Effizienz mehrfach erhöht! Pyrolysekessel: Was ist das, Funktionsprinzipien

Der Betrieb eines Pyrolysekessels basiert auf einer speziellen chemischen Reaktion - Pyrolyse.

Unter diesem Begriff versteht man den Zersetzungsprozess organischer Brennstoffe. für Gas und Kohle. Gleichzeitig wird thermische Energie in großen Mengen freigesetzt.

Der Prozess ist nur unter bestimmten Bedingungen möglich: Sauerstoffmangel im Raum. Hohe Temperatur: 200–800 °C.

Prinzipien der Pyrolyse zum Heizen

Pyrolyse ist weit verbreitet in verschiedenen Branchen. Dieses chemische Verfahren ist gefragt und zur Beheizung von Wohnräumen.

Pyrolyse findet bei jeder Art von festem Rohstoff statt:

• Brennholz.
• Kleine Äste oder Holzspäne.
• Briketts.
• Torf.
• Braunkohle.
• Pellets.
• Koks.

Am effizientesten arbeitet die Pyrolyseeinheit jedoch mit einem Brennstoff mit einem höheren Anteil flüchtiger Bestandteile – Holz. Dicke 80-100 mm. Dabei kommen Pellets oder Holzabfälle zum Einsatz.

Pyrolysekessel: Was bedeutet das, sein Gerät

Design Pyrolysekessel sieht so aus:

1. Schornstein.
2. Steuergerät.
3. Ladetrichter.
4. Düse.
5. Brennkammer.
6. Wärmetauscher.

Der Pyrolyse-Heizkessel ist ein Zweikammergerät – das ist seine Besonderheit. Die wichtigste chemische Reaktion in diesen Kammern ist:

1. Ladekammer oder Vergasungskammer. Hier findet die vorläufige thermische Zersetzung des Rohmaterials statt. Die organische Substanz verwandelt sich unter dem Einfluss hoher Temperaturen in brennbares Gas. Primärluft wird in die Kammer geleitet, um das Schwelen aufrechtzuerhalten. Verbrennung bei einer Temperatur von 300—800 °C.

Foto 1. Brennstoffladekammer in einem Pyrolysekessel. Der Innenraum ist mit Schamottesteinen verkleidet.

1. Brennkammer. Nach dem Schwelen gelangen die freigesetzte Luft und das Gas hierher. Hier verbrennt das entstehende Gas wie gewöhnliches Erdgas. Temperatur im Durchschnitt 1200 °C. In diesem Stadium wird viel Wärme freigesetzt, die zum Heizen benötigt wird. Gleichzeitig besteht ein starker aerodynamischer Widerstand, sodass ein Zwangszug erforderlich ist, dessen Rolle ein Rauchabzug übernimmt.

Zwei Zwischenräume zwischen den Kammern teilt den Rost, in den der Brennstoff geladen wird. Dort wird er gezündet und der Rauchabzug gestartet. Der Rost verhindert den Wärmeverlust aus der oberen Ladekammer und sorgt für einen leichten Primärluftstrom.

Pyrolyseöfen ausgestattet mit Traktionsschaltern, die den Brennstoff entzünden. Somit funktioniert der Kessel zu Beginn der Zündung als Direktverbrennungsgerät und schaltet nach dem Schließen des Ventils auf Pyrolyse um.

Arten von Pyrolysegeräten, Eigenschaften

Pyrolysekessel unterscheiden sich in ihrer Bauweise. Es gibt also:

• Nachbrennerkammer oben. Selten anzutreffen. Die Vorteile dieser Konstruktion bestehen darin, dass das Rauchgas ungehindert in die Nachbrennkammer gelangt und nach dem Ausbrennen sofort zur weiteren Kühlung in den Schornstein gelangt. Zu den Nachteilen gehört die unwirtschaftliche Platzierung des Rauchsystems, da für die Herstellung einer solchen Konstruktion zunächst mehr Verbrauchsmaterialien benötigt werden.

Foto 2. Pyrolysekessel mit unterer Nachbrennkammer. Die Pfeile zeigen die Komponenten des Geräts an.

• Nachbrennerkammer unten. Die gebräuchlichste und komfortabelste Bauart. Da die Kammer nicht auf dem Boden steht, ist das Einlegen von Brennholz für den Benutzer bequem. Die Kammer verfügt außerdem über einen direkten Ausgang zum unteren Rauchabzug und von dort zum Schornstein. Diese Konstruktion hat jedoch auch Nachteile. So verstopft Asche aus dem Laderaum die zweite Kammer, sodass diese häufiger gereinigt werden muss. Zusätzlich ist ein erhöhter Zug erforderlich, damit der Rauch nach unten abzieht.

