Pyrolyysilämmityskattilat: pitkään palavien kattiloiden toimintaperiaate ja tyypit

Vuodet kuluvat, tiede ja teknologia edistyvät, ja kiinteiden polttoaineiden kysyntä säilyy edelleen.Puun polttaminen perinteisessä uunissa tai kamiinassa ei ole kovin tehokasta, mutta pyrolyysilämmityskattilat ovat muuttaneet tilannetta - yksiköille on ominaista korkea hyötysuhde ja suhteellisen yksinkertainen toiminta.

Samaa mieltä, nämä ovat melko merkittäviä argumentteja autonomisen lämmityksen järjestämisessä. Jos etsit kotiisi tehokasta kattilaa, sinun kannattaa tutustua pyrolyysikattiloihin tarkemmin.

Kerromme kuinka pitkäpolttoiset yksiköt suunnitellaan ja toimivat, mitkä ovat niiden tekniset ja toiminnalliset ominaisuudet, ja annamme myös yleiskatsauksen kotimaisten ja ulkomaisten valmistajien arvioiduimmista malleista.

Mikä on pyrolyysi

Polttopuu on ehkä ensimmäinen polttoaine ihmiskunnan historiassa. Melkein kaikki tietävät, kuinka nopeasti ne palavat ulkoilmassa, ja että lämpöä ei vapaudu paljon. Mutta tilanne muuttuu radikaalisti, jos palamisprosessille luodaan erilaiset olosuhteet.

Niin kutsuttu pyrolyysipoltto suoritetaan suljetuissa kammioissa. Siellä lastataan polttopuuta tai muuta vastaavaa kiinteää polttoainetta: pellettejä, sahanpurua, puujätettä jne.

Polttoaine sytytetään ja sitten kammioon tulevan ilman määrää vähennetään.

Kuten tiedetään, palamisen aikana tapahtuu oksidatiivisia prosesseja, joiden yksi pääosallisista on ilmassa oleva happi. Jos happea on vähän, reaktio hidastuu ja puu palaa hitaasti; itse asiassa sellaisissa olosuhteissa se vain kytee. Tämä vapauttaa tietyn määrän lämpöenergiaa, tuhkaa ja syttyvää kaasua.

Pyrolyysiprosessi ei lopu tähän.Primääripolttoainetta polttamalla saatu kaasu sekoittuu ilmamassojen kanssa ja myös palaa. Tämän seurauksena se vapauttaa huomattavasti enemmän lämpöenergiaa kuin käytettäessä tavallisia lämmönkehittimiä.

Siksi pyrolyysikattilat osoittavat erittäin kunnollista tehokkuutta verrattuna puhtaisiin kiinteän polttoaineen "veljet", ja tarjoavat usein myös mahdollisuuden säästää merkittävästi lämmityskustannuksissa.

Tämän tyyppisten lämmityslaitteiden etuna on, että sen toiminta- ja suunnitteluperiaate on suhteellisen yksinkertainen. Polttokammioihin tulevan ilman määrää ohjataan perinteisellä mekaanisella vaimentimella. Yksinkertainen rakenne varmistaa laitteen luotettavuuden, pyrolyysikattiloiden rikkoutumiset eivät ole yleisiä.

Tämä kaavio osoittaa selvästi kaikki pyrolyysipolttoprosessin vaiheet. Laitteen sisälämpötila voi nousta 1200°C (+)

Toinen pyrolyysikattiloiden "plus" on pitkä palamisaika. Laitteen täyttäminen polttoaineella mahdollistaa sen, että et häiritse prosessia useita tunteja, joskus yli vuorokauden, ts. ei tarvitse jatkuvasti lisätä puuta tulipesään, kuten tapahtuu avopolton yhteydessä.

Tämä ei tietenkään tarkoita, että pyrolyysikattila voidaan jättää ilman valvontaa. Muiden lämmityslaitteiden tapaan on olemassa tiukat turvallisuusmääräykset.

On syytä muistaa, että pyrolyysikattila ei ole kaikkiruokainen - polttoaineen kosteuspitoisuuden tulee olla alhainen. Muuten osa arvokkaasta lämpöenergiasta ei käytetä jäähdytysnesteen lämmittämiseen, vaan polttoaineen kuivaamiseen.

