Eficiência aumentada várias vezes! Caldeira de pirólise: o que é, princípios de funcionamento

O funcionamento de uma caldeira de pirólise é baseado em uma reação química especial - pirólise.

Este termo se refere ao processo de decomposição de combustíveis orgânicos. para gás e carvão. Ao mesmo tempo, a energia térmica é liberada em grandes volumes.

O processo só é possível sob certas condições: ausência de oxigênio no espaço. Temperatura alta: 200–800 °C.

Princípios da pirólise para aquecimento

A pirólise é amplamente utilizada em vários setores. Este processo químico é muito procurado e para aquecimento de espaços habitacionais.

A pirólise ocorre com qualquer tipo de matéria-prima sólida:

• Lenha.
• Pequenos galhos ou aparas de madeira.
• Briquetes.
• Turfa.
• Carvão marrom.
• Pelotas.
• Coque.

No entanto, a unidade de pirólise opera de forma mais eficiente com combustível com maior nível de saída de matéria volátil – madeira. espessura 80-100 mm. Junto com eles são utilizados pellets ou resíduos de madeira.

Caldeira de pirólise: o que significa, seu dispositivo

Projeto caldeira de pirólise parece com isso:

1. Chaminé.
2. Unidade de controle.
3. Funil de carga.
4. Bocal.
5. Câmara de combustão.
6. Permutador de calor.

A caldeira de aquecimento por pirólise é uma unidade de duas câmaras - esta é sua característica especial. A principal reação química nessas câmaras é:

1. Câmara de carga ou câmara de gaseificação. Aqui, ocorre a decomposição térmica preliminar da matéria-prima. A matéria orgânica, sob a influência de altas temperaturas, transforma-se em gás combustível. O ar primário é direcionado para a câmara para manter a combustão lenta. Combustão a uma temperatura de 300—800 °C.

Foto 1. Câmara de carga de combustível em uma caldeira de pirólise. O interior é revestido com tijolos refratários.

1. Câmara de combustãoApós a combustão lenta, o ar e o gás liberados chegam aqui. Aqui, o gás resultante queima como gás natural comum. Temperatura em média 1200 °C. É nesta fase que se libera muito calor, necessário para o aquecimento. Ao mesmo tempo, há uma forte resistência aerodinâmica, sendo necessária uma tiragem forçada, cuja função é desempenhada por um exaustor de fumaça.

Dois espaços entre as câmaras divide a grelha, na qual o combustível é carregado. Lá, ele é aceso e o exaustor de fumaça é acionado. A grelha impede que o calor escape da câmara de carga superior e fornece um leve fluxo de ar primário.

Fornos de pirólise equipado com interruptores de tração, que inflamam o combustível. Assim, no início da ignição, a caldeira funciona como um dispositivo de combustão direta e, após o fechamento da válvula, passa para a pirólise.

Tipos de dispositivos de pirólise, características

As caldeiras de pirólise diferem em seu design. Então, temos:

• Câmara de pós-combustão na parte superior. Raramente encontrado. As vantagens do projeto são que os gases de combustão passam livremente para a câmara de pós-combustão e, após a queima, entram imediatamente na chaminé para resfriamento adicional. Entre as desvantagens está a localização do sistema de fumaça, que é antieconômica, visto que inicialmente são necessários mais consumíveis para fabricar tal projeto.

Foto 2. Caldeira de pirólise com câmara de pós-combustão inferior. As setas indicam os componentes do dispositivo.

• Câmara de pós-combustão na parte inferior. O tipo de projeto mais comum e confortável. É conveniente para o usuário carregar lenha, já que a câmara não fica no chão. A câmara também possui uma saída direta para a chaminé inferior e, de lá, para a chaminé. No entanto, esse projeto também tem suas desvantagens. Assim, as cinzas do compartimento de carga obstruem a segunda câmara, que precisa ser limpa com mais frequência. Além disso, é necessário aumentar a tiragem para que a fumaça desça.

