Принцип рада пиролизних котлова на чврсто гориво

Принцип рада пиролизног котла

Пиролиза је процес са снажном егзотермом, у коме се сложена органска материја (у нашем случају угаљ, дрво, тресет, биогориво у облику пелета и др.) разлаже у једноставнији састав – чврсту, течну и гасовиту фазу. За процес распадања потребно је обезбедити температуру и ограничити довод кисеоника, који се врши у котлу на гас. За пуњење у пећни део котла потребно је гориво које има карактеристике које испуњавају препоруке произвођача, иначе очекивани ефекат неће бити. Сагоревање се јавља на високим температурама, али истовремено са недостатком кисеоника. Дрво или угаљ у таквим условима не сагоревају пламеном, већ се синтерују пиролизним разлагањем, уз ослобађање енергије много веће него при конвенционалном сагоревању на ваздуху. Главни производи су чврсте и испарљиве фракције (гас из коксних пећи).

Јединица има две коморе, горња комора служи за спровођење егзотермне реакције пиролизе горива на температури од 300⁰С до 800⁰С. Коморе су конструктивно независне и одвојене су решеткама и регулаторима - засуновима. Горња комора за гасификацију, у коју се убацује гориво, је заптивена и у њој недостаје кисеоник. На решетки је чврсто гориво, ствара препреку за одвођење топлоте, доле у ​​другу комору пролази само ваздух, а струјање му је слабо. Резултат је спор процес тињања и распадања, односно пиролизе. А резултат пиролизе је угаљ и пиролиза, односно гасови коксних пећи, ЦО и, у малом делу, угљен-диоксид.

Мешавина пиролизног гаса и ваздуха се такође шаље у доњи део коморе за сагоревање, где су температуре много веће - до 1200⁰С, а при сагоревању ослобађа топлоту која је неупоредива по количини са преносом топлоте од сагоревања чврстог горива. у ваздуху. Доњи одељак друге коморе за сагоревање није ништа друго до уређај типа млазница од керамике отпорне на топлоту или шамотне цигле. Аеродинамика у таквом ложишту даје велики отпор, па се промаја форсира, укључивањем димовода. Топлота од сагоревања гаса се користи за ефикасно загревање стамбеног простора. У ствари, котлови за пиролизу не раде на дрва или угаљ, већ на гас који се емитује. Процесе сагоревања гаса је лакше контролисати, па је аутоматизација јединица за производњу гаса савршенија.

Чврста фаза гори веома споро, уз стално ослобађање топлотне енергије. Сагорева и испарљиви коксни гас, а пренос топлоте из овог процеса је нешто већи него при сагоревању чврсте фракције. Ефикасност од употребе огревног дрвета и угља значајно се повећава.

Јединица за производњу гаса, уз сву једноставност свог дизајна, може се упоредити са кућним лабораторијским комплексом који извлачи гас из огревног дрвета, брикета тресета, угља и других горива за накнадно сагоревање са много већим преносом топлоте.

Шема јединице за пиролизу сматра се једноставном, што привлачи домаће мајсторе. За изградњу котла није потребна посебна опрема, главни услови су тело са потребним параметрима, обезбеђивање непропусности у комори за сагоревање и стриктно дозирање улазног ваздуха.

Појавом пиролизних котлова, класични котлови на дрва су почели да се сматрају застарелим, упркос њиховим ценама - упола нижим од пиролизних котлова сличне снаге. Једно пуњење огревног дрвета у јединицу за пиролизу даје време сагоревања и снабдевање топлотом много пута веће него за конвенционални котао на чврсто гориво. Нове јединице се исплате за кратко време. Двоструки котлови пружају још већу уштеду, јер је топла вода, за разлику од грејања, потребна за становање не сезонски, већ током целе године. Такође се зове такав плус као могућност коришћења влажног материјала за ложиште (до 40-50% влаге). Али сушено огревно дрво је ефикасније и економичније. Котлови на пиролизу на дрва су стекли признање, између осталог, и по томе што је у многим крајевима и насељима суви дрвени материјал јефтин, а често и бесплатан. Сушење влажног дрвета током летње сезоне такође није проблем, а потрошња за котао за пиролизу је веома економична.

