¡Eficiencia multiplicada por varias! Caldera de pirólisis: qué es y principios de funcionamiento.

El funcionamiento de una caldera de pirólisis se basa en una reacción química especial: pirólisis.

Este término se refiere al proceso de descomposición de combustibles orgánicos. para gas y carbón. Al mismo tiempo se libera energía térmica en grandes volúmenes.

El proceso solo es posible bajo ciertas condiciones: falta de oxígeno en el espacio. Temperatura alta. 200–800 °C.

Principios de la pirólisis para el calentamiento

La pirólisis se utiliza ampliamente en diversas industrias. Este proceso químico tiene demanda y para calentar espacios habitables.

La pirólisis se produce con cualquier tipo de materia prima sólida:

• Leña.
• Pequeñas ramas o virutas de madera.
• Briquetas.
• Turba.
• Lignito.
• Pellets.
• Coque.

Sin embargo, la unidad de pirólisis funciona de manera más eficiente con un combustible con un mayor nivel de producción de materia volátil: la madera. Espesor 80-100 mm. Junto con ellos se utilizan pellets o residuos de madera.

Caldera de pirólisis: qué significa, su dispositivo

Diseño caldera de pirólisis se ve así:

1. Tubo de lámpara.
2. Unidad de control.
3. Tolva de carga.
4. Boquilla.
5. Cámara de combustión.
6. Intercambiador de calor.

La caldera de calefacción por pirólisis es una unidad de dos cámaras: esta es su característica especial. La principal reacción química en estas cámaras es:

1. Cámara de carga o cámara de gasificación. Aquí se produce la descomposición térmica preliminar de la materia prima. La materia orgánica, bajo la influencia de altas temperaturas, se convierte en gas combustible. El aire primario se dirige a la cámara para mantener la combustión lenta. La combustión a una temperatura de 300—800 °C.

Foto 1. Cámara de carga de combustible en una caldera de pirólisis. El interior está revestido con ladrillos de arcilla refractaria.

1. Cámara de combustiónTras la combustión lenta, el aire y el gas liberados llegan aquí. Aquí, el gas resultante arde como el gas natural común. Temperatura en promedio 1200 °C. En esta etapa se libera una gran cantidad de calor, necesaria para la calefacción. Al mismo tiempo, existe una fuerte resistencia aerodinámica, por lo que se requiere un sistema de tiro forzado, cuya función la realiza un extractor de humos.

Dos espacios entre las cámaras divide la rejillaEn la que se carga el combustible. Allí se enciende y se activa el extractor de humos. La rejilla impide que el calor escape de la cámara de carga superior y proporciona un flujo ligero de aire primario.

hornos de pirólisis equipado con interruptores de tracción, que encienden el combustible. Así, al inicio del encendido, la caldera funciona como un dispositivo de combustión directa y, tras cerrar la válvula, pasa a la pirólisis.

Tipos de dispositivos de pirólisis, características.

Las calderas de pirólisis se diferencian en su diseño. Entonces, hay:

• Cámara de postcombustión en la parte superior. Rara vez se encuentra. Las ventajas de este diseño radican en que los gases de combustión pasan sin obstáculos a la cámara de postcombustión y, tras la combustión, entran inmediatamente a la chimenea para su posterior enfriamiento. Entre las desventajas se encuentra la ubicación antieconómica del sistema de humo, ya que se requieren inicialmente más consumibles para fabricar este diseño.

Foto 2. Caldera de pirólisis con cámara de postcombustión inferior. Las flechas indican los componentes del dispositivo.

• Cámara de postcombustión en la parte inferior. El tipo de diseño más común y cómodo. Resulta cómodo para el usuario cargar leña, ya que la cámara no está en el suelo. La cámara también tiene una salida directa al conducto de humos inferior, y de este a la chimenea. Sin embargo, este diseño también presenta inconvenientes. Por ejemplo, la ceniza del compartimento de carga obstruye la segunda cámara, por lo que se limpia con más frecuencia. Además, es necesario aumentar el tiro para que el humo descienda hacia abajo.