Pyrolyysipolttokattiloilla, erityisesti valuraudaisilla, on merkittävä fyysinen paino, joten niitä edustavat aina vain lattiamallit

Pyrolyysipolttoa toteutettaessa polttoaine palaa lähes kokonaan, laite on puhdistettava paljon harvemmin kuin käytettäessä perinteistä kiinteän polttoaineen kattilaa. Puhdistuksen jälkeen saatu hieno tuhka käytetään lannoitteena. Polttoaineen palaminen tällaisissa kattiloissa tapahtuu ylhäältä alas.

Siksi mahdollisuudet luonnolliseen ilmankiertoon tulipesässä ovat huomattavasti rajalliset. Tuulettimen avulla tapahtuvan pakkoilman ruiskutuksen käyttö parantaa merkittävästi laitteen hyötysuhdetta, mutta samalla tekee kattilan energiariippuvaiseksi, koska puhallin tarvitsee toimiakseen sähköä.

Pyrolyysikattilan suunnittelu ja toiminta

Pyrolyysikattilan tulipesä on jaettu kahteen osaan. Ensimmäisessä poltetaan polttopuuta ja toisessa pyrolyysikaasujen ja ilman seoksen toissijainen poltto. Ensimmäinen kammio on erotettu toisesta arinalla, jolle polttoaine asetetaan.

Ilma pakotetaan yleensä pienellä tuulettimella. Vaikka pienissä malleissa joskus käytetään savunpoistoa vedon luomiseen.

Tämä kaavio näyttää pohjapolttopyrolyysikattilan rakenteen. Polttopuut palavat hitaasti pienellä hapen kanssa ja vapauttavat palavaa kaasua (+)

Pakkoilmanvaihtoa voidaan pitää pääasiallisena erona pyrolyysikattilan ja klassisen kiinteän polttoaineen mallin välillä. Laitteen runko koostuu kahdesta osasta, jotka on asetettu toisiinsa. Seinien välinen tila on täytetty jäähdytysnesteellä, jonka rooli on perinteisesti ollut vedellä.

Ensin polttoaine ladataan pyrolyysikattilan tulipesän ensimmäiseen osastoon, sitten puhallin käynnistetään ja polttoaine sytytetään.Syntyvät palavat kaasut siirtyvät toiseen osastoon, sekoittuvat ilman kanssa ja palavat.

Palamislämpötila voi olla 1200 °C. Ulkoisessa lämmönvaihtimessa oleva vesi lämmitetään ja kierrätetään talon lämmitysjärjestelmän läpi. Palamistuotteiden jäänteet poistetaan savupiipun kautta.

Pyrolyysipolttoperiaatetta käyttäville laitteille voidaan moittia suhteellisen korkeaa hintaa. Perinteinen kiinteän polttoaineen kattila maksaa huomattavasti vähemmän. Mutta pitkään palavissa kattiloissa puu palaa melkein kokonaan, mitä ei voida sanoa klassisesta kattilasta.

Pyrolyysikattilan polttopuulla on tietyt vaatimukset koon ja kosteuden suhteen. Tarkemmat tiedot löytyvät valmistajan ohjeista

Kun valitset pyrolyysikattilan, sinun tulee muistaa, että halvat pienitehoiset mallit on yleensä suunniteltu vain polttopuulle. Kalliit muutokset voivat toimia eri tavoin polttoainetyypit.

Lisäksi sinun on ladattava polttoainetta laitteeseen mahdollisimman paljon; kuorman vähentäminen johtaa lisääntyneeseen tuhkan ja noen muodostumiseen ja vaikuttaa myös negatiivisesti koko yksikön toimintaan.

Huippupolttokattilat

Yksi pyrolyysilaitteen vaihtoehdoista on ylempi polttokattila. Näiden kahden yksikön toimintaperiaate on hyvin samanlainen.

Samalla tavalla tulipesään ladataan suuri määrä matalakosteista kiinteää polttoainetta, pakotetaan ilmaa sisään ja polttoaineen annetaan kypsyä pienemmällä happimäärällä. Hapen virtausta säätelevä venttiili asennetaan haluttuun asentoon.

Yläpolttokattilan kaavio. Tällaisen kattilan tulipesässä on kiinteä pohja, palamistuotteiden hiukkaset poistetaan savupiipun kautta (+)

Mutta pitkään palavissa kattiloissa ei ole tuhka-astiaa eikä arinaa.Pohja on tyhjä metallilevy. Tällaiset kattilat on suunniteltu siten, että puu palaa kokonaan ja tulipesään jäänyt pieni määrä tuhkaa puhalletaan ulos ilmalla.