Карактеристике пиролизних котлова

Традиционални котлови на дрва су досадни јер захтевају стални надзор.То јест, свака 2-3 сата треба да стављају све више и више порција горива у њих, иначе ће цеви у кући постати хладне. Посебно је тешко ноћу, када уместо мирног сна укућане заболи глава у виду расхладног грејања. С једне стране, спавање на хладном месту је добро за ваше здравље. С друге стране, срести јутро, очајнички цвокотати зубима, није баш пријатно.

Класични котлови за грејање куће имају још један важан недостатак - ниску ефикасност. Гориво у њима гори веома брзо, већина топлоте једноставно бежи у атмосферу. Заједно са њим, производи сагоревања који садрже запаљиве гасове лете у ваздух. Могу се користити за добијање додатних порција топлоте - то се дешава у котловима за пиролизу за дуготрајно сагоревање.

Као што сте већ разумели, пиролизни котлови за грејање на чврсто гориво су лишени оба горе наведена недостатка. Они су обдарени пространим ложиштима, који сагоревају чврсто гориво по нешто другачијем принципу. Ево њихових главних карактеристика:

Принцип рада котла за пиролизу на чврсто гориво је врло једноставан. Иако ова цифра не покрива све нијансе, она у потпуности преноси суштину технологије.

• Велика запремина пећи - до неколико десетина литара. Због тога се учесталост приступа за полагање горива смањује неколико пута;
• Принцип сагоревања пиролизе - омогућава вам да добијете много више топлотне енергије из исте количине огревног дрвета;
• Прилично велика - у ствари, постоје два ложишта. У једном, огревно дрво полако сагорева, а у другом се сагоревају производи сагоревања који се ослобађају из дрвета;
• Ниска температура сагоревања - смањује топлотно оптерећење метала.

Пиролизни котлови дугог сагоревања су нешто сложенији од својих традиционалних колега, али пружају значајну уштеду горива.

Треба схватити да због сложеног дизајна, који често садржи елементе аутоматизације, пиролизни котлови карактеришу висока цена. Стога се почетни трошак њихове куповине може чинити великим. Али у будућности ће се сигурно оправдати.

Тајне развоја пиролизног котла

Шема пећи за пиролизу уради сам.

Да би се уређај котла довео у идеално стање, препоручљиво је извршити неке радње. Испод резервоара за гориво може се поставити подесиви вентилатор. Дизајниран је за удувавање ваздуха директно у сам котао. Под утицајем вештачки присилног ваздуха долази до убрзаног сагоревања горива. Сви ови радови се могу изводити ручно. Инсталација ове технике не захтева посебне вештине.

Да би се повећала количина произведене топлоте, аутоматизација мора радити глатко и јасно, бункери за гориво морају бити у оптималним позицијама.

Могуће је постићи продужење периода сагоревања горива ако се током изградње котла одвајање комора за гориво врши сопственим рукама. Истовремено, у једном ће се сагоревати гориво, а у другом скупљати гасови. Коришћењем двозонског система гасификације могуће је постићи енергетску независност котла и константно висок ниво снаге. Снага пећи на дрва може се повећати постављањем решетки на дно резервоара за гориво.

Висококвалитетно складиште топлоте у котловима за пиролизу (за разлику од уређаја на угаљ) је уградња краткоспојника директно у комору за сагоревање. Аутоматизација у овом случају обавља своју непосредну функцију.

Дизајн пиролизног котла је дизајниран на такав начин да нема потребе за млевењем огревног дрвета пре него што му се доведе гориво - главна ствар је да могу проћи кроз врата пећнице.

Пиролизни котлови на дрва могу да функционишу и емитују велику топлотну енергију када користе пиљевину, тресетне брикете. Неки котлови могу да раде чак и на угаљ. Инсталација таквог котла не захтева много труда и времена. Главна ствар је да правилно разумете принцип његовог рада и направите висококвалитетан димњак

Веома је важно да димњак има довољну промају да издува заостале гасове. Није тешко то учинити сами.