Y también calderas de pirólisis. se diferencian en el tipo de tracción utilizada:

1. Tiro natural. No necesita electricidad. Sin embargo, para su funcionamiento requiere una chimenea bastante alta con un potente tiro natural, lo cual resultará costoso.
2. Impulso y tracción forzados. La caldera se vuelve energéticamente dependiente, pero la velocidad de entrada en modo aumenta. Esta unidad está equipada con ventiladores y extractores de humos controlados automatizadamente, lo que elimina por completo la dependencia de las condiciones climáticas y aumenta la eficiencia de la combustión. Este tipo de horno puede funcionar con la máxima eficiencia en todo momento. 4-5 horas, y esto 20% más, que una caldera de tiro natural.

Existen dos tipos según el método de calentamiento. dispositivos de pirólisis:

• Para calentar agua. El refrigerante es agua, que se calienta en el intercambiador de calor y luego se vierte a través de tuberías hacia los radiadores. La temperatura se mantiene gracias a la circulación constante.
• Para calentar el aire. Su uso es mucho menos frecuente en el ámbito doméstico. Se suele emplear para calentar dependencias o instalaciones de producción. La energía térmica se distribuye en la habitación mediante masas de aire caliente. Estas se calientan mediante la combustión de materias primas. El calor se distribuye. mediante tubos de aluminio y sopladoresEste sistema se controla de forma automática, por lo que el propietario puede personalizarlo fácilmente según sus necesidades.

¿Cómo elegir un dispositivo así?

Al elegir una unidad basada en pirólisis Preste atención a sus características clave:

Calidad del estuche. Anteriormente, el cuerpo de la cámara de combustión estaba hecho principalmente de hierro fundido.

En la actualidad los fabricantes producen carrocerías soldadas hechas de chapa.

Lo principal aquí es su grosor.

Depende de la potencia de la caldera:

• 15—65 kW: estructuras internas 5 milímetros, externo - 4 milímetros;
• 75-110 kW: interno - 6 milímetros, externo - 5 milímetros;
• 135-195 kW: adentro - 8 milímetros, afuera - 6 milímetros;
• 200 kW y más: componentes internos - 10 milímetros, externo - 8 milímetros.

Fuerza. Este indicador depende del área calentada. Existen muchos métodos para determinar la potencia. El más sencillo y óptimo es tomar como base 1 kW por 10 metros cuadrados zona calentada

Los expertos recomiendan la unidad con 10% de reserva de marcha. Entonces, para colocarlo en 120 metros cuadrados una caldera servirá 16 kW. Si el área del territorio 160 metros cuadrados, la potencia del dispositivo debe ser al menos 18 kW, y así sucesivamente según el mismo principio.

Eficiencia energética. Indica la relación entre el calor útil gastado y el volumen de materias primas utilizadas. Este indicador depende principalmente del combustible. Por lo tanto, para un calentamiento eficaz, solo se necesitan consumibles secos.

Sin embargo, también se tiene en cuenta el volumen de la cámara de carga, que contiene la leña. hasta 60-65 cm. Además de esto, ambas cámaras recubierto con un especial una capa de hormigón cerámico Mantiene una temperatura adecuada en el interior. Como resultado, el combustible se quema con mayor eficiencia y eficacia.

Precio. Las calderas de pirólisis son más caras que otros tipos de calderas de calefacción. Sin embargo, también existen opciones en este caso. Por lo tanto, las calderas domésticas... 2-3 veces más barato importados, y sus características no son inferiores a las de sus análogos extranjeros.

Beneficios de usar

• Duración de la combustión.

Después de una marca de verificación, este dispositivo funciona sin problemas. hasta las 12 en punto, es decir, hay que cargarlo más 2 veces menos a menudo, que otras calderas de combustible sólido.

Sin embargo, todo depende del tipo: una chimenea de leña normal funciona durante aproximadamente 4 horas, y con combustión superior - en promedio 30 horas sobre leña y 5-7 días en carbón.

