cazan cu piroliză, trebuie să vă amintiți că modelele ieftine de putere redusă sunt de obicei concepute numai pentru lemn de foc. Modificările scumpe pot funcționa pe diferite tipuri de combustibil.

Mai mult, va trebui să încărcați combustibil în dispozitiv la maximum; reducerea sarcinii duce la formarea crescută de cenușă și funingine și, de asemenea, afectează negativ funcționarea unității în ansamblu.

Cazane cu ardere de top

Una dintre opțiunile pentru un dispozitiv de piroliză este un cazan superior cu ardere. Principiul de funcționare al acestor două unități este foarte asemănător.

În același mod, o cantitate mare de combustibil solid cu umiditate scăzută este încărcată în focar, aerul este forțat și combustibilul este lăsat să mocnească cu o cantitate redusă de oxigen. Supapa care reglează debitul de oxigen este instalată în poziția dorită.

Schema unui cazan cu ardere superioară. Focarul unui astfel de cazan are un fund solid, particulele de produse de ardere sunt îndepărtate prin coș (+)

Dar cazanele cu ardere lungă nu au nici cenuşă, nici grătar.Partea de jos este o placă metalică goală. Astfel de cazane sunt proiectate astfel încât lemnul să ardă complet, iar cantitatea mică de cenușă rămasă în focar să fie suflată cu aer.

Astfel de dispozitive se caracterizează prin eficiență ridicată și funcționează, de asemenea, la temperaturi peste 1000°C.

Caracteristica principală a unor astfel de dispozitive este că oferă cu adevărat o durată de viață lungă atunci când sunt complet încărcate. Camera de combustibil din astfel de dispozitive este de obicei realizată sub formă de cilindru.

Combustibilul este încărcat în el de sus, iar aerul necesar arderii este pompat de sus, în centru.

În cazanele cu ardere superioară, dispozitivul de injecție a aerului este un element mobil care se mișcă în jos pe măsură ce lemnul arde.

Acest lucru asigură mocnirea lentă a stratului superior de combustibil. Combustibilul arde treptat, nivelul său în focar scade. În același timp, poziția dispozitivului de alimentare cu aer a focarului se schimbă; acest element în astfel de modele este mobil și se află practic pe stratul superior de lemn de foc.

A doua etapă de ardere are loc în partea superioară a focarului, care este separată de compartimentul inferior printr-un disc metalic gros. Gazele fierbinți de piroliză formate ca urmare a arderii combustibilului de dedesubt se extind și se deplasează în sus.

Aici se amestecă cu aerul și ard, transferând suplimentar o parte semnificativă a energiei termice către schimbătorul de căldură.

Grinda care ține discul care împarte camera de ardere în două părți, la fel ca acest disc în sine, este expus constant la temperaturi ridicate în timpul funcționării cazanului cu ardere superior. În timp, aceste elemente se ard și vor trebui înlocuite periodic.

Un regulator de tiraj este de obicei instalat la ieșirea celei de-a doua părți a camerei de combustibil.Acesta este un dispozitiv automat care determină temperatura lichidului de răcire și, în funcție de datele primite, reglează intensitatea mișcării gazului combustibil. Protejează dispozitivul de o posibilă supraîncălzire.

Este de remarcat faptul că schimbătorul de căldură extern din astfel de cazane reacționează la modificările vitezei de circulație a lichidului în schimbătorul de căldură, adică. la fluctuaţiile de temperatură. Pe suprafața aparatului se formează imediat un strat de condens, care provoacă coroziune, mai ales când vine vorba de cazane din oțel.

Este de preferat sa luati un aparat din fonta, care rezista mult mai bine la asemenea efecte.

Deși combustibilul din cazanele cu piroliză cu ardere lungă ar trebui să ardă fără reziduuri, în practică nu este întotdeauna cazul. Uneori, cenușa se prăjește, formând particule care sunt greu de îndepărtat cu un curent de aer.

Dacă o cantitate mare de astfel de reziduuri se acumulează în focar, se poate observa o scădere vizibilă a producției de căldură a unității. Prin urmare, cazanul cu ardere superioară trebuie curățat în continuare periodic.

Particularitatea dispozitivelor de acest tip este că, pe măsură ce combustibilul arde, acesta poate fi reîncărcat fără a aștepta ca întreaga sarcină de combustibil să ardă. Acest lucru este convenabil atunci când trebuie să scăpați de deșeurile menajere inflamabile.

Există, de asemenea, varietăți de cazane de top care funcționează nu numai cu combustibil lemnos, ci și pe cărbune. Nu există unități complexe de control automat în cazanele de piroliză de acest tip, așa că defecțiunile grave sunt extrem de rare.