Und auch Pyrolysekessel unterscheiden sich in der verwendeten Traktionsart:

1. Natürlicher Luftzug. Kein Strom erforderlich. Für den Betrieb ist jedoch ein ziemlich hoher Schornstein mit starkem Naturzug erforderlich, der teuer ist.
2. Erzwungener Schub und Traktion. Der Kessel wird energieabhängig, jedoch erhöht sich die Geschwindigkeit des Betriebsbeginns. Eine solche Anlage ist mit Ventilatoren und Rauchabzügen ausgestattet, die automatisiert gesteuert werden – die Abhängigkeit von den Wetterbedingungen verschwindet vollständig und die Verbrennungseffizienz steigt. Dieser Ofentyp kann während der gesamten Betriebszeit mit maximalem Wirkungsgrad betrieben werden. 4-5 Stunden, und dies 20% mehr, als ein Naturzugkessel.

Je nach Heizmethode gibt es zwei Typen. Pyrolysegeräte:

• Zur Warmwasserbereitung. Der Wärmeträger ist Wasser, das im Wärmetauscher erhitzt und dann durch Rohre in die Heizkörper geleitet wird. Die Temperatur wird durch ständige Zirkulation aufrechterhalten.
• Zur Lufterwärmung. Es wird im häuslichen Bereich deutlich seltener verwendet. Es wird häufig zur Beheizung von Nebengebäuden oder Produktionsstätten verwendet. Die Wärmeenergie wird durch warme Luftmassen im Raum verteilt. Sie werden durch die Verbrennung von Rohstoffen erhitzt. Wärme wird verteilt mittels Aluminiumrohren und GebläsenDieses System wird automatisch gesteuert, sodass der Eigentümer es problemlos an seine Bedürfnisse anpassen kann.

So wählen Sie ein solches Gerät aus

Bei der Auswahl einer Pyrolyse-basierten Einheit achten Sie auf die wichtigsten Merkmale:

Qualität des Gehäuses. Bisher bestand der Feuerraumkörper überwiegend aus Gusseisen.

Mittlerweile produzieren Hersteller eine geschweißte Karosserie aus Blechmaterial.

Entscheidend ist hier die Dicke.

Es hängt von der Kesselleistung ab:

• 15–65 kW: interne Strukturen 5 mm, extern - 4 mm;
• 75-110 kW: intern - 6 mm, extern — 5 mm;
• 135-195 kW: innen - 8 mm, draußen - 6 mm;
• 200 kW und mehr: interne Komponenten - 10 mm, extern - 8 mm.

Leistung. Dieser Indikator hängt von der beheizten Fläche ab. Es gibt viele Methoden zur Bestimmung der Leistung. Die einfachste und optimalste davon ist die Grundlage 1 kW pro 10 Quadratmeter beheizten Bereich.

Experten empfehlen das Gerät mit 10 % Gangreserve. Also, zum Platzieren auf 120 Quadratmeter ein Kessel reicht aus 16 kW. Wenn die Fläche des Territoriums 160 Quadratmetermuss die Leistung des Gerätes mindestens 18 kW, und so weiter nach dem gleichen Prinzip.

Energieeffizienz. Gibt das Verhältnis der verbrauchten Nutzwärme zur eingesetzten Rohstoffmenge an. Dieser Indikator hängt hauptsächlich vom Brennstoff ab. Für eine effektive Heizung werden daher nur trockene Verbrauchsmaterialien benötigt.

Allerdings wird auch das Volumen der Ladekammer, in der sich das Brennholz befindet, berücksichtigt. bis zu 60-65 cm. Darüber hinaus beide Kameras beschichtet mit einem speziellen eine Schicht aus Keramikbeton - Es sorgt für eine angenehme Temperatur im Inneren. Dadurch verbrennt der Brennstoff effizienter und effektiver.

Preis. Pyrolysekessel sind teurer als andere Heizkesseltypen. Allerdings gibt es auch hier Optionen. So, inländische 2-3 mal günstiger importiert, und ihre Eigenschaften sind ausländischen Analoga nicht unterlegen.

Vorteile der Verwendung

• Brenndauer.

Nach einmaligem Setzen des Lesezeichens funktioniert ein solches Gerät reibungslos. bis 12 Uhr, das heißt, es muss weiter geladen werden 2 mal seltener, als andere Festbrennstoffkessel.

Allerdings kommt es auf den Typ an: Ein normaler Holzkamin funktioniert etwa 4 Stunden, und mit Top-Verbrennung - im Durchschnitt 30 Stunden auf Brennholz und 5-7 Tage mit Kohle.

Dieser Effekt wird erreicht durch den kontrollierten VerbrennungsprozessViele moderne Modelle verfügen über eine automatische Betriebssteuerung. Die Brenndauer hängt auch vom Wohnraumvolumen, der Lufttemperatur im Raum und im Freien, der Bauart des Geräts und seiner Leistung ab.

