Efficienza aumentata di parecchie volte! Caldaia a pirolisi: cos'è, principi di funzionamento

Il funzionamento di una caldaia a pirolisi si basa su una speciale reazione chimica: pirolisi.

Con questo termine si intende il processo di decomposizione dei combustibili organici. per gas e carbone. Allo stesso tempo, l'energia termica viene rilasciata in grandi volumi.

Il processo è possibile solo in determinate condizioni: mancanza di ossigeno nello spazio. Alta temperatura. 200–800 °C.

Principi della pirolisi per il riscaldamento

La pirolisi è ampiamente utilizzata in vari settori industriali. Questo processo chimico è richiesto e per il riscaldamento degli spazi abitativi.

La pirolisi avviene con qualsiasi tipo di materia prima solida:

• Legna da ardere.
• Piccoli rami o trucioli di legno.
• Bricchette.
• Torba.
• Lignite.
• Pellet.
• Coke.

Tuttavia, l'unità di pirolisi funziona in modo più efficiente se utilizzata con un combustibile con un livello più elevato di emissioni di sostanze volatili: il legno. spessore 80-100 mm. Insieme ad essi vengono utilizzati anche pellet o scarti di legno.

Caldaia a pirolisi: cosa significa, il suo dispositivo

Progetto caldaia a pirolisi si presenta così:

1. Camino.
2. Unità di controllo.
3. Tramoggia di carico.
4. Ugello.
5. Camera di combustione.
6. Scambiatore di calore.

La caldaia a pirolisi è un'unità a due camere: questa è la sua particolarità. La principale reazione chimica in queste camere è:

1. Camera di carico o camera di gassificazione. Qui avviene la decomposizione termica preliminare della materia prima. La materia organica, sotto l'influenza delle alte temperature, si trasforma in gas combustibile. L'aria primaria viene convogliata nella camera per mantenere la combustione senza fiamma. La combustione avviene a una temperatura di 300—800 °C.

Foto 1. Camera di carico del combustibile in una caldaia a pirolisi. L'interno è rifinito con mattoni refrattari.

1. Camera di combustioneDopo la combustione lenta, l'aria e il gas rilasciati arrivano qui. Qui, il gas risultante brucia come il normale gas naturale. Temperatura in media 1200 °C. È in questa fase che viene rilasciato molto calore, necessario per il riscaldamento. Allo stesso tempo, si crea una forte resistenza aerodinamica, quindi è necessario un tiraggio forzato, il cui ruolo è svolto da un aspiratore di fumi.

Due spazi tra le camere divide la griglia, in cui viene caricato il combustibile. Lì viene acceso e viene attivato l'aspiratore dei fumi. La griglia impedisce la fuoriuscita di calore dalla camera di carico superiore e fornisce un leggero flusso di aria primaria.

Forni di pirolisi dotato di interruttori di trazione, che innescano l'accensione del combustibile. Pertanto, all'inizio dell'accensione, la caldaia funziona come un dispositivo a combustione diretta e, dopo la chiusura della valvola, passa alla pirolisi.

Tipi di dispositivi di pirolisi, caratteristiche

Le caldaie a pirolisi differiscono nella loro progettazione. Quindi ci sono:

• Camera di postcombustione nella parte superiore. Raramente riscontrabile. I vantaggi di questo progetto sono che i gas di scarico passano senza ostacoli nella camera di postcombustione e, una volta esaurita la combustione, entrano immediatamente nel camino per un ulteriore raffreddamento. Tra gli svantaggi, la collocazione del sistema di fumo è antieconomica, poiché inizialmente sono necessari più materiali di consumo per realizzare un progetto di questo tipo.

Foto 2. Caldaia a pirolisi con camera di postcombustione inferiore. Le frecce indicano i componenti del dispositivo.

• Camera di postcombustione nella parte inferiore. Il tipo di design più comune e comodo. È comodo per l'utente caricare la legna da ardere, poiché la camera non è posizionata sul pavimento. La camera ha anche uno scarico diretto alla canna fumaria inferiore e da lì alla canna fumaria. Tuttavia, questo design presenta anche degli svantaggi. Ad esempio, la cenere proveniente dal vano di caricamento ostruisce la seconda camera, che deve essere pulita più spesso. Inoltre, è necessario garantire un tiraggio maggiore in modo che il fumo si muova verso il basso.