Tällaisille laitteille on ominaista korkea hyötysuhde ja ne toimivat myös yli 1000 °C lämpötiloissa.

Tällaisten laitteiden pääominaisuus on, että ne todella tarjoavat pitkän käyttöiän täysin kuormitettuna. Polttoainekammio tällaisissa laitteissa on yleensä valmistettu sylinterin muotoiseksi.

Polttoaine ladataan siihen ylhäältä, ja palamiseen tarvittava ilma pumpataan ylhäältä, keskeltä.

Yläpoltisissa kattiloissa ilmansyöttölaite on liikkuva elementti, joka liikkuu alas puun palaessa.

Tämä varmistaa polttoaineen yläkerroksen hitaan kytemisen. Polttoaine palaa vähitellen, sen taso tulipesässä laskee. Samanaikaisesti tulipesään ilmansyöttölaitteen asento muuttuu; tämä elementti tällaisissa malleissa on liikuteltava ja se makaa käytännössä polttopuun yläkerroksella.

Toinen palamisvaihe tapahtuu tulipesän yläosassa, joka on erotettu alaosastosta paksulla metallilevyllä. Alla olevan polttoaineen palamisen seurauksena muodostuneet kuumat pyrolyysikaasut laajenevat ja liikkuvat ylöspäin.

Täällä ne sekoittuvat ilman kanssa ja palavat siirtäen lisäksi merkittävän osan lämpöenergiasta lämmönvaihtimeen.

Palokammion kahteen osaan jakava levyä pitävä palkki, kuten itse levy, on jatkuvasti alttiina korkealle lämpötilalle yläpolttokattilan toiminnan aikana. Ajan myötä nämä elementit palavat ja ne on vaihdettava säännöllisesti.

Vedonsäädin asennetaan yleensä polttoainekammion toisen osan ulostuloon.Tämä on automaattinen laite, joka määrittää jäähdytysnesteen lämpötilan ja säätelee vastaanotetuista tiedoista riippuen palavan kaasun liikkeen voimakkuutta. Se suojaa laitetta mahdolliselta ylikuumenemiselta.

On syytä huomata, että tällaisten kattiloiden ulkoinen lämmönvaihdin reagoi nesteen kiertonopeuden muutoksiin lämmönvaihtimessa, ts. lämpötilan vaihteluille. Laitteen pintaan muodostuu välittömästi kondenssivesikerros, joka aiheuttaa korroosiota etenkin teräskattiloissa.

On suositeltavaa ottaa valuraudasta valmistettu laite, joka kestää tällaisia ​​​​vaikutuksia paljon paremmin.

Vaikka pitkään palavissa pyrolyysikattiloissa polttoaineen tulisi palaa ilman jäännöstä, käytännössä näin ei aina ole. Joskus tuhka kakku, muodostaen hiukkasia, joita on vaikea poistaa ilmavirralla.

Jos tulipesään kertyy suuri määrä tällaisia ​​jäämiä, voidaan havaita yksikön lämpötehon huomattavaa laskua. Tästä syystä yläpolttokattila on puhdistettava säännöllisesti.

Tämän tyyppisten laitteiden erityispiirre on, että polttoaineen palaessa se voidaan ladata uudelleen odottamatta koko polttoainekuorman palamista. Tämä on kätevää, kun haluat päästä eroon syttyvästä kotitalousjätteestä.

On myös erilaisia ​​yläpolttokattiloita, jotka toimivat paitsi puupolttoaineella myös hiilellä. Tämän tyyppisissä pyrolyysikattiloissa ei ole monimutkaisia ​​automaattisia ohjausyksiköitä, joten vakavat viat ovat erittäin harvinaisia.

Yläpolttokattilan rakenne mahdollistaa tulipesän vain osittaisen kuormituksen tarvittaessa. Tässä tapauksessa polttoaineen yläkerroksen syttäminen ei kuitenkaan välttämättä ole helppoa.Itse polttoaine on kuivattava, avoimen puukasan polttopuu ei sovellu sellaiseen kattilaan.

Suurifraktioista polttoainetta ei myöskään saa käyttää tämän tyyppisissä laitteissa, ts. Puu on leikattava pieniksi paