Buena fuente de calor: dibujo y principio de funcionamiento de la caldera de pirólisis

La pirólisis es un método de descomposición de compuestos orgánicos e inorgánicos mediante acción térmica. En pocas palabras, Las moléculas se descomponen en partes más simples cuando se calientan.

Una caldera de pirólisis es un dispositivo del tipo de calderas de combustible sólido (generalmente para calentar agua) que utiliza calefacción. hasta 200–800 °C.

La particularidad es la combustión separada del propio combustible y la postcombustión de los gases y productos de combustión acompañantes en una cámara separada de la caldera.

Principio de funcionamiento: funcionamiento de una caldera de pirólisis

El principio general de funcionamiento de la caldera es en el calentamiento a alta temperatura de combustible orgánico con falta de aire, dando lugar a la formación de gases inflamables.

Entran en la cámara de combustión secundaria y allí, mezclándose con el oxígeno, El gas se oxida, liberando una porción adicional de calor.

Clasificación

Las calderas tienen diferencias por la ubicación de las cámaras de postcombustión de gas:

• con excelente ubicación;
• con una ubicación más baja.

Las calderas con cámara superior son más voluminosas y requieren más material para ensamblar el conducto de humos. Sin embargo, su limpieza será mucho menos frecuente debido a las partículas del combustible quemado. No te metas en la cámara para gases de postcombustión.

En las calderas con sección inferior, el combustible se ubica en la parte superior y los gases se descargan en la inferior, donde se queman. Esto es práctico, pero será necesario retirar con frecuencia las pequeñas partículas de madera de la cámara de combustión.

Por dependencia energética Las calderas son:

• sin utilizar electricidad: calderas con tiro natural;
• con tiro forzado.

Independiente energéticamente Las calderas implican la inclusión de una chimenea alta en el diseño (no menos de 5-6 metros) para aumentar el empuje y garantizar suficiente vacío en el compartimiento de combustión.

La eficiencia de calefacción de estas calderas será algo menor que la de las calderas con tiro forzado.

Dispositivos con flujo de aire forzado están equipados uno o dos ventiladores, que puede funcionar en modo de inyección de aire o en modo de extracción de gases de escape.

Algunos modelos de calderas utilizan método combinado con la participación de dispositivos de inyección de gas y succión para aumentar la potencia.

Por método de calentamiento:

• Agua Calefacción: las tuberías de agua están conectadas al intercambiador de calor de la caldera, a través del cual se distribuye el fluido de trabajo calentado a varias habitaciones.
• Aire Calefacción: en lugar de agua, se utiliza aire, que recibe calor a través del mismo intercambiador de calor y se distribuye por conductos. Su eficiencia es menor que la del método de agua y se utiliza en áreas de producción y almacenes.

Foto 1. Caldera de pirólisis con intercambiador de calor, diseñada para calentar agua, funciona con leña.

Dibujo: vista general, proceso de trabajo

Existen numerosas opciones de diseño para una caldera de pirólisis. El tipo más simple, según el plano, se presenta de la siguiente manera.

• Cámara de combustión caldera.
• Compartimento de gasificación.
• Sección de postcombustión de gas.
• Barras de rejilla.
• Intercambiador de calor (tuberías de entrada/salida).
• Tubería de escape de gas (tubo de lámpara).
• Agujeros de soplado.
• Puerta del compartimento de carga de combustible.

La caldera puede incluir sensores de temperatura y dispositivos para supervisar y mantener los modos de funcionamiento normales.

Y también hardware Caldera para automatizar el funcionamiento de todo el complejo de calefacción.

La esencia de lo que ocurre dentro de la caldera de pirólisis se caracteriza por los siguientes procesos:

• Un flujo de aire desde el exterior entra en el compartimento de gasificación. con el combustible ubicado allí.
• Un poco de oxígeno apoyará el proceso de combustión. (Ardor latente). Los gases, producto de la combustión, entran en la cámara de combustión de la caldera a través de la boquilla y se oxidan allí en presencia de oxígeno secundario, que entra con el aire exterior.
• Una parte de los gases de pirólisis se reduce en presencia de carbono. de combustible a monóxido de carbono y óxido de nitrógeno, consumiendo parte de la energía en el proceso. La mezcla pasa a la sección de postcombustión gases y se oxida allí, devolviendo la energía que le quitó.

