Efficiëntie vele malen verhoogd! Pyrolyse-ketel: wat is het, werkingsprincipes

De werking van een pyrolyse-ketel is gebaseerd op een speciale chemische reactie - pyrolyse.

Deze term verwijst naar het ontledingsproces van organische brandstoffen. voor gas en steenkool. Tegelijkertijd komt er grote hoeveelheden thermische energie vrij.

Het proces is alleen mogelijk onder bepaalde voorwaarden: gebrek aan zuurstof in de ruimte. Hoge temperatuur: 200–800 °C.

Principes van pyrolyse voor verwarming

Pyrolyse wordt veel gebruikt in diverse industrieën. Er is vraag naar dit chemische proces en voor het verwarmen van woonruimtes.

Pyrolyse treedt op bij elk type vaste grondstof:

• Brandhout.
• Kleine takken of houtsnippers.
• Briketten.
• Turf.
• Bruinkool.
• Korrels.
• Cokes.

De pyrolyse-eenheid werkt echter het meest efficiënt op brandstof met een hogere uitstoot van vluchtige stoffen: hout. dikte 80-100 mm. Daarnaast worden ook pellets en houtafval gebruikt.

Pyrolyse-ketel: wat betekent het, wat is het apparaat?

Ontwerp pyrolyse ketel ziet er zo uit:

1. Schoorsteen.
2. Besturingseenheid.
3. Laadbak.
4. Mondstuk.
5. Verbrandingskamer.
6. Warmtewisselaar.

Het bijzondere aan de pyrolyse-verwarmingsketel is dat het een tweekamerapparaat is. De belangrijkste chemische reactie in deze kamers is:

1. Laadkamer of vergassingskamer. Hier vindt de eerste thermische ontleding van de grondstof plaats. Het organische materiaal verandert onder invloed van hoge temperaturen in brandbaar gas. Primaire lucht wordt in de kamer geleid om het smeulen in stand te houden. Verbranding bij een temperatuur van 300—800 °C.

Foto 1. Brandstoflaadruimte in een pyrolyseketel. De binnenkant is afgewerkt met vuurvaste stenen.

1. VerbrandingskamerNa het smeulen komen de vrijgekomen lucht en het gas hier terecht. Hier brandt het resulterende gas als gewoon aardgas. Temperatuur gemiddeld 1200 °C. In deze fase komt veel warmte vrij, wat nodig is voor verwarming. Tegelijkertijd is er een sterke aerodynamische weerstand, waardoor geforceerde luchtstroom noodzakelijk is, die wordt uitgevoerd door een rookafzuiger.

Twee ruimtes tussen de kamers verdeelt het rooster, waarin de brandstof wordt geladen. Daar wordt deze ontstoken en wordt de rookafzuiger gestart. Het rooster voorkomt dat warmte uit de bovenste laadkamer ontsnapt en zorgt voor een lichte stroom primaire lucht.

Pyrolyse-ovens uitgerust met tractieschakelaars, die de brandstof ontsteken. Zo functioneert de ketel aan het begin van de ontsteking als een apparaat voor directe verbranding, en na het sluiten van de klep schakelt hij over op pyrolyse.

Soorten pyrolyse-apparaten, kenmerken

Pyrolyse-ketels verschillen in hun ontwerp. Er zijn dus:

• Naverbrandingskamer bovenop. Zelden aangetroffen. De voordelen van dit ontwerp zijn dat het rookgas ongehinderd de naverbrandingskamer in stroomt en na verbranding direct de schoorsteen in gaat voor verdere koeling. Een van de nadelen is dat de locatie van het rooksysteem oneconomisch is, omdat er initieel meer verbruiksmaterialen nodig zijn om een ​​dergelijk ontwerp te produceren.

Foto 2. Pyrolyseketel met een onderste naverbrandingskamer. De pijlen geven de onderdelen van het apparaat aan.

• Naverbrandingskamer aan de onderkant. Het meest voorkomende en meest comfortabele ontwerp. Het is handig voor de gebruiker om brandhout te laden, omdat de kamer zich niet op de vloer bevindt. De kamer heeft ook een directe uitlaat naar het onderste rookkanaal en van daaruit naar de schoorsteen. Dit ontwerp heeft echter ook nadelen. Zo verstopt as uit het laadcompartiment de tweede kamer, waardoor deze vaker moet worden schoongemaakt. Daarnaast is een hogere trek nodig, zodat de rook naar beneden stroomt.

