Goede warmtebron: pyrolyse-keteltekening en werkingsprincipe

Pyrolyse is een methode om organische en anorganische verbindingen te ontbinden door middel van thermische activiteit. Simpel gezegd: Moleculen vallen bij verhitting uiteen in eenvoudigere delen.

Een pyrolyseketel is een apparaat van het type vastebrandstofketels (meestal voor het verwarmen van water) die gebruik maken van verwarmingselementen. tot 200–800 °C.

Het bijzondere is de gescheiden verbranding van de brandstof zelf en de naverbranding van de daarbij vrijkomende gassen en verbrandingsproducten in een aparte ruimte van de ketel.

Werkingsprincipe: werking van een pyrolyse-ketel

Het algemene werkingsprincipe van de ketel is bij hogetemperatuurverhitting van organische brandstof met een gebrek aan lucht, waardoor er brandbare gassen ontstaan.

Ze komen in de secundaire verbrandingskamer terecht en daar mengen ze zich met zuurstof, Het gas wordt geoxideerd, waarbij nog eens extra warmte vrijkomt.

Classificatie

De ketels hebben verschillen door de locatie van de gasnaverbrandingskamers:

• met toplocatie;
• met een lagere ligging.

Ketels met een bovenkamer zijn omvangrijker, er is meer materiaal nodig om de rookgasafvoer te monteren. Maar ze hoeven veel minder vaak schoongemaakt te worden, omdat er deeltjes van verbrande brandstof in terechtkomen. ga niet in de camera staan voor naverbrandingsgassen.

Bij ketels met een lager gedeelte bevindt de brandstof zich in het bovenste gedeelte en worden de gassen naar het onderste gedeelte afgevoerd, waar ze verbranden. Dit is handig, maar u zult dan wel regelmatig kleine houtdeeltjes uit de gasverbruikskamer moeten verwijderen.

Door energieafhankelijkheid Ketels zijn:

• zonder elektriciteit: boilers met natuurlijke trek;
• met gedwongen trek.

Energieonafhankelijk ketels impliceren de opname van een hoge schoorsteen in het ontwerp (niet minder dan 5-6 meter) om de stuwkracht te vergroten en voldoende vacuüm in het verbrandingscompartiment te garanderen.

Het verwarmingsrendement van dergelijke ketels zal iets lager liggen dan dat van ketels met geforceerde trek.

Apparaten met geforceerde luchtstroom zijn uitgerust een of twee fans, die in de luchtinjectiemodus of in de uitlaatgasafzuigmodus kan werken.

Sommige ketelmodellen gebruiken gecombineerde methode met deelname van gasinjectie- en zuigapparaten om het vermogen te vergroten.

Door verwarmingsmethode:

• Water Verwarming - op de warmtewisselaar van de ketel zijn waterleidingen aangesloten, waardoor de verwarmde werkvloeistof naar de verschillende ruimtes wordt gedistribueerd.
• Lucht Verwarming - in plaats van water wordt lucht gebruikt, die warmte ontvangt via dezelfde warmtewisselaar en via luchtkanalen wordt verspreid. Het rendement is lager dan dat van de watermethode; het wordt gebruikt in productieruimtes en magazijnen.

Foto 1. Pyrolyse-ketel met warmtewisselaar, ontworpen voor het verwarmen van water, werkt op hout.

Tekening: algemeen overzicht, werkproces

Er zijn veel ontwerpmogelijkheden voor een pyrolyseketel. Het eenvoudigste type volgens de tekening is als volgt opgebouwd.

• Verbrandingskamer ketel.
• Vergassingscompartiment.
• Gasnaverbrandingssectie.
• Rasp de staven.
• warmtewisselaar (inlaat-/uitlaatleidingen).
• Gasuitlaatpijpleiding (schoorsteen).
• Gaten blazen.
• Deur naar het brandstoflaadcompartiment.

De ketel kan omvatten: temperatuursensoren en apparaten voor het bewaken en handhaven van normale bedrijfsmodi.

En ook hardware ketel voor het automatiseren van de werking van het gehele verwarmingssysteem.

De essentie van wat er in de pyrolyseketel gebeurt, wordt gekenmerkt door de volgende processen:

• Een luchtstroom van buitenaf komt het vergassingscompartiment binnen met de brandstof die zich daar bevindt.
• Een deel van de zuurstof ondersteunt het verbrandingsproces. (smeulend). De gassen, die verbrandingsproducten zijn, komen via de sproeier in de verbrandingskamer van de ketel en worden daar geoxideerd in aanwezigheid van secundaire zuurstof, die samen met de buitenlucht binnenkomt.
• Een deel van de pyrolysegassen wordt gereduceerd in aanwezigheid van koolstof van brandstof naar koolmonoxide en stikstofoxide, waarbij een deel van de energie in het proces wordt verbruikt. Het mengsel passeert naar het naverbrandingsgedeelte gassen en oxideert daar, waarbij de onttrokken energie weer wordt teruggegeven.