Како раде котлови за пиролизу

Принцип рада пиролизног котла је стварање запаљивих гасова и од накнадног сагоревања. Да бисмо разумели како то функционише, треба се присетити занимљивог искуства из школског уџбеника физике. Тамо је предложено да се у стаклену тиквицу стави иверица, затворена танком цевчицом. Боца је стављена испод горионика, након неког времена у њој је почела реакција пиролизе. Након тога су из цеви почели да излазе запаљиви гасови који су се лако запалили и спалили јарким пламеном.

Принцип рада пиролизног котла заснива се на сличној реакцији, само у великим размерама. Овде су укључене две камере:

• Комора за сагоревање - у њој се врши претходно паљење горива, након чега је огревно дрво овде у режиму спорог тињања, са ограниченим приступом ваздуху;
• Афтербурнер - производи пиролизе овде сагоревају, стварајући топлоту која иде у измењивач топлоте са ложивим цевима.

Сва ова економија се хлади воденим омотачем.

Проучавајући принцип рада пиролизног котла, може вам се чинити да је ефикасност ове технике изузетно мала. У ствари, много гасова се ослобађа. Ако погледамо у накнадно сагоревање, видећемо тамо снажан буктићи пламен који ослобађа дивљу количину топлотне енергије.

Коморе за сагоревање у котловима за пиролизу могу се налазити у било ком редоследу. На пример, један изнад другог или узастопно, један за другим. Постоје и јединице у којима се накнадно сагоревање врши испод главне пећи. Интензитет сагоревања се регулише помоћу вентилатора или помоћу врата за дуваљку. Треба напоменути да је опсег подешавања прилично велики - ако је потребно, пламен се може скоро потпуно угасити.

Принцип рада пиролизног котла предвиђа претходно паљење дрвног горива. Треба нам дрва за огрев да добро захвате пламен. Да би се то урадило, отварају се пригушни вентил и дуваљка, део огревног дрвета са малим расцепом дрва за огрев се ставља у ложиште за паљење. Запалимо га, чекамо појаву стабилне ватре. Сада је наш пиролизни котао спреман за пуно покретање. Изводимо следеће радње:

Због дизајна пиролизног котла, врући ваздух не лети одмах у димњак, већ прво пролази кроз посебан одељак. Ово омогућава систему да значајно повећа своју ефикасност у поређењу са конвенционалним котловима.

• Затворите пригушни вентил;
• Затварамо врата вентилатора;
• Укључујемо аутоматизацију;
• Посматрамо повећање температуре у систему.

Да видимо како пиролизни котао ради унутра - овде се дешава много занимљивих ствари. Прво, након што блокира приступ кисеонику, наш весели пламен се претвара у жар. И друго, након покретања аутоматизације, вентилатор вентилатора се укључује, производи пиролизе се шаљу у накнадно сагоревање, где снажан пламен почиње да бесни. Овај принцип рада је имплементиран у свим котловима за пиролизу. Разлике су само у шеми подешавања - негде је електроника одговорна за аутоматско подешавање, а негде једноставна механика.

Предности и мане пиролизних котлова

Као и друга опрема за грејање, пиролизни котлови имају предности и недостатке према различитим критеријумима.

Недостаци котлова дугог сагоревања су углавном њихови трошкови. Таква опрема је неколико пута скупља од класичних уређаја са директним сагоревањем.

За разлику од стандардних котлова, котлови за пиролизу захтевају мање горива како би дуго одржавали температуру у просторији.

Још један плус је мала количина отпада.

Уз продужено сагоревање органске материје, од ње практично не остаје пепео.

Недостаци такође укључују високе захтеве за садржај влаге у дрву за огрев. Овај праг не би требало да буде већи од 20%, иначе неће моћи да спале и испуштају гас.

Алати и материјали

Да бисте сами монтирали такву јединицу, биће вам потребан следећи сет алата и материјала:

• Термални сензор.
• Лепеза.
• Челичне траке различитих дебљина и ширина.
• Сет професионалних цеви пречника 2 мм.
• Лимови дебљине 4 мм.
• Сет цеви различитих пречника.
• Точак за сечење пречника 230 мм.
• Брусни точак пречника 125 мм.
• Ручна кружна тестера (бугарски).
• Неколико пакета електрода.
• Апарат за варење.
• Електрична Бушилица.

