Gute Wärmequelle: Zeichnung und Funktionsprinzip eines Pyrolysekessels
Pyrolyse ist eine Methode zur Zersetzung organischer und anorganischer Verbindungen durch thermische Einwirkung. Einfach ausgedrückt: Beim Erhitzen zerfallen Moleküle in einfachere Bestandteile.
Ein Pyrolysekessel ist ein Gerät vom Typ der Festbrennstoffkessel (meistens zum Erhitzen von Wasser) mit Heizung bis 200–800 °C.
Die Besonderheit liegt in der getrennten Verbrennung des Brennstoffes selbst und der Nachverbrennung der Begleitgase und Verbrennungsprodukte in einer separaten Kammer des Kessels.
Funktionsprinzip: Funktionsweise eines Pyrolysekessels
Das allgemeine Funktionsprinzip des Kessels ist bei der Hochtemperaturerhitzung von organischem Brennstoff bei Luftmangel, wodurch brennbare Gase entstehen.
Sie gelangen in die sekundäre Brennkammer und vermischen sich dort mit Sauerstoff. das Gas wird oxidiert, wobei zusätzlich Wärme freigesetzt wird.
Einstufung
Die Kessel haben Unterschiede durch die Lage der Gasnachbrennerkammern:
- mit Toplage;
- mit einer niedrigeren Lage.
Kessel mit einer oberen Kammer sind sperriger, für die Montage des Rauchabzugs wird mehr Material benötigt. Sie müssen jedoch viel seltener gereinigt werden, da Partikel aus verbranntem Brennstoff nicht in die Kamera gehen für Nachverbrennungsgase.
Bei Kesseln mit Unterteil befindet sich der Brennstoff im oberen Teil, und die Gase werden in den unteren Teil abgeleitet, wo sie verbrennen. Dies ist praktisch, erfordert jedoch häufiges Entfernen kleiner Holzpartikel aus der Gasnutzungskammer.
Durch Energieabhängigkeit Kessel sind:
- ohne Strom zu verbrauchen: Kessel mit natürlichem Luftzug;
- mit Zwangszug.
Energieunabhängig Kessel implizieren die Einbeziehung eines hohen Schornsteins in das Design (nicht weniger als 5-6 Meter), um den Schub zu erhöhen und für ausreichend Unterdruck im Brennraum zu sorgen.
Die Heizleistung solcher Kessel ist etwas geringer als die von Kesseln mit Druckzug.
Geräte mit forciertem Luftstrom sind ausgestattet ein oder zwei Lüfter, die im Lufteinblasmodus oder im Abgasabsaugmodus betrieben werden können.
Einige Kesselmodelle verwenden kombinierte Methode unter Einbeziehung von Gaseinspritz- und Saugvorrichtungen zur Leistungssteigerung.
Referenz! Mechanismen, die Abgase abpumpen, werden hergestellt aus speziellen hitzebeständigen Materialien (austenitischen) Legierungen, ihre Kosten sind deutlich höher als die von Gebläseventilatoren.
Nach Heizmethode:
- Wasser Heizung - An den Wärmetauscher des Kessels sind Wasserleitungen angeschlossen, durch die das erhitzte Arbeitsmedium in verschiedene Räume verteilt wird.
- Luft Heizung - Anstelle von Wasser wird Luft verwendet, die Wärme über denselben Wärmetauscher erhält und über Luftkanäle verteilt. Der Wirkungsgrad ist geringer als bei der Wassermethode, sie wird in Produktionsbereichen und Lagerhallen eingesetzt.
Foto 1. Pyrolysekessel mit Wärmetauscher, ausgelegt für die Warmwasserbereitung, wird mit Holz betrieben.
Zeichnung: Gesamtansicht, Arbeitsablauf
Für die Gestaltung eines Pyrolysekessels gibt es viele Möglichkeiten. Der einfachste Typ ist laut Zeichnung wie folgt aufgebaut.
- Brennkammer Kessel.
- Vergasungsfach.
- Gasnachverbrennungsabschnitt.
- Roststäbe.
- Wärmetauscher (Einlass-/Auslassrohre).
- Gasabgasleitung (Schornstein).
- Löcher blasen.
- Tür zum Kraftstoff-Laderaum.
Der Kessel kann enthalten Temperatursensoren und Geräte zur Überwachung und Aufrechterhaltung des normalen Betriebsmodus.
Und auch Hardware Kessel zur Automatisierung der Funktionsweise des gesamten Heizkomplexes.
Das Wesentliche dessen, was im Pyrolysekessel passiert, ist durch die folgenden Prozesse gekennzeichnet:
- Ein Luftstrom von außen gelangt in den Vergasungsraum mit dem dort befindlichen Kraftstoff.
- Etwas Sauerstoff unterstützt den Verbrennungsprozess. (Schwelen). Die bei der Verbrennung entstehenden Gase gelangen durch die Düse in die Brennkammer des Kessels und werden dort in Gegenwart von sekundärem Sauerstoff, der mit der Außenluft eindringt, oxidiert.
- Ein Teil der Pyrolysegase wird in Gegenwart von Kohlenstoff reduziert von Kraftstoff zu Kohlenmonoxid und Stickoxid, wobei ein Teil der Energie verbraucht wird. Das Gemisch passiert zur Nachverbrennungsanlage Gase und oxidiert dort, wobei es die aufgenommene Energie zurückgibt.
Foto 2. Zeichnung eines Pyrolysekessels mit langer Brenndauer; ein entsprechend zusammengebautes Gerät kann ein großes Haus heizen.