Este efecto se consigue debido al proceso de combustión controladaMuchos modelos modernos cuentan con control automático de funcionamiento. La duración de la combustión también depende del volumen del espacio habitable, la temperatura ambiente y la temperatura exterior, el diseño de la unidad y su potencia.

• Eficiencia 85-90%.

• Combustión completa de materias primas.

Menor consumo de materias primas, Los conductos de humos y el cenicero necesitan limpieza con menos frecuencia.

• Respetuoso con el medio ambiente.

Como resultado de la combustión lenta de madera o tipos similares de combustible, 3 veces menos sustancias nocivasque en otras calderas de combustible sólido. Además, las emisiones nocivas a la atmósfera se minimizan gracias a las altas temperaturas en la cámara superior.

• Costo-efectividad.

Incluso la leña grande sin partir es apta para la combustión. Además, la combustión de dos cámaras reduce el exceso de aire en los gases de escape, lo que también aumenta el ahorro. En comparación con otros tipos de calderas de combustible sólido, la eficiencia de las unidades de pirólisis es mayor. en un 5-8%.

Contras

1. Dependencia energéticaEn la mayoría de los casos, estas calderas no pueden funcionar sin un extractor de humos. Se requiere un sistema con generador para el tiro forzado. El ventilador consume al menos... 80-100 W.
2. Precio alto. De término medio 1,5-2 veces más caro otros tipos.
3. Sensibilidad a la humedad del combustibleEs necesaria la máxima sequedad. Por lo tanto, al quemar... 1 kilogramo leña con 20% humedad, la potencia de funcionamiento del equipo será 4 kW. Si tomas 1 kilogramo leña con 50% humedad, la potencia disminuye 2 veces y lo logra todo 2 kW.
4. Funcionamiento inestable de la unidad con cargas bajas (por debajo del 50%), acumulación de alquitrán en el conducto de gases de combustión.
5. Grandes dimensiones equipo de pirólisis.
6. Las calderas de pirólisis son exclusivamente de circuito único.Para calentar agua para uso doméstico, se requerirá una unidad separada.
7. No es posible automatizar el proceso de carga de combustible. — cargado exclusivamente de forma manual.

Seguro de usar

Funcionamiento de la caldera de pirólisis implica el funcionamiento a las temperaturas más altas posibles. Por ello, cada fabricante impone elevadas exigencias a la instalación y el funcionamiento de los equipos.

La instalación la realizará un especialista con la competencia necesaria. La caldera se coloca en una habitación separada con buena ventilación y se instala una chimenea en la unidad.

También se tiene en cuenta las siguientes reglas de funcionamiento:

• Si no hay suficiente tiro o no se dispone del refrigerante necesario, no se podrá utilizar la caldera.
• La carga y el encendido del equipo no deben confiarse a niños ni a otras personas no autorizadas.
• La temperatura del agua en el sistema de tuberías que pasa por la caldera, no debe superar los 95 °CSi se supera el indicador, la llama en la cámara de la unidad se debilita temporalmente con arena. Simultáneamente, se abren todas las compuertas de la chimenea.
• La caldera se calienta mucho durante su funcionamiento, por lo que no debe haber materiales ni objetos inflamables cerca de ella.
• Está estrictamente prohibido modificar el diseño de la caldera o utilizarla para otros fines.

Fotos de calderas de pirólisis

Foto 3. Caldera de pirólisis instalada en casa. Junto a ella se almacena leña para encender el fuego.

Foto 4. Caldera de pirólisis del fabricante Viessmann. El dispositivo está equipado con control electrónico.

Foto 5. Caldera de pirólisis con carga inferior de combustible de dimensiones bastante grandes.

Vídeo útil

Mire el vídeo, que demuestra el funcionamiento de la caldera de pirólisis y explica cómo encenderla.

Conclusiones

Caldera de pirólisis - Una buena alternativa a las unidades de combustión directa. Sin embargo, algunos expertos recomiendan adquirir equipos de pirólisis como fuente de calor de respaldo junto con una caldera eléctrica o de gas. Si, aun así, instala la pirólisis como generador principal de calor, necesitará un diseño competente y especialistas altamente cualificados para su instalación.