Foto 2. Dibujo de una caldera de pirólisis de combustión prolongada; un dispositivo ensamblado de acuerdo con ella puede calentar una casa grande.

• Las mezclas de gases que participan en la reacción de pirólisis se descargan al exterior a través de la chimenea., sin pasar por el intercambiador de calor de la caldera.

Fases de temperatura:

• secado, pirólisis de la madera — 450 °C;
• combustión de gas de madera y aire secundario - 560 °C;
• soplando la llama y devolviendo el calor - 1200 °C;
• eliminación de los productos de combustión restantes - 160 °C.

Diferencias entre el dispositivo y las calderas convencionales

Incluye madera (leña), briquetas de combustible especial (pellets) y residuos generados en la producción. Una de las principales diferencias entre las calderas es... uso de diferentes tipos de combustibles sólidos, prácticamente cualquier sustancia que pueda arder.

La duración del proceso de combustión del combustible es mucho mayor que la de las calderas convencionales. De 8 a 10 horas y más. Existen modelos de calderas con amplio compartimento para leña, la duración del funcionamiento continuo es hasta 24 horas. Esto significa que la cámara de combustión se rellena con nuevas porciones de combustible. 1-2 veces al día.

Selección y cálculo en la compra: diagrama

Para seleccionar una caldera que sea óptimamente adecuada para una casa en particular o un complejo de instalaciones, se utilizan las siguientes consideraciones:

• Número de pisos del edificio. Cuanto más haya, más difícil será mover la sustancia de trabajo (líquido o gas) a través de las tuberías.
• Definición del tipo de equipoLas calderas de diferentes diseños funcionan con distinta eficiencia. Antes de comprar, consulte la documentación para determinar la zona a la que está diseñado el producto.

Foto 3. Esquema del principio de funcionamiento de una caldera de pirólisis para una casa de campo equipada con chimenea.

• Parámetros de potencia de la bomba de circulación, la posibilidad de su modernización o sustitución para mejorar sus propiedades de rendimiento.
• Tipo de chimenea y su capacidad para evacuar libremente los gases de escape de la caldera a la atmósfera. Un diseño seguro implica rapidez. eliminación de la mezcla de gases en un volumen del 100%.
• Determinación del área total Local con calefacción. Se permite un error aquí: 2–3 metros cuadrados
• Grado de aislamiento térmico de los locales. Una casa de ladrillo cuidadosamente aislada perderá calor más lentamente que un garaje de metal o un almacén “frío”, lo que significa que se requerirá menos energía para mantener una temperatura del aire confortable.
• La región en la que se ubica el local. Para los territorios del sur, una simple caldera de pirólisis servirá, para los territorios del norte, una más potente, preferiblemente con reserva.

Vídeo útil

En el vídeo se explica cómo fabricar uno mismo una caldera de pirólisis para calentar una habitación.

Ventajas y desventajas

Ventajas:

• Eficiencia 85–90%.
• La pirólisis permite extraer máxima energía de un material sólido durante la combustión.
• Economía, que se consigue con la ayuda de un ventilador con velocidad regulable, que a su vez permite variar la potencia de la caldera según las necesidades.
• El combustible en una caldera de pirólisis arde durante mucho más tiempo. que en las calderas convencionales, por lo tanto, es necesario calentar y limpiar con menos frecuencia.

Contras:

• Alto costo Los equipos de fábrica limitan su uso en hogares particulares. El precio de una caldera de este tipo... 2-3 veces mayor, de lo habitual.
• Largo periodo de amortización.
• La necesidad de utilizar combustible seco. Contenido de humedad recomendado de los materiales de madera - hasta un 15–20%. De lo contrario, el funcionamiento no será estable y la eficiencia de la calefacción disminuirá. Es posible que la caldera no funcione con leña húmeda.
• Si utiliza madera que produce mucha resina (abeto, pino), entonces Los compartimentos y elementos del horno se ensucian rápidamente y surgen dificultades con su limpieza.
• Es posible que salgan cenizas por la chimenea.
• Dependencia del suministro eléctrico. La ausencia o las frecuentes interrupciones en el suministro de electricidad no permitirán la instalación de la caldera en regiones remotas.