Bonne source de chauffage : dessin et principe de fonctionnement de la chaudière à pyrolyse
La pyrolyse est une méthode de décomposition des composés organiques et inorganiques par action thermique. En termes simples, Les molécules se décomposent en parties plus simples lorsqu'elles sont chauffées.
Une chaudière à pyrolyse est un appareil du type des chaudières à combustible solide (le plus souvent pour chauffer l'eau) utilisant le chauffage jusqu'à 200–800 °C.
La particularité réside dans la combustion séparée du combustible lui-même et la postcombustion des gaz et produits de combustion qui l'accompagnent dans une chambre séparée de la chaudière.
Principe de fonctionnement : fonctionnement d'une chaudière à pyrolyse
Le principe général de fonctionnement de la chaudière est dans le chauffage à haute température de combustible organique avec un manque d'air, ce qui entraîne la formation de gaz inflammables.
Ils pénètrent dans la chambre de combustion secondaire et là, en se mélangeant à l'oxygène, le gaz est oxydé, libérant une partie supplémentaire de chaleur.
Classification
Les chaudières ont différences par l'emplacement des chambres de postcombustion des gaz :
- avec un emplacement idéal;
- avec un emplacement plus bas.
Les chaudières à chambre supérieure sont plus volumineuses et nécessitent davantage de matériaux pour l'assemblage du conduit de fumée. Cependant, leur nettoyage est beaucoup moins fréquent, car les particules de combustible brûlé s'accumulent. n'entre pas dans la caméra pour les gaz de postcombustion.
Dans les chaudières à section inférieure, le combustible est situé dans la partie supérieure et les gaz sont évacués vers la partie inférieure, où ils brûlent. C'est pratique, mais il faudra fréquemment retirer les petites particules de bois de la chambre de combustion.
Par dépendance énergétique Les chaudières sont :
- sans utiliser d'électricité : chaudières avec tirage naturel;
- avec tirage forcé.
Indépendant énergétiquement les chaudières impliquent l'inclusion d'une cheminée haute dans la conception (pas moins de 5 à 6 mètres) pour augmenter la poussée et assurer un vide suffisant dans le compartiment de combustion.
L'efficacité de chauffage de ces chaudières sera légèrement inférieure à celle des chaudières à tirage forcé.
Appareils avec flux d'air forcé sont équipés un ou deux ventilateurs, qui peut fonctionner en mode injection d'air ou en mode extraction des gaz d'échappement.
Certains modèles de chaudières utilisent méthode combinée avec la participation de dispositifs d'injection et d'aspiration de gaz pour augmenter la puissance.
Référence! Des mécanismes qui pompent les gaz d'échappement sont fabriqués fabriqué à partir de matériaux spéciaux résistants à la chaleur (austénitiques) alliages, leur coût est nettement plus élevé que celui des ventilateurs soufflants.
Par méthode de chauffage :
- Eau chauffage - les conduites d'eau sont connectées à l'échangeur de chaleur de la chaudière, à travers lequel le fluide de travail chauffé est distribué dans différentes pièces.
- Air Chauffage : l'air est utilisé à la place de l'eau. La chaleur est captée par le même échangeur de chaleur et distribuée par des conduits. Son efficacité est inférieure à celle de la méthode à eau. Ce système est utilisé dans les zones de production et les entrepôts.
Photo 1. Chaudière à pyrolyse avec échangeur de chaleur, conçue pour le chauffage de l'eau, fonctionne au bois.
Dessin : vue générale, processus de travail
Il existe de nombreuses options de conception pour une chaudière à pyrolyse. Le type le plus simple, selon le schéma, est le suivant :
- Chambre de combustion chaudière.
- Compartiment de gazéification.
- Section de postcombustion des gaz.
- Barreaux de grille.
- Échangeur de chaleur (tuyaux d'entrée/sortie).
- Conduite d'échappement de gaz (cheminée).
- Percer des trous.
- Porte du compartiment de chargement du carburant.
La chaudière peut comprendre capteurs de température et des dispositifs de surveillance et de maintien des modes de fonctionnement normaux.
Et aussi matériel chaudière pour automatiser le fonctionnement de l'ensemble du complexe de chauffage.
L'essence de ce qui se passe à l'intérieur de la chaudière à pyrolyse est caractérisée par les processus suivants :
- Un flux d'air extérieur pénètre dans le compartiment de gazéification avec le carburant qui s'y trouve.
- Un peu d’oxygène soutiendra le processus de combustion. (fumée). Les gaz, produits de la combustion, pénètrent dans la chambre de combustion de la chaudière par la tuyère et y sont oxydés en présence d'oxygène secondaire, qui entre avec l'air extérieur.
- Une partie des gaz de pyrolyse est réduite en présence de carbone du carburant au monoxyde de carbone et à l'oxyde d'azote, consommant une partie de l'énergie au cours du processus. Le mélange passe à la section de postcombustion se gazifie et s'oxyde là, restituant l'énergie qu'il a emportée.