Designul cazanului cu ardere superioară permite încărcarea focarului doar parțial, dacă este necesar. Cu toate acestea, în acest caz, aprinderea stratului superior de combustibil poate să nu fie ușoară.Combustibilul în sine trebuie să fie uscat; lemnul de foc dintr-o grămadă de lemne deschisă nu este potrivit pentru un astfel de cazan.

Combustibilul din fracții mari nu ar trebui, de asemenea, să fie utilizat pentru acest tip de echipamente, de exemplu. Lemnul va trebui tăiat în bucăți mici.

Caracteristici de funcționare a cazanelor generatoare de gaz

Eficiența de funcționare a unui cazan cu piroliză depinde în mare măsură de tipul și calitatea combustibilului. Din punct de vedere tehnic, nu numai lemnul, ci și cărbunele și chiar turba pot fi încărcate în focar; majoritatea modelelor moderne de cazane sunt concepute pentru a utiliza mai multe tipuri de combustibil.

Lemnul arde in aproximativ 5-6 ore, in functie de tip. Cu cât lemnul este mai dur, cu atât arde mai mult.

Modelele moderne de cazane cu ardere cu piroliză pot funcționa cu diverse tipuri de combustibil lemnos: lemn de foc, brichete, peleți, cărbune, turbă etc.

Va dura aproximativ zece ore pentru a arde cărbune negru, iar aceeași cantitate de cărbune brun va mocni timp de opt ore. În practică, tehnologia de piroliză demonstrează cel mai mare transfer de căldură atunci când este încărcată cu lemn uscat. Lemnul de foc cu un conținut de umiditate de cel mult 20% și o lungime de aproximativ 45-65 cm este considerat optim.

Dacă accesul la un astfel de combustibil nu este disponibil, puteți folosi cărbune sau alt combustibil organic: special brichete de rumeguș și peleți de lemn, deșeuri obținute din prelucrarea lemnului, turbă, materiale care conțin celuloză etc.

Înainte de a începe să utilizați cazanul, ar trebui să studiați cu atenție recomandările producătorului dispozitivului cu privire la combustibil.

În cazanele cu ardere cu piroliză, alimentarea cu aer este reglată de supape mecanice convenționale. Absența unei electronice complexe asigură o toleranță ridicată la erori a dispozitivului

Combustibilul prea umed în astfel de dispozitive este inacceptabil.Când arde în focar, se formează vapori de apă suplimentari, care contribuie la formarea unor produse secundare precum gudronul și funinginea.

Pereții cazanului se murdăresc, transferul de căldură scade și, în timp, centrala poate chiar să nu mai funcționeze și să se stingă.

Dacă utilizați lemn cu umiditate prea mare pentru un cazan cu ardere cu piroliză, în interiorul dispozitivului vor apărea condiții pentru formarea gudronului, care va înrăutăți transferul de căldură al dispozitivului și poate duce la defecțiuni.

Dacă în focar este introdus combustibil uscat și cazanul este configurat corect, gazul de piroliză produs în urma funcționării dispozitivului va produce o flacără galben-albă. O astfel de ardere este însoțită de o eliberare nesemnificativă de produse secundare ale arderii combustibilului.

Dacă culoarea flăcării este diferită, este logic să verificați calitatea combustibilului, precum și setările dispozitivului.

Gazele de piroliză amestecate cu aerul ard cu o flacără uniformă de culoare galben-albă. Dacă culoarea flăcării s-a schimbat, poate fi necesar să verificați setările cazanului sau calitatea combustibilului

Spre deosebire de dispozitivele convenționale cu combustibil solid, înainte de încărcarea lemnului de foc în cazanele de piroliză care funcționează cu combustibil solid, focarul trebuie preîncălzit.

Pentru a face acest lucru, efectuați următorii pași:

1. Încărcați lemn de foc mic (hârtie, așchii de lemn etc.) pe partea de jos a focarului.
2. I-au dat foc folosind o torță din materiale similare.
3. Închideți ușa camerei de ardere.
4. Ușa camerei de încărcare este lăsată ușor deschisă.
5. Adăugați porții de aprindere pe măsură ce se arde.
6. Procesul se repetă până când în partea de jos se formează un strat de cărbuni mocniți.

În acest moment, focarul s-a încălzit deja până la aproximativ 500-800°C, creând condiții pentru încărcarea combustibilului principal. Nu folosiți benzină, kerosen sau alte substanțe lichide similare pentru a aprinde focul.Înainte de a încălzi cuptorul unui cazan cu ardere lungă, trebuie să vă asigurați că dispozitivul este gata de utilizare.

O trăsătură caracteristică a cazanelor cu ardere cu piroliză este o cantitate mică de cenușă și cenușă, care facilitează procesul de curățare a dispozitivului și întreținerea acestuia.

Pentru a face acest lucru, verificați prezența curentului de aer, etanșeitatea ușilor, funcționalitatea mecanismelor de blocare și a echipamentelor de control, prezența lichid de răcire în sistemul de încălzire și așa mai departe.

Apoi ar trebui să porniți termostatul pentru a vă asigura că dispozitivul este alimentat cu tensiune. După aceasta, deschideți clapeta de tiraj direct și ventilați cazanul timp de 5-10 minute.

Revizuirea modelelor populare

Trebuie înțeles că orice cazan de piroliză este o unitate destul de grea care nu este destinată agățarii pe perete. Astfel de dispozitive pot fi folosite atât pentru încălzirea unei case mici, cât și pentru căsuțe spațioase. Ca și alte unități de încălzire, cazane cu ardere lungă variază în putere.

Atunci când alegeți un cazan cu ardere cu piroliză, ar trebui să vă concentrați pe indicatori precum puterea termică a dispozitivului, dimensiunea camerei de încărcare, prezența unui circuit secundar etc.

Cumpărătorii se concentrează de obicei pe acest indicator.

Printre modelele populare de astfel de echipamente ar trebui să menționăm:

• Atmos (Ucraina) - sunt reprezentate de aparate care pot functiona atat pe lemn, cat si pe carbune, puterea variaza de la 14 la 75 kilowati.
• Atac (Slovacia) - capabil să încălzească zone de până la 950 mp. m, unele modele pot continua să funcționeze chiar și în timpul întreruperilor de curent.
• Bosch (Germania) - produse de înaltă calitate de la un brand cunoscut, puterea variază între 21-38 kilowați.
• Buderus (Germania) reprezentată de conducători Elektromet Și Logano, prima este binecunoscută în Europa ca o versiune clasică a unui cazan de piroliză, a doua este versiuni mai moderne destinate locuințelor private.
• Gefest (Ucraina) - dispozitive de mare putere cu eficiență de până la 95%.
• KT-2E (Rusia) este special conceput pentru spații rezidențiale mari, puterea unității este de 95 kilowați.
• Opop (Republica Cehă) - cazane relativ ieftine, fiabile și durabile, putere 25-45 kilowați.
• Stropuva (fabricate în Lituania sau Ucraina) cu o putere de șapte kilowați sau mai mult sunt destul de potrivite pentru o casă mică, dar gama de modele include și dispozitive mai puternice.
• Viessmann (Germania) - o alegere ideală pentru gospodăriile private, puterea începe de la 12 kilowați, utilizarea tehnologiilor moderne vă permite să economisiți combustibil.
• "Buran" (Ucraina) cu o putere de până la 40 de kilowați este o altă opțiune populară pentru proprietarii de cabane mari.
• "logica" (Polonia) dispozitivele de mare putere de 20 de kilowați încălzesc cu ușurință încăperi de până la 2 mii de metri pătrați. m, este mai degrabă un cazan pentru nevoi industriale: ateliere de încălzire, birouri, sere etc.

Atunci când alegeți un cazan cu piroliză pentru o locuință privată, ar trebui să acordați atenție modelelor cu două circuite, pentru a nu numai încălzirea locuinței, ci și pentru a-i asigura o alimentare autonomă cu apă caldă.

Schimbătorul de căldură pentru alimentarea cu apă caldă poate fi de tip stocare sau debit. Pentru cea din urmă opțiune se folosesc modele de cazane cu putere termică crescută.

Dacă doriți să economisiți bani, puteți încerca să faceți un cazan de piroliză cu propriile mâini. Tehnologia sa de asamblare este descrisă în Acest articol.

Concluzii și video util pe această temă

Acest videoclip arată clar principiul de funcționare al unui cazan de piroliză:

O prezentare detaliată a funcționării unui cazan cu ardere superioară poate fi găsită aici:

Cazanele cu piroliză nu sunt ieftine, dar merită pe deplin investiția în achiziția lor. Când sunt instalate și întreținute în mod corespunzător, astfel de dispozitive vor oferi locuinței dumneavoastră căldură stabilă și ieftină.

Cauți un cazan cu piroliză pentru încălzirea casei tale? Sau ai experienta in operarea unor astfel de unitati? Vă rugăm să lăsați comentarii la articol și să vă împărtășiți impresiile despre utilizarea cazanelor cu piroliză. Formularul de feedback este situat în blocul inferior.