Ако планирате да сами направите пиролизни котао, онда препоручена дебљина челика треба да буде 4 мм. Да бисте уштедели новац, можете користити челик дебљине 3 мм. За израду тела уређаја биће вам потребан издржљив челик који може да издржи високе температуре.

Предности и мане

Предности таквог подешавања укључују:

• Највећа ефикасност међу свим котловима на чврсто гориво, износи 90-93%.
• Отприлике 3 пута мање штетних материја се емитује, што их чини еколошки прихватљивијим.
• Дуг интервал између пуњења горива, око 12 сати за меко дрво и 24 сата за брикете, пелет и тврдо дрво.
• Мала количина катрана у издувним гасовима продужава радни век димњака.

Недостаци:

• Захтева гориво са мало влаге. Најбоља опција је 20%.
• Трошкови таквих котлова су већи од свих других врста такве опреме.
• Инсталација принудне промаје чини је зависним од електричне енергије.

Како влага дрвета утиче на ефикасност?

Дрво за котлове за пиролизу мора се осушити до 15-20% влаге. Такав резултат је тешко добити природним сушењем, тако да се ово може сматрати главним недостатком овог типа котла.

Сирово огревно дрво емитује више водене паре, која се меша са мешавином гаса и кисеоника и смањује његову потрошњу енергије. Пример таквог смањења броја:

• Спаљивање 1 кг огревног дрвета са садржајем влаге од 20% - снага 4 кВ;
• Сагоревање 1 кг огревног дрвета са садржајем влаге од 50% - снага 2 кВ.

Пиролизни котао - шема производње, главне фазе

Да бисте самостално саставили јединицу за грејање на гас, морате се придржавати следећих захтева:

Потребне елементе треба исећи брусилицом.
Отвор за пуњење горива налази се нешто више од оног код уређаја на чврсто гориво.
Да бисте контролисали количину ваздуха који улази у комору за сагоревање, потребно је уградити граничник. Може се направити помоћу цеви пречника 70 мм, док дужина треба да буде нешто већа од тела котла.
Помоћу апарата за заваривање заварен је челични диск, који заједно са зидовима цеви треба да формира размак од приближно 40 мм.
Да бисте уградили граничник у поклопац котла, потребно је направити одговарајућу рупу. Мора бити правоугаона. Отвор је затворен вратима опремљеним челичним преклопом. Ово ће осигурати сигурно приањање. Испод је рупа дизајнирана за уклањање воде.
Користећи савијач цеви, потребно је савијати цев дизајнирану да се креће унутар котла за расхладну течност. Ово обезбеђује максималан пренос топлоте.
Регулација количине расхладне течности која се шаље у уређај може се извршити помоћу вентила монтираног споља.
Чим се заврши прво пуштање у рад опреме, производи сагоревања треба да буду без угљен-моноксида. Ако је овај услов испуњен, цевовод котла за пиролизу (дијаграм је назначен) је исправно урађен

Важно је редовно пратити стање заварених спојева уређаја и благовремено уклонити насталу чађ и пепео из њега.

Одлична опција би била дељење пиролизног котла не са класичним грејањем воде, већ са системима грејања ваздуха.Као резултат, ваздух ће се преносити кроз цевоводе и враћати у систем кроз под. Такав систем има бројне предности: не замрзава се у тешким мразима, нема потребе за испуштањем расхладне течности током одласка власника.

Уређај и намена

Пиролизни котао за грејање приватне куће ради сагоревањем горива на веома високој температури и са ограниченим приступом ваздуха. Уместо чврстог горива, заправо се ствара ново – специјални гас. Додатно се спаљује у посебној комори, која се обично налази испод чврстог материјала намењеног за затрпавање. Сходно томе, ваздух се прво упумпава у горњи део, а одатле улази у доњу комору. Пошто је то у супротности са законима физике, они се морају превазићи вештачки, помоћу вентилатора или пумпи.

Недостатак кисеоника у коришћеном ваздуху помаже да се сагоревање продужи него у конвенционалним котловима или пећима. Могуће је продужити време преноса топлоте са једног дела огревног дрвета, на пример, до 20 сати. Чуда се, наравно, не дешавају: они дају топлотну енергију у малим порцијама. Али за стакленик, такво решење је чак и плус, јер вам омогућава да одржите стабилну температуру без прегревања и хипотермије.