• Effizienz 85-90%.

• Vollständige Verbrennung der Rohstoffe.

Geringerer Rohstoffverbrauch, Die Rauchabzüge und der Aschekasten müssen seltener gereinigt werden.

• Umweltfreundlich.

Durch das Schwelen von Holz oder ähnlichen Brennstoffen 3-mal weniger Schadstoffe, als bei anderen Festbrennstoffkesseln. Darüber hinaus werden schädliche Emissionen in die Atmosphäre durch den Einfluss der heißen Temperaturen in der oberen Kammer minimiert.

• Kosteneffizienz.

Auch großes, unspaltbares Brennholz eignet sich zur Verbrennung. Darüber hinaus reduziert die Zweikammerverbrennung den Luftüberschuss im Abgas, was ebenfalls zu Einsparungen führt. Im Vergleich zu anderen Festbrennstoffkesseln ist der Wirkungsgrad von Pyrolyseanlagen höher um 5-8%.

Nachteile

1. Energieabhängigkeit. Meistens können solche Kessel nicht ohne Rauchabzug betrieben werden. Für den Zwangszug ist ein System mit Generator erforderlich. Der Ventilator verbraucht Strom in Höhe von mindestens 80-100 W.
2. Hoher Preis. Durchschnittlich 1,5-2 mal teurer andere Typen.
3. Feuchtigkeitsempfindlichkeit des Kraftstoffs. Maximale Trockenheit ist notwendig. Daher beim Brennen 1 kg Brennholz mit 20 % Luftfeuchtigkeit wird die Betriebsleistung des Geräts 4 kW. Wenn Sie 1 kg Brennholz mit 50 % Feuchtigkeit, die Leistung nimmt ab 2 mal und erreicht alles 2 kW.
4. Instabiler Betrieb des Geräts bei geringer Belastung (unter 50 %), Teerablagerung im Rauchgaskanal.
5. Große Abmessungen Pyrolyseausrüstung.
6. Pyrolysekessel sind ausschließlich EinkreiskesselZum Erhitzen von Wasser für den Hausgebrauch ist eine separate Einheit erforderlich.
7. Es ist nicht möglich, den Brennstoffladevorgang zu automatisieren — ausschließlich manuell geladen.

Sichere Anwendung

Funktionsweise des Pyrolysekessels impliziert den Betrieb bei höchstmöglichen Temperaturen. Daher stellt jeder Hersteller hohe Anforderungen an die Installation und den Betrieb der Geräte.

Die Installation erfolgt durch einen Fachmann mit der notwendigen Kompetenz. Der Kessel wird in einem separaten Raum mit guter Belüftung aufgestellt und an der Einheit ist ein Schornstein installiert.

Auch berücksichtigt die folgenden Betriebsregeln:

• Fehlt der ausreichende Zug oder das benötigte Kühlmittel, kann der Kessel nicht genutzt werden.
• Das Laden und Anzünden des Gerätes darf nicht Kindern oder anderen unbefugten Personen überlassen werden.
• Die Temperatur des Wassers im Rohrsystem, das durch den Kessel führt, sollte 95 °C nicht überschreitenBei Überschreitung des Indikators wird die Flamme im Geräteraum vorübergehend mittels Sand geschwächt. Parallel dazu werden alle möglichen Abgasklappen geöffnet.
• Der Kessel wird während des Betriebs sehr heiß, daher sollten sich keine brennbaren Materialien oder Gegenstände in seiner Nähe befinden.
• Eine Veränderung der Kesselkonstruktion oder eine Nutzung für andere Zwecke ist strengstens untersagt.

Fotos von Pyrolysekesseln

Foto 3. Zu Hause installierter Pyrolysekessel. Brennholz zum Anzünden wird daneben gelagert.

Foto 4. Pyrolysekessel des Herstellers Viessmann. Das Gerät ist mit einer elektronischen Steuerung ausgestattet.

Foto 5. Pyrolysekessel mit Brennstoffbeschickung von unten und relativ großen Abmessungen.

Nützliches Video

Schauen Sie sich das Video an, das die Funktionsweise des Pyrolysekessels demonstriert und erklärt, wie er befeuert wird.

Schlussfolgerungen

Pyrolysekessel - eine gute Alternative zu Direktverbrennungsanlagen. Einige Experten empfehlen jedoch den Kauf von Pyrolysegeräten als Ersatzwärmequelle in Kombination mit einem Elektro- oder Gaskessel. Wenn Sie dennoch eine Pyrolyse als Hauptwärmeerzeuger installieren, benötigen Sie eine kompetente Planung und hochqualifizierte Fachkräfte für die Installation.