E também caldeiras de pirólise diferem no tipo de tração utilizada:

1. Calado natural. Não precisa de eletricidade. No entanto, para funcionar, requer uma chaminé bastante alta com tiragem natural potente, o que será caro.
2. Impulso e tração forçados. A caldeira torna-se dependente de energia, porém, a velocidade de entrada no modo aumenta. Tal unidade é equipada com ventiladores e exaustores de fumaça, controlados por automação - a dependência das condições climáticas desaparece completamente e a eficiência da combustão aumenta. Este tipo de forno pode operar com o nível máximo de eficiência durante 4-5 horas, e isso 20% a mais, do que uma caldeira de tiragem natural.

Existem dois tipos de acordo com o método de aquecimento. dispositivos de pirólise:

• Para aquecimento de água. O transportador de calor é a água, que é aquecida no trocador de calor e, em seguida, despejada através de tubulações nos radiadores. A temperatura é mantida devido à circulação constante.
• Para aquecimento de ar. É usado com muito menos frequência em ambientes domésticos. É frequentemente usado para aquecer dependências ou instalações de produção. A energia térmica é distribuída no ambiente por meio de massas de ar quente. Elas são aquecidas pela combustão de matérias-primas. O calor é distribuído por meio de tubos de alumínio e sopradoresEste sistema é controlado automaticamente, para que o proprietário possa personalizá-lo facilmente de acordo com suas necessidades.

Como escolher esse dispositivo

Ao escolher uma unidade baseada em pirólise preste atenção às suas principais características:

Qualidade do caso. Anteriormente, o corpo da caixa de fogo era feito principalmente de ferro fundido.

Atualmente, os fabricantes produzem um corpo soldado feito de material em folha.

O principal aqui é a sua espessura.

Depende da potência da caldeira:

• 15—65 kW: estruturas internas 5 milímetros, externo - 4 milímetros;
• 75-110 kW: interno - 6 milímetros, externo — 5 milímetros;
• 135-195 kW: dentro - 8 milímetros, fora - 6 milímetros;
• 200 kW e mais: componentes internos - 10 milímetros, externo - 8 milímetros.

Poder. Este indicador depende da área aquecida. Existem muitos métodos para determinar a potência. O mais simples e ideal entre eles é tomar como base 1 kW por 10 metros quadrados área aquecida.

Especialistas recomendam a unidade com 10% de reserva de energia. Então, para colocar em 120 metros quadrados uma caldeira serve 16 kW. Se a área do território 160 metros quadrados, a potência do dispositivo deve ser de pelo menos 18 kW, e assim por diante, de acordo com o mesmo princípio.

Eficiência energética. Indica a relação entre o calor útil gasto e o volume de matéria-prima utilizada. Este indicador depende principalmente do combustível. Portanto, para um aquecimento eficaz, são necessários apenas consumíveis secos.

No entanto, o volume da câmara de carga, que contém a lenha, também é levado em consideração. até 60-65 cm. Além disso, ambas as câmeras revestido com um especial uma camada de concreto cerâmico - mantém uma temperatura interna adequada. Como resultado, o combustível queima de forma mais eficiente e eficaz.

Preço. As caldeiras de pirólise são mais caras do que outros tipos de caldeiras de aquecimento. No entanto, também existem opções aqui. Assim, as caldeiras domésticas 2-3 vezes mais barato importados e suas características não são inferiores às dos análogos estrangeiros.

Benefícios do uso

• Duração da queima.

Depois de um marcador, esse dispositivo funciona perfeitamente. até 12 horas, ou seja, tem que ser carregado ainda mais 2 vezes menos frequentemente, do que outras caldeiras de combustível sólido.

No entanto, tudo depende do tipo: uma lareira a lenha comum funciona por cerca de 4 horas, e com combustão superior - em média 30 horas na lenha e 5-7 dias com carvão.

Este efeito é alcançado devido ao processo de combustão controladaMuitos modelos modernos possuem controle automático de operação. A duração da combustão também depende do volume do ambiente, da temperatura do ar no ambiente e no exterior, do design da unidade e da sua potência.