E anche caldaie a pirolisi differiscono nel tipo di trazione utilizzata:

1. Corrente d'aria naturale. Non necessita di elettricità. Tuttavia, per funzionare, richiede una canna fumaria piuttosto alta con un potente tiraggio naturale, il che sarà costoso.
2. Sovralimentazione e trazione forzate. La caldaia diventa dipendente dal consumo energetico, tuttavia, la velocità di entrata in modalità aumenta. Tale unità è dotata di ventilatori e aspiratori di fumo, controllati dall'automazione: la dipendenza dalle condizioni meteorologiche scompare completamente e l'efficienza di combustione aumenta. Questo tipo di caldaia può funzionare con il massimo livello di efficienza in tutto il ciclo di funzionamento. 4-5 ore, e questo 20% in più, rispetto a una caldaia a tiraggio naturale.

Ne esistono due tipi a seconda del metodo di riscaldamento. dispositivi di pirolisi:

• Per il riscaldamento dell'acqua. Il vettore termico è l'acqua, che viene riscaldata nello scambiatore di calore e poi immessa nei radiatori attraverso i tubi. La temperatura viene mantenuta costante grazie alla circolazione costante.
• Per il riscaldamento dell'aria. Viene utilizzato molto meno frequentemente in ambito domestico. Viene spesso utilizzato per riscaldare annessi o stabilimenti produttivi. L'energia termica viene distribuita nell'ambiente tramite masse d'aria calda, che vengono riscaldate tramite la combustione di materie prime. Il calore viene distribuito mediante tubi e soffiatori in alluminioQuesto sistema è controllato automaticamente, quindi il proprietario può facilmente personalizzarlo in base alle sue esigenze.

Come scegliere un dispositivo del genere

Quando si sceglie un'unità basata sulla pirolisi prestare attenzione alle sue caratteristiche principali:

Qualità della custodia. In precedenza, il corpo del focolare era realizzato principalmente in ghisa.

Ora i produttori realizzano un corpo saldato in materiale in lamiera.

La cosa più importante qui è lo spessore.

Dipende dalla potenza della caldaia:

• 15—65 kW: strutture interne 5 millimetri, esterno - 4 millimetri;
• 75-110 kW: interno - 6 millimetri, esterno — 5 millimetri;
• 135-195 kW: dentro - 8 millimetri, al di fuori - 6 millimetri;
• 200 kW e oltre: componenti interni - 10 millimetri, esterno - 8 millimetri

Energia. Questo indicatore dipende dall'area riscaldata. Esistono molti metodi per determinare la potenza. Il più semplice e ottimale è quello di prendere come base 1 kW ogni 10 metri quadrati zona riscaldata.

Gli esperti raccomandano l'unità con riserva di carica del 10%. Quindi, per il posizionamento 120 metri quadrati una caldaia andrà bene 16 kW. Se l'area del territorio 160 metri quadrati, la potenza del dispositivo deve essere almeno 18 kW, e così via secondo lo stesso principio.

Efficienza energetica. Indica il rapporto tra il calore utile speso e il volume di materie prime utilizzate. Questo indicatore dipende principalmente dal combustibile. Pertanto, per un riscaldamento efficace, sono necessari solo materiali di consumo secchi.

Tuttavia, viene preso in considerazione anche il volume della camera di carico, che contiene la legna da ardere. fino a 60-65 cm. Oltre a questo, entrambe le fotocamere rivestito con uno speciale uno strato di cemento ceramico - mantiene una temperatura interna adeguata. Di conseguenza, il carburante brucia in modo più efficiente ed efficace.

Prezzo. Le caldaie a pirolisi sono più costose di altri tipi di caldaie per il riscaldamento. Tuttavia, anche in questo caso esistono delle alternative. Pertanto, 2-3 volte più economico importati e le loro caratteristiche non sono inferiori a quelle dei prodotti analoghi stranieri.

Vantaggi dell'utilizzo

• Durata della combustione.

Dopo un segnalibro, un dispositivo del genere funziona senza problemi. fino alle 12, cioè deve essere caricato ulteriormente 2 volte meno spesso, rispetto ad altre caldaie a combustibile solido.

Tuttavia, tutto dipende dal tipo: un normale camino a legna funziona per circa 4 ore, e con combustione superiore - in media 30 ore sulla legna da ardere e 5-7 giorni con il carbone.