Foto 2. Tekening van een pyrolyseketel met lange brandende werking; een op deze wijze samengesteld apparaat kan een groot huis verwarmen.

• De gasmengsels die deelnemen aan de pyrolysereactie worden via de schoorsteen naar buiten afgevoerd., waarbij de warmtewisselaar van de ketel wordt omzeild.

Temperatuurfasen:

• drogen, pyrolyse van hout — 450 °C;
• verbranding van houtgas en secundaire lucht - 560 °C;
• de vlam aanblazen en de warmte teruggeven - 1200 °C;
• verwijdering van resterende verbrandingsproducten - 160 °C.

Verschillen tussen het apparaat en conventionele boilers

Inclusief hout (brandhout), speciale brandstofbriketten (pellets) en afval dat tijdens de productie ontstaat. Een van de belangrijkste verschillen tussen ketels is gebruik van verschillende soorten vaste brandstof, vrijwel elke substantie die kan branden.

De duur van het verbrandingsproces van de brandstof is veel langer dan bij conventionele ketels. Vanaf 8-10 uur. Er zijn ketelmodellen met een groot vak voor brandhout, de duur van continu gebruik is tot 24 uur. Dit betekent dat de verbrandingskamer wordt gevuld met nieuwe hoeveelheden brandstof. 1-2 keer per dag.

Selectie en berekening bij aankoop: diagram

Om een ​​ketel te selecteren die optimaal geschikt is voor een bepaald huis of gebouwencomplex, worden de volgende overwegingen in acht genomen:

• Aantal verdiepingen in het gebouw. Hoe meer leidingen er zijn, hoe moeilijker het wordt om de werkstof (vloeistof of gas) door de leidingen te verplaatsen.
• Het type apparatuur definiërenKetels van verschillende ontwerpen werken met een verschillend rendement. Lees voor aankoop de documentatie om te bepalen welk gebied het product moet verwarmen.

Foto 3. Schema van het werkingsprincipe van een pyrolyse-ketel voor een landhuis, uitgerust met een schoorsteen.

• Vermogensparameters van de circulatiepompde mogelijkheid om het te moderniseren of te vervangen om de prestatie-eigenschappen te verbeteren.
• Schoorsteentype en het vermogen om uitlaatgassen van de ketel vrij in de atmosfeer te laten stromen. Veilig ontwerp impliceert snelle verwijdering van het gasmengsel in 100% volume.
• Het bepalen van de totale oppervlakte Verwarmde ruimte. Een fout is hier toegestaan: 2–3 m²
• Mate van thermische isolatie van het pand. Een zorgvuldig geïsoleerd bakstenen huis verliest minder snel warmte dan een metalen garage of een ‘koud’ pakhuis. Dat betekent dat er minder energie nodig is om een ​​comfortabele temperatuur te handhaven.
• De regio waarin het pand zich bevindt. Voor de zuidelijke gebieden is een eenvoudige pyrolyse-ketel voldoende, voor de noordelijke gebieden is een krachtigere ketel voldoende, bij voorkeur met een reserve.

Nuttige video

In de video ziet u hoe u zelf een pyrolyse-ketel maakt om een ​​ruimte te verwarmen.

Voor- en nadelen

Voordelen:

• Efficiëntie 85–90%.
• Pyrolyse maakt het mogelijk om maximale energie uit een vast materiaal tijdens verbranding.
• Economie, bereikt met behulp van een ventilator met regelbare snelheid, die het op zijn beurt mogelijk maakt om het ketelvermogen naar behoefte te wijzigen.
• Brandstof in een pyrolyseketel brandt veel langer, dan bij conventionele boilers is het dus minder vaak nodig om te stoken en schoon te maken.

Nadelen:

• Hoge kosten Fabrieksapparatuur beperkt het gebruik ervan in particuliere huishoudens. De prijs van zo'n ketel 2-3 keer hoger, dan normaal.
• Lange terugverdientijd.
• De noodzaak om droge brandstof te gebruiken. Aanbevolen vochtgehalte van houtmaterialen - tot 15–20%. Anders is er geen stabiele werking en neemt het verwarmingsrendement af. De ketel werkt mogelijk niet op vochtig brandhout.
• Als u hout gebruikt dat veel hars produceert (spar, den), dan de ovencompartimenten en elementen worden snel vuil en er ontstaan ​​moeilijkheden bij het schoonmaken ervan.
• As kan via de schoorsteen vrijkomen.
• Afhankelijkheid van elektriciteitsvoorziening. Door het ontbreken of de frequente onderbrekingen in de elektriciteitsvoorziening is het niet mogelijk om de ketel in afgelegen gebieden te installeren.