• Eficiência 85-90%.

• Combustão completa de matérias-primas.

Menor consumo de matérias-primas, As condutas e a bandeja de cinzas precisam de ser limpas com menos frequência.

• Ecologicamente correto.

Como resultado da combustão lenta de madeira ou de tipos semelhantes de combustível, 3 vezes menos substâncias nocivas, do que em outras caldeiras de combustível sólido. Além disso, as emissões nocivas para a atmosfera são minimizadas sob a influência das altas temperaturas na câmara superior.

• Custo-efetividade.

Mesmo lenha grande e não partida é adequada para combustão. Além disso, a combustão em duas câmaras reduz o excesso de ar nos gases de escape, o que também aumenta a economia. Em comparação com outros tipos de caldeiras de combustível sólido, a eficiência das unidades de pirólise é maior. em 5-8%.

Contras

1. Dependência energética. Na maioria das vezes, essas caldeiras não funcionam sem um exaustor de fumaça. Um sistema com gerador é necessário para tiragem forçada. O ventilador consome eletricidade na quantidade de pelo menos 80-100 W.
2. Preço alto. Em média 1,5-2 vezes mais caro outros tipos.
3. Sensibilidade à umidade do combustível. É necessária a máxima secura. Assim, ao queimar 1 kg lenha com 20% umidade, a potência de operação do equipamento será 4 kW. Se você tomar 1 kg lenha com 50% umidade, a potência diminui 2 vezes e consegue tudo 2 kW.
4. Operação instável da unidade com cargas baixas (abaixo de 50%), acúmulo de alcatrão no duto de gases de combustão.
5. Grandes dimensões equipamento de pirólise.
6. As caldeiras de pirólise são exclusivamente de circuito únicoPara aquecer água para uso doméstico, será necessária uma unidade separada.
7. Não é possível automatizar o processo de carregamento de combustível — carregado exclusivamente manualmente.

Seguro de usar

Funcionamento da caldeira de pirólise implica operação nas mais altas temperaturas possíveis. Portanto, cada fabricante impõe altas exigências à instalação e operação dos equipamentos.

A instalação é realizada por um especialista com a competência necessária. A caldeira é colocada em uma sala separada com boa ventilação, e uma chaminé é instalada na unidade.

Também levado em consideração as seguintes regras operacionais:

• Se não houver tiragem suficiente ou o refrigerante necessário, a caldeira não poderá ser utilizada.
• O carregamento e a iluminação do equipamento não devem ser confiados a crianças ou a quaisquer outras pessoas não autorizadas.
• A temperatura da água no sistema de tubulações que passa pela caldeira, não deve exceder 95 °CSe o indicador for excedido, a chama na câmara da unidade é enfraquecida temporariamente com areia. Paralelamente, todas as válvulas de escape possíveis são abertas.
• A caldeira fica muito quente durante o funcionamento, por isso não deve haver materiais ou objetos inflamáveis ​​perto dela.
• É estritamente proibido modificar o projeto da caldeira ou utilizá-la para outros fins.

Fotos de caldeiras de pirólise

Foto 3. Caldeira de pirólise instalada em casa. Lenha para acender o fogo é armazenada ao lado.

Foto 4. Caldeira de pirólise do fabricante Viessmann. O dispositivo é equipado com controle eletrônico.

Foto 5. Caldeira de pirólise com carregamento de combustível pelo fundo de dimensões razoavelmente grandes.

Vídeo útil

Assista ao vídeo, que demonstra o funcionamento da caldeira de pirólise e explica como acendê-la.

Conclusões

Caldeira de pirólise - uma boa alternativa às unidades de combustão direta. No entanto, alguns especialistas recomendam a compra de equipamentos de pirólise como fonte de calor de reserva em conjunto com uma caldeira elétrica ou a gás. Se você ainda instalar a pirólise como principal gerador de calor, precisará de um projeto competente e de especialistas altamente qualificados para a instalação.