Questo effetto si ottiene grazie al processo di combustione controllataMolti modelli moderni dispongono di controllo automatico del funzionamento. La durata della combustione dipende anche dal volume dello spazio abitativo, dalla temperatura dell'aria nella stanza e all'esterno, dal design dell'unità e dalla sua potenza.

• Efficienza 85-90%.

• Combustione completa delle materie prime.

Minor consumo di materie prime, Le canne fumarie e il cassetto cenere devono essere puliti meno spesso.

• Rispettoso dell'ambiente.

A causa della combustione lenta di legna o di combustibili simili, 3 volte meno sostanze nociverispetto ad altre caldaie a combustibile solido. Inoltre, le emissioni nocive in atmosfera sono ridotte al minimo grazie alle elevate temperature nella camera superiore.

• Rapporto costi-efficacia.

Anche la legna da ardere di grandi dimensioni non spaccata è adatta alla combustione. Inoltre, la combustione a doppia camera riduce l'eccesso d'aria nei gas di scarico, con conseguente aumento del risparmio. Rispetto ad altri tipi di caldaie a combustibile solido, l'efficienza delle unità di pirolisi è maggiore. del 5-8%.

Contro

1. dipendenza energeticaSpesso, queste caldaie non possono funzionare senza un aspiratore di fumi. Per il tiraggio forzato è necessario un sistema con generatore. Il ventilatore consuma almeno 1000 kJ di elettricità. 80-100 W.
2. Prezzo elevato. In media 1,5-2 volte più costoso altri tipi.
3. Sensibilità all'umidità del carburanteÈ necessaria la massima secchezza. Pertanto, quando si brucia 1 chilogrammo legna da ardere con 20% umidità, la potenza operativa dell'apparecchiatura sarà 4 kW. Se prendi 1 chilogrammo legna da ardere con 50% umidità, la potenza diminuisce 2 volte e realizza tutto 2 kW.
4. Funzionamento instabile dell'unità a bassi carichi (inferiori al 50%), accumulo di catrame nel condotto dei gas di combustione.
5. Grandi dimensioni apparecchiature di pirolisi.
6. Le caldaie a pirolisi sono esclusivamente a circuito singoloPer riscaldare l'acqua per uso domestico sarà necessaria un'unità separata.
7. Non è possibile automatizzare il processo di caricamento del carburante — caricato esclusivamente manualmente.

Sicuro da usare

Funzionamento della caldaia a pirolisi implica il funzionamento alle temperature più elevate possibili. Per questo motivo, ogni produttore pone requisiti elevati per quanto riguarda l'installazione e il funzionamento delle proprie apparecchiature.

L'installazione viene effettuata da uno specialista dotato delle competenze necessarie. La caldaia è posizionata in un locale separato ben ventilato e sull'unità è installato un camino.

Anche preso in considerazione le seguenti regole operative:

• Se non c'è sufficiente tiraggio o il refrigerante necessario, la caldaia non può essere utilizzata.
• Il caricamento e l'accensione dell'attrezzatura non devono essere affidati ai bambini o ad altre persone non autorizzate.
• La temperatura dell'acqua nel sistema di tubi che attraversano la caldaia, non deve superare i 95 °CSe l'indicatore viene superato, la fiamma nella camera di combustione viene indebolita per un po' con l'aggiunta di sabbia. Parallelamente, vengono aperte tutte le possibili valvole di scarico fumi.
• Durante il funzionamento la caldaia diventa molto calda, pertanto non devono esserci materiali o oggetti infiammabili nelle sue vicinanze.
• È severamente vietato modificare la caldaia o utilizzarla per altri scopi.

Foto di caldaie a pirolisi

Foto 3. Caldaia a pirolisi installata in casa. La legna da ardere per l'accensione è immagazzinata accanto.

Foto 4. Caldaia a pirolisi del produttore Viessmann. Il dispositivo è dotato di controllo elettronico.

Foto 5. Caldaia a pirolisi con caricamento del combustibile dal basso di dimensioni piuttosto grandi.

Video utile

Guarda il video che mostra il funzionamento della caldaia a pirolisi e spiega come accenderla.

Conclusioni

Caldaia a pirolisi - una buona alternativa alle unità a combustione diretta. Tuttavia, alcuni esperti raccomandano l'acquisto di un'apparecchiatura per la pirolisi come fonte di calore di riserva, in un kit con una caldaia elettrica o a gas. Se si desidera comunque installare la pirolisi come generatore di calore principale, è necessario rivolgersi a una progettazione competente e a personale altamente qualificato per l'installazione.