En ook pyrolyse-ketels verschillen in het type tractie dat wordt gebruikt:

1. Natuurlijke trek. Er is geen elektriciteit nodig. Voor de werking is echter een vrij hoge schoorsteen met een sterke natuurlijke trek nodig, wat duur zal zijn.
2. Gedwongen boost en tractie. De ketel wordt energieafhankelijk, maar de snelheid waarmee de ketel in bedrijf komt, neemt toe. Een dergelijke unit is uitgerust met ventilatoren en rookafzuigers, die geautomatiseerd worden aangestuurd - de weersafhankelijkheid verdwijnt volledig en de verbrandingsefficiëntie neemt toe. Dit type oven kan gedurende de hele levensduur met maximale efficiëntie werken. 4-5 uur, en dit 20% meerdan een ketel met natuurlijke trek.

Er zijn twee soorten, afhankelijk van de verwarmingsmethode. pyrolyse-apparaten:

• Voor het verwarmen van water. De warmtedrager is water, dat in de warmtewisselaar wordt verwarmd en vervolgens via leidingen naar de radiatoren wordt gegoten. De temperatuur wordt gehandhaafd door constante circulatie.
• Voor luchtverwarming. Het wordt veel minder vaak gebruikt in huishoudelijke omgevingen. Het wordt vaak gebruikt om bijgebouwen of productiefaciliteiten te verwarmen. Thermische energie wordt in de ruimte verspreid met behulp van warme luchtmassa's. Deze worden verwarmd door de verbranding van grondstoffen. Warmte wordt verspreid. door middel van aluminium buizen en blowersDit systeem wordt automatisch aangestuurd, zodat de eigenaar het eenvoudig kan aanpassen aan zijn behoeften.

Hoe kiest u zo'n apparaat?

Bij het kiezen van een pyrolyse-gebaseerde unit Let op de belangrijkste kenmerken:

Kwaliteit van de behuizing. Vroeger werd de vuurkast hoofdzakelijk van gietijzer gemaakt.

Tegenwoordig produceren fabrikanten een gelaste carrosserie van plaatmateriaal.

Het belangrijkste hierbij is de dikte.

Het hangt af van het ketelvermogen:

• 15—65 kW: interne structuren 5 mm, extern - 4 mm;
• 75-110 kW: intern - 6 mm, extern — 5 mm;
• 135-195 kW: binnen - 8 mm, buiten - 6 mm;
• 200 kW en meer: interne componenten - 10 mm, extern - 8 mm.

Stroom. Deze indicator is afhankelijk van het verwarmde gebied. Er zijn veel methoden om het vermogen te bepalen. De eenvoudigste en meest optimale is om als basis te nemen 1 kW per 10 vierkante meter verwarmd gebied.

Deskundigen bevelen de unit aan met 10% gangreserve. Dus, voor het plaatsen op 120 vierkante meter een cv-ketel is voldoende 16 kW. Als het gebied van het grondgebied 160 vierkante meterhet vermogen van het apparaat moet minimaal zijn 18 kW, enzovoort, volgens hetzelfde principe.

Energie-efficiëntie. Geeft de verhouding aan tussen de verbruikte bruikbare warmte en de hoeveelheid gebruikte grondstoffen. Deze indicator is voornamelijk afhankelijk van de brandstof. Voor effectieve verwarming zijn dus alleen droge verbruiksmaterialen nodig.

Er wordt echter ook rekening gehouden met het volume van de laadruimte waarin het brandhout wordt bewaard. tot 60-65 cm. Daarnaast, beide camera's bekleed met een speciale een laag keramisch beton - het zorgt voor een aangename temperatuur binnenin. Hierdoor verbrandt de brandstof efficiënter en effectiever.

Prijs. Pyrolyse-ketels zijn duurder dan andere soorten verwarmingsketels. Er zijn echter ook hier opties. Zo kan een huisbrandoliebrander... 2-3 keer goedkoper geïmporteerd en hun eigenschappen doen niet onder voor die van buitenlandse analogen.

Voordelen van het gebruik van

• Brandduur.

Na één bladwijzer werkt zo'n apparaat soepel. tot 12 uurdat wil zeggen dat het verder geladen moet worden 2 keer minder vaak, dan andere vastebrandstofketels.

Het hangt echter allemaal af van het type: een gewone houtkachel werkt ongeveer 4 uur, en met bovenverbranding - gemiddeld 30 uur op brandhout en 5-7 dagen op kolen.

Dit effect wordt bereikt door het gecontroleerde verbrandingsprocesVeel moderne modellen hebben een automatische regeling van de werking. De verbrandingsduur hangt ook af van de grootte van de leefruimte, de temperatuur in de kamer en buiten, het ontwerp van het apparaat en het vermogen.

• Efficiëntie 85-90%.

• Volledige verbranding van grondstoffen.

Minder verbruik van grondstoffen, De rookkanalen en de aslade hoeven minder vaak schoongemaakt te worden.

• Milieuvriendelijk.

Als gevolg van het smeulen van hout of soortgelijke soorten brandstof, 3 keer minder schadelijke stoffendan in andere vastebrandstofketels. Bovendien worden schadelijke emissies in de atmosfeer geminimaliseerd onder invloed van de hoge temperaturen in de bovenste kamer.

• Kosteneffectiviteit.

Zelfs groot, ongespleten brandhout is geschikt voor verbranding. Bovendien vermindert de verbranding met twee kamers de hoeveelheid lucht in de rookgassen, wat ook de besparing verhoogt. Vergeleken met andere typen vastebrandstofketels is het rendement van pyrolyse-units hoger. met 5-8%.

Nadelen

1. EnergieafhankelijkheidMeestal kunnen dergelijke ketels niet werken zonder rookafzuiger. Een systeem met een generator is vereist voor geforceerde trek. De ventilator verbruikt minstens 1000 kJ aan elektriciteit. 80-100 Watt.
2. Hoge prijs. Gemiddeld 1,5-2 keer duurder andere typen.
3. Gevoeligheid voor brandstofvocht. Maximale droogte is noodzakelijk. Dus bij het branden 1 kg brandhout met 20% vochtigheid, het bedrijfsvermogen van de apparatuur zal zijn 4 kW. Als je neemt 1 kg brandhout met 50% vochtigheid, het vermogen neemt af 2 keer en bereikt alles 2 kW.
4. Onstabiele werking van de eenheid bij lage belastingen (onder 50%), teervorming in het rookgaskanaal.
5. Grote afmetingen pyrolyse-apparatuur.
6. Pyrolyse-ketels zijn uitsluitend enkelcircuitketelsOm water voor huishoudelijk gebruik te verwarmen, is een aparte unit nodig.
7. Het is niet mogelijk om het brandstoflaadproces te automatiseren — uitsluitend handmatig geladen.

Veilig in gebruik

Werking van de pyrolyseketel impliceert werking bij de hoogst mogelijke temperaturen. Daarom stelt elke fabrikant hoge eisen aan de installatie en bediening van apparatuur.

De installatie wordt uitgevoerd door een specialist met de nodige competentie. De ketel wordt in een aparte ruimte met goede ventilatie geplaatst en er is een schoorsteen op het toestel geïnstalleerd.

Ook rekening gehouden de volgende bedrijfsregels:

• Indien er onvoldoende trek of onvoldoende koelmiddel is, kan de ketel niet gebruikt worden.
• Het laden en aansteken van de apparatuur mag niet aan kinderen of andere onbevoegde personen worden toevertrouwd.
• De temperatuur van het water in het leidingsysteem dat door de ketel gaat, mag niet warmer zijn dan 95 °CBij overschrijding van de indicator wordt de vlam in de unitkamer tijdelijk verzwakt met zand. Parallel hieraan worden alle mogelijke rookgaskleppen geopend.
• Tijdens gebruik wordt de ketel erg heet. Er mogen zich daarom geen brandbare materialen of voorwerpen in de buurt van de ketel bevinden.
• Het is ten strengste verboden het ontwerp van de ketel te wijzigen of deze voor andere doeleinden te gebruiken.

Foto's van pyrolyseketels

Foto 3. Pyrolyse-ketel geïnstalleerd in huis. Ernaast ligt brandhout opgeslagen.

Foto 4. Pyrolyse-ketel van de fabrikant Viessmann. Het apparaat is voorzien van elektronische besturing.

Foto 5. Pyrolyse-ketel met bodembrandstofbelading van vrij grote afmetingen.

Nuttige video

Bekijk de video waarin de werking van de pyrolyse-ketel wordt gedemonstreerd en hoe u deze kunt aansteken.

Conclusies

Pyrolyse-ketel - een goed alternatief voor directe verbrandingsunits. Sommige experts raden echter aan om pyrolyse-apparatuur aan te schaffen als reserve-warmtebron, in combinatie met een elektrische of gasketel. Als u pyrolyse toch als hoofdwarmtegenerator installeert, hebt u een deskundig ontwerp en hooggekwalificeerde specialisten nodig voor de installatie.