- Die an der Pyrolysereaktion beteiligten Gasgemische werden durch den Kamin nach außen abgeleitet., unter Umgehung des Kesselwärmetauschers.
Aufmerksamkeit! Da der Betrieb von Pyrolysekesseln mit einer großen Energiemenge verbunden ist, die im Gerät erzeugt wird, und der möglichen Freisetzung verschiedener Arten schädlicher Gase, wird empfohlen, nur unabhängige Kesselkonstruktionen durchzuführen mit einem umfassenden Verständnis aller physikalischen und chemischen Prozesse, die während des Betriebs entstehen.
Temperaturphasen:
- Trocknung, Pyrolyse von Holz — 450 °C;
- Verbrennung von Holzgas und Sekundärluft - 560 °C;
- die Flamme ausblasen und die Hitze zurückgeben - 1200 °C;
- Entfernung der verbleibenden Verbrennungsprodukte - 160 °C.
Unterschiede zwischen dem Gerät und herkömmlichen Kesseln
Einschließlich Holz (Brennholz), Spezialbrennstoffbriketts (Pellets) und Produktionsabfälle. Einer der Hauptunterschiede zwischen Kesseln ist Verwendung verschiedener Arten von Festbrennstoffen, praktisch jede Substanz, die brennen kann.
Die Dauer des Brennstoffverbrennungsprozesses ist viel länger als bei herkömmlichen Kesseln. Ab 8–10 Stunden. Es gibt Kesselmodelle mit einem großen Fach für Brennholz, die Dauer des Dauerbetriebs ist bis zu 24 Stunden. Dies bedeutet, dass der Brennraum mit neuen Kraftstoffportionen aufgefüllt wird. 1-2 mal täglich.
Wichtig! Aufgrund der Tatsache, dass eine fast vollständige Zersetzung von Feststoffen erfolgt, pyrotechnische Kessel weniger umweltschädlich.
Auswahl und Berechnung beim Kauf: Diagramm
Um einen Heizkessel auszuwählen, der für ein bestimmtes Haus oder einen Gebäudekomplex optimal geeignet ist, werden die folgenden Überlegungen angestellt:
- Anzahl der Stockwerke im Gebäude. Je mehr es davon gibt, desto schwieriger wird es, den Arbeitsstoff (Flüssigkeit oder Gas) durch die Rohrleitungen zu transportieren.
- Definition des Gerätetyps, Kessel unterschiedlicher Bauart arbeiten mit unterschiedlicher Effizienz. Vor dem Kauf sollten Sie die Dokumentation lesen, um festzustellen, für welche Fläche das Produkt ausgelegt ist.
Foto 3. Schema des Funktionsprinzips eines Pyrolysekessels für ein mit einem Schornstein ausgestattetes Landhaus.
- Leistungsparameter der Umwälzpumpe, die Möglichkeit seiner Modernisierung oder seines Austauschs zur Verbesserung seiner Leistungseigenschaften.
- Schornsteintyp und seine Fähigkeit, Abgase aus dem Kessel ungehindert in die Atmosphäre abzulassen. Sicheres Design bedeutet schnelle Entnahme des Gasgemisches in 100 % Volumen.
- Ermittlung der Gesamtfläche beheizte Räumlichkeiten. Hier ist ein Fehler erlaubt: 2–3 qm
- Grad der Wärmedämmung der Räumlichkeiten. Ein sorgfältig isoliertes Backsteinhaus verliert Wärme langsamer als eine Metallgarage oder ein „kaltes“ Lagerhaus, was bedeutet, dass weniger Energie benötigt wird, um eine angenehme Lufttemperatur aufrechtzuerhalten.
- Die Region, in der sich die Räumlichkeiten befinden. Für südliche Gebiete reicht ein einfacher Pyrolysekessel, für nördliche Gebiete ein leistungsstärkerer, vorzugsweise mit Reserve.
Nützliches Video
Im Video erfahren Sie, wie Sie einen Pyrolysekessel zur Raumbeheizung selbst bauen können.
Vorteile und Nachteile
Vorteile:
- Wirkungsgrad 85–90 %.
- Durch Pyrolyse ist es möglich, maximale Energie aus einem festen Material während der Verbrennung.
- Wirtschaft, wird mit Hilfe eines Ventilators mit einstellbarer Drehzahl erreicht, der es wiederum ermöglicht, die Kesselleistung nach Bedarf zu ändern.
- Brennstoff in einem Pyrolysekessel brennt viel länger, als bei herkömmlichen Heizkesseln, daher muss seltener geheizt und gereinigt werden.
Nachteile:
- Hohe Kosten Fabrikausrüstung begrenzt den Einsatz in privaten Haushalten. Der Preis eines solchen Kessels 2-3 mal höher, als üblich.
- Lange Amortisationszeit.
- Die Notwendigkeit, trockenen Brennstoff zu verwenden. Empfohlener Feuchtigkeitsgehalt von Holzwerkstoffen - bis zu 15–20 %. Andernfalls ist kein stabiler Betrieb gewährleistet und die Heizleistung sinkt. Bei feuchtem Brennholz funktioniert der Kessel möglicherweise nicht.
- Wenn Sie Holz verwenden, das viel Harz produziert (Fichte, Kiefer), dann die Garräume und Heizelemente verschmutzen schnell und es treten Schwierigkeiten bei der Reinigung auf.
- Asche kann durch den Schornstein austreten.
- Abhängigkeit von der Stromversorgung. Das Fehlen oder die häufigen Unterbrechungen der Stromversorgung erlauben die Installation des Kessels in abgelegenen Regionen nicht.