Photo 2. Dessin d'une chaudière à pyrolyse à combustion longue ; un appareil assemblé selon celle-ci peut chauffer une grande maison.
- Les mélanges gazeux participant à la réaction de pyrolyse sont évacués vers l'extérieur par la cheminée., en contournant l'échangeur de chaleur de la chaudière.
Attention! Étant donné que le fonctionnement des chaudières à pyrolyse est associé à une grande quantité d'énergie générée à l'intérieur de l'équipement et à la libération possible de divers types de gaz nocifs, il est recommandé de procéder à la construction indépendante des chaudières uniquement avec une compréhension complète de tous les processus physiques et chimiques, survenant au cours de son fonctionnement.
Phases de température :
- séchage, pyrolyse du bois — 450 °C;
- combustion du gaz de bois et de l'air secondaire - 560 °C;
- souffler la flamme et renvoyer la chaleur - 1200 °C;
- élimination des produits de combustion restants - 160 °C.
Différences entre l'appareil et les chaudières conventionnelles
Y compris le bois (bois de chauffage), les briquettes combustibles spéciales (granulés) et les déchets de production. L'une des principales différences entre les chaudières est utilisation de différents types de combustibles solides, pratiquement n’importe quelle substance qui peut brûler.
La durée du processus de combustion du combustible est beaucoup plus longue que celle des chaudières conventionnelles. De 8 à 10 heures et plus. Il existe des modèles de chaudières avec un grand compartiment pour le bois de chauffage, la durée de fonctionnement continu est jusqu'à 24 heures. Cela signifie que la chambre de combustion est remplie de nouvelles portions de carburant. 1 à 2 fois par jour.
Important! En raison du fait que la décomposition presque complète des matériaux solides se produit, les chaudières pyrotechniques moins nocif pour l'environnement.
Sélection et calcul lors de l'achat : schéma
Pour sélectionner une chaudière parfaitement adaptée à une maison ou à un ensemble de locaux particuliers, les considérations suivantes sont utilisées :
- Nombre d'étages dans le bâtiment. Plus il y en a, plus il sera difficile de déplacer la substance active (liquide ou gaz) dans les canalisations.
- Définir le type d'équipementLes chaudières de différentes conceptions ont des rendements différents. Avant d'acheter, il est conseillé de lire la documentation afin de déterminer la zone à chauffer.
Photo 3. Schéma du principe de fonctionnement d'une chaudière à pyrolyse pour une maison de campagne équipée d'une cheminée.
- Paramètres de puissance de la pompe de circulation, la possibilité de sa modernisation ou de son remplacement pour améliorer ses propriétés de performance.
- Type de cheminée et sa capacité à laisser passer librement les gaz d'échappement de la chaudière dans l'atmosphère. Une conception sûre implique une rapidité élimination du mélange gazeux à 100% volume.
- Détermination de la superficie totale locaux chauffés. Une erreur est autorisée ici : 2–3 m²
- Degré d'isolation thermique des locaux. Une maison en briques soigneusement isolée perdra de la chaleur plus lentement qu’un garage en métal ou un entrepôt « froid », ce qui signifie que moins d’énergie sera nécessaire pour maintenir une température de l’air confortable.
- La région dans laquelle se trouvent les locaux. Pour les territoires du sud, une simple chaudière à pyrolyse fera l'affaire, pour les territoires du nord, une plus puissante, de préférence avec une réserve.
Vidéo utile
La vidéo explique comment vous pouvez fabriquer vous-même une chaudière à pyrolyse pour chauffer une pièce.
Avantages et inconvénients
Avantages :
- Efficacité 85–90 %.
- La pyrolyse permet d'extraire énergie maximale d'un matériau solide lors de la combustion.
- Économie, obtenu à l'aide d'un ventilateur à vitesse réglable, qui permet à son tour de modifier la puissance de la chaudière selon les besoins.
- Le combustible dans une chaudière à pyrolyse brûle beaucoup plus longtemps, que dans les chaudières conventionnelles, il est donc nécessaire de chauffer et de nettoyer moins souvent.
Inconvénients :
- Coût élevé L'équipement industriel limite son utilisation dans les ménages. Le prix d'une telle chaudière 2 à 3 fois plus élevé, que d'habitude.
- Longue période de récupération.
- La nécessité d’utiliser du combustible sec. Teneur en humidité recommandée des matériaux en bois - jusqu'à 15–20 %. Dans le cas contraire, le fonctionnement sera instable et l'efficacité du chauffage diminuera. La chaudière risque de ne pas fonctionner avec du bois humide.
- Si vous utilisez du bois qui produit beaucoup de résine (épicéa, pin), alors les compartiments et les éléments du four se salissent rapidement et des difficultés surgissent lors de leur nettoyage.
- Des cendres peuvent être libérées par la cheminée.
- Dépendance à l'approvisionnement en électricité. L'absence ou les interruptions fréquentes de l'alimentation électrique ne permettront pas d'installer la chaudière dans des régions éloignées.