Употреба пиролизног котла за купатило заслужује посебну дискусију. Испоставило се да је практичнији и од гасних и електричних грејача. У погледу ефикасности и погодности, испред многих пећи, посебно у поређењу са домаћим дизајном. Сваки котао за пиролизу има хоризонтални сегмент (тзв. "свиња"), који је дизајниран да повеже структуру са димњаком. Дебљина зида на овом месту је 4,5 мм, а уобичајена дужина достиже 50 цм.

Карактеристике котла за пиролизу нам омогућавају да сматрамо повећану (у поређењу са једноставним алтернативама на чврсто гориво) цену као сасвим прикладну у већини случајева. Време коришћења једног оптерећења горива тешко је унапред предвидети, зависи од великог броја фактора. У техничкој документацији и популарним описима обично се наводе минимални и максимални могући бројеви.

На њих утичу:

• влажност коришћеног горива;
• температура у кући и на улици;
• квалитет изолације;
• карактеристике система грејања.

Сува дестилација се контролише помоћу млазнице која дозира проток атмосферског ваздуха

Важно је да котлови који раде на принципу пиролизе могу да осуше залихе огревног дрвета или угља ускладиштене у истој просторији. Карактеристике режима рада искључују улазак не само угљен-моноксида или угљен-диоксида у стамбене просторе, већ и сигурније водене паре

Већина дизајна најбоље функционише са веома добро осушеним дрветом.

Принцип рада

Котао ради на чврста горива, најчешће на дрво, тресет, дрвни отпад, специјалне дрвне брикете, угаљ и пелет (грануле од ломљеног дрвета, смоле, иглице итд.). Посебно су популарни уређаји универзалног типа, који могу да троше скоро све врсте чврстих горива.

Према начину преноса топлоте, котлови су:

• Ваздух.
• Стеам.
• Вода (најчешћа).

По принципу сагоревања горива:

• Традиционална. Раде на дрва и угаљ. Принцип рада је исти као и код конвенционалне пећи на дрва.
• Дуго гори.Иновативни развој у области опреме за грејање. Котлови на чврсто гориво за дуго сагоревање имају облик издужене коморе за сагоревање, окружене са свих страна воденим омотачем. Приликом сагоревања пламен се не шири одоздо према горе, већ одозго надоле, подсећајући у том погледу на процес сагоревања свеће. Принцип рада котла дугог сагоревања омогућава постизање потпуног сагоревања горива. Истовремено се повећава интервал сагоревања једне ознаке горива (до 7 дана). Котао дугог сагоревања ради, по правилу, на константно високој температури расхладне течности, што повећава његову ефикасност за ред величине. Непрекидан и безбедан рад оваквих модела постиже се укључивањем вентилатора за гашење у случају нужде, сигурносног вентила и циркулационе пумпе у дизајну.

• Пелет. Овде се као гориво користе специјални пелети. Такви котлови су додатно опремљени аутоматским системом за довод пелета и кантом за складиштење горива. Захваљујући електронским сензорима, прати се присуство горива унутар пећи. Такав систем захтева стабилно напајање електричном енергијом.
• Пиролиза. Јединствена опрема, где се уз енергију сагоревања чврстог горива користи и топлотно ослобађање гасова. Ово омогућава претварање мале количине горива у значајан део топлотне енергије. Као резултат, постиже се повећање ефикасности котла и смањење штетних емисија.

Уређај и принцип рада котла

Примарна комора за сагоревање или пиролизна комора по свом уређају подсећа на ложиште конвенционалне пећи.Чврсто гориво (огревно дрво, пиљевина, дрвни или тресетни брикети, грануле пелета) поставља се кроз прозор за утовар на масивну ватросталну решетку - решетку која обезбеђује проток ваздуха гориву, што се назива примарним.

