God varmekilde: tegning og driftsprinsipp for pyrolysekjele

Pyrolyse er en metode for å dekomponere organiske og uorganiske forbindelser ved hjelp av termisk virkning. Enkelt sagt, Molekyler brytes ned til enklere deler når de varmes opp.

En pyrolysekjel er en enhet av typen fastbrenselkjeler (oftest for oppvarming av vann) som bruker oppvarming opptil 200–800 °C.

Det spesielle trekket er den separate forbrenningen av selve drivstoffet og etterforbrenningen av tilhørende gasser og forbrenningsprodukter i et separat kammer i kjelen.

Driftsprinsipp: drift av en pyrolysekjele

Det generelle prinsippet for drift av kjelen er ved høytemperaturoppvarming av organisk brensel med mangel på luft, noe som resulterer i dannelse av brennbare gasser.

De går inn i det sekundære forbrenningskammeret og blander seg der med oksygen, gassen oksideres, og frigjør en ekstra del av varmen.

Klassifikasjon

Kjelene har forskjeller etter plasseringen av gassetterbrenningskamrene:

• med topp beliggenhet;
• med en lavere beliggenhet.

Kjeler med et øvre kammer er mer klumpete, det kreves mer materiale for å montere røykrøret. Men de må rengjøres mye sjeldnere, fordi partikler fra brent brensel ikke kom inn i kameraet for etterbrenningsgasser.

I kjeler med nedre del er brenselet plassert i den øvre delen, og gassene slippes ut til den nedre delen, hvor de brenner ut. Dette er praktisk, men du må ofte fjerne små trepartikler fra gassutnyttelseskammeret.

Av energiavhengighet Kjeler er:

• uten bruk av strøm: kjeler med naturlig trekk;
• med tvungen trekk.

Energiuavhengig kjeler innebærer inkludering av en høy skorstein i designet (ikke mindre enn 5–6 meter) for å øke skyvekraften og sikre tilstrekkelig vakuum i forbrenningsrommet.

Oppvarmingseffektiviteten til slike kjeler vil være noe lavere enn for kjeler med tvungen trekk.

Enheter med tvungen luftstrøm er utstyrt en eller to vifter, som kan operere i luftinnsprøytningsmodus eller i eksosgassavtrekksmodus.

Noen kjelemodeller bruker kombinert metode med deltakelse av gassinjeksjons- og sugeanordninger for å øke effekten.

Ved oppvarmingsmetode:

• Vann oppvarming - vannrørledninger er koblet til kjelevarmeveksleren, hvorigjennom den oppvarmede arbeidsfluidet distribueres til forskjellige rom.
• Luft oppvarming - i stedet for vann brukes luft, som mottar varme gjennom samme varmeveksler og distribueres gjennom luftkanaler. Effektiviteten er lavere enn vannmetoden, den brukes i produksjonsområder, lagerbygninger.

Foto 1. Pyrolysekjele med varmeveksler, designet for oppvarming av vann, går på ved.

Tegning: generell visning, arbeidsprosess

Det finnes mange designalternativer for en pyrolysekjel. Den enkleste typen i henhold til tegningen er ordnet som følger.

• Forbrenningskammer kjele.
• Forgassingsrom.
• Gassetterforbrenningsseksjon.
• Riv barer.
• Varmeveksler (innløps-/utløpsrør).
• Gassavgassrørledning (skorstein).
• Blåser hull.
• Dør til drivstoffpåfyllingsrommet.

Kjelen kan inneholde temperatursensorer og innretninger for overvåking og opprettholdelse av normale driftsmoduser.

Og også maskinvare kjele for automatisering av hele varmeanleggets funksjon.

Essensen av det som skjer inne i pyrolysekjelen er preget av følgende prosesser:

• En luftstrøm utenfra kommer inn i forgassingsrommet med drivstoffet som befinner seg der.
• Noe oksygen vil støtte forbrenningsprosessen. (ulmende). Gassene, som er forbrenningsprodukter, kommer inn i kjelens forbrenningskammer gjennom dysen og oksideres der i nærvær av sekundært oksygen, som kommer inn med luften utenfra.
• En del av pyrolysegassene reduseres i nærvær av karbon fra drivstoff til karbonmonoksid og nitrogenoksid, og forbruker noe av energien i prosessen. Blandingen passerer til etterbrenningsdelen gasser og oksiderer der, og gir tilbake energien den tok bort.

Foto 2. Tegning av en pyrolysekjele med lang brenning; en enhet montert i henhold til den kan varme opp et stort hus.

• Gassblandingene som deltar i pyrolysereaksjonen ledes ut gjennom skorsteinen., som omgår kjelens varmeveksler.

Temperaturfaser:

• tørking, pyrolyse av tre — 450 °C;
• forbrenning av vedgass og sekundærluft - 560 °C;
• blåser flammen og returnerer varmen - 1200 °C;
• fjerning av gjenværende forbrenningsprodukter - 160 °C.

Forskjeller mellom enheten og konvensjonelle kjeler

Inkludert ved (fyringsved), spesialbrenselbriketter (pellets) og avfall generert i produksjonen. En av hovedforskjellene mellom kjeler er bruk av forskjellige typer fast brensel, praktisk talt alle stoffer som kan brenne.

Varigheten av drivstoffforbrenningsprosessen er mye lengre enn for konvensjonelle kjeler. Fra 8–10 timer og oppover. Det finnes kjelemodeller med et stort rom for ved, varigheten av kontinuerlig drift er opptil 24 timer. Dette betyr at forbrenningskammeret fylles på med nye porsjoner drivstoff. 1–2 ganger om dagen.

Valg og beregning ved kjøp: diagram

For å velge en kjele som er optimalt egnet for et bestemt hus eller et kompleks av lokaler, brukes følgende hensyn:

• Antall etasjer i bygningen. Jo flere av dem det er, desto vanskeligere vil det være å flytte arbeidsstoffet (væske eller gass) gjennom rørledningene.
• Definere utstyrstypen, kjeler av forskjellige design opererer med ulik effektivitet. Før du kjøper, bør du lese dokumentasjonen for å finne ut hvilket område produktet er designet for å varme opp.

Foto 3. Skjema over driftsprinsippet til en pyrolysekjele for et landsted utstyrt med skorstein.

• Sirkulasjonspumpens effektparametere, muligheten for modernisering eller utskifting for å forbedre ytelsesegenskapene.
• Skorsteinstype og dens evne til å fritt føre eksosgasser fra kjelen ut i atmosfæren. Sikker design innebærer rask fjerning av gassblandingen i 100 % volum.
• Bestemmelse av det totale arealet oppvarmede lokaler. En feil er tillatt her: 2–3 kvm.
• Grad av varmeisolasjon av lokaler. Et nøye isolert murhus vil miste varme saktere enn en metallgarasje eller et «kaldt» lager, noe som betyr at det kreves mindre energi for å opprettholde en behagelig lufttemperatur.
• Regionen der lokalene ligger. For sørlige territorier vil en enkel pyrolysekjele være god nok, for nordlige territorier - en kraftigere, helst med en reserve.

Nyttig video

Videoen forteller hvordan du kan lage en pyrolysekjele for å varme opp et rom selv.

Fordeler og ulemper

Fordeler:

• Effektivitet 85–90 %.
• Pyrolyse gjør det mulig å presse ut maksimal energi fra et fast materiale under forbrenning.
• Økonomi, oppnådd ved hjelp av en vifte med justerbar hastighet, som igjen gjør det mulig å endre kjeleeffekten etter behov.
• Drivstoff i en pyrolysekjel brenner mye lenger, enn i konvensjonelle kjeler, derfor er det nødvendig å varme opp og rengjøre sjeldnere.

Ulemper:

• Høye kostnader Fabrikkutstyr begrenser bruken i private husholdninger. Prisen på en slik kjele 2–3 ganger høyere, enn vanlig.
• Lang tilbakebetalingstid.
• Behovet for å bruke tørt drivstoff. Anbefalt fuktighetsinnhold i trematerialer - opptil 15–20 %. Ellers vil det ikke være stabil drift, og oppvarmingseffektiviteten vil reduseres. Kjelen vil kanskje ikke fungere på fuktig ved.
• Hvis du bruker tre som produserer mye harpiks (gran, furu), så Ovnsrommene og elementene blir raskt skitne og det oppstår vanskeligheter med rengjøringen av dem.
• Aske kan slippes ut gjennom skorsteinen.
• Avhengighet av strømforsyning. Fravær av eller hyppige avbrudd i strømforsyningen vil ikke tillate installasjon av kjelen i avsidesliggende områder.