Принцип рада котла дугог сагоревања

Пиролизни гас присилно, ређе гравитацијом, улази у секундарну комору - комору за сагоревање или комору за накнадно сагоревање, у коју се доводи довољна количина ваздуха, која се назива секундарном. Од контакта са кисеоником, загрејаним на високе температуре (више од 300 степени Целзијуса), гас се моментално распламса и сагорева уз ослобађање велике количине топлоте. Изводи се главна функција котла - загревање расхладне течности.

Принцип рада пиролизног котла је детаљно приказан у видео снимку.

Ваздух се обично убацује помоћу малог вентилатора. Иако се у малим моделима понекад користи одвод дима за стварање вуче.

Овај дијаграм приказује уређај пиролизног котла са нижим сагоревањем. Огревно дрво гори полако са малом количином кисеоника и ослобађа запаљиви гас ( )

Присуство присилне вентилације може се сматрати главном разликом између пиролизног котла и класичног модела на чврсто гориво. Тело уређаја се састоји од два дела уметнута један у други. Простор између зидова је испуњен расхладном течношћу, чију улогу традиционално игра вода.

Температура сагоревања може да достигне 1200 ° Ц. Вода у спољашњем измењивачу топлоте се загрева и циркулише кроз систем грејања куће. Преостали производи сагоревања се уклањају кроз димњак.

На замерку уређајима који користе принцип сагоревања пиролизе, може се поставити релативно висока цена. Конвенционални котао на чврсто гориво кошта много мање.Али у котловима дугог сагоревања дрво за огрев скоро потпуно изгара, што се не може рећи за класични котао.

Огревно дрво за котао за пиролизу има одређене захтеве за величину и влажност. Детаљне информације могу се наћи у упутствима произвођача.

Приликом избора пиролизног котла, треба имати на уму да су јефтини модели мале снаге обично дизајнирани само за огрев. Скупе модификације могу да раде на различитим врстама горива.

Према начину сагоревања горива, котлови дугог сагоревања са двоструким кругом могу се поделити на:

• Пиролиза. Опремљен са две коморе за сагоревање. У једном од њих долази до процеса тињања и ослобађања гаса за пиролизу, у другом се настали гас меша са кисеоником и сагорева. Опрему ове врсте карактерише висока еколошка прихватљивост - минимална количина штетних материја се испушта у атмосферу. Током сагоревања производи се мало чађи. Ако је котао опремљен аутоматизацијом, биће могуће подесити снагу.
• Са горњом комором за сагоревање. Ови котлови су веома једноставни за одржавање. Количина аутоматизације за њихов стабилан рад је минимална, могуће је функционисање ван мреже без струје. Постоје и недостаци - током рада се формира пуно пепела, постоји листа захтева за врсте горива. На пример, мали чипс или пиљевина нису погодни за паљење.
• Пелет. За паљење такве опреме користе се специјални пелети или компримовани брикети горива. Такви котлови су еколошки прихватљиви, економични и ефикасни, имају дуг век трајања. Један од главних недостатака је висока цена котла и посебни услови који ће се морати одржавати за складиштење горива. Просторија мора бити сува, висока влажност ће допринети пропадању пелета.

За и против

Није довољно проучити рецензије власника и стручњака о одређеним моделима, да се упознате са оценама најбољих модификација. Такође је неопходно одговорити на најважније питање: како се упоређују предности и мане пиролизних котлова, да ли они заправо оправдавају улагање. И овде не може бити универзалног одговора, јер много зависи од приоритета и од карактеристика употребе опреме.

Сваки пиролизни котао, због својих дизајнерских карактеристика, има уграђену аутоматизацију. Вишесатни рад на једној бензинској пумпи ослобађа много времена и труда. Као гориво се може користити скоро свака прерада отпада и сеча дрвета, а понекад и не само они.

Друга страна ових предности су:

• везаност за рад електричне мреже;
• обавезна инсталација извора непрекидног напајања;
• неприкладност сировог дрвета;
• немогућност довода воде у круг грејања хладнији од 60 степени (то изазива корозију);
• немогућност аутоматизације самог пуњења горива (храњење из бункера само чини ручни рад мање уобичајеним, али га не искључује у потпуности);
• потреба за облагањем шамотним циглама;
• повећани трошкови у поређењу са једноставним уређајима на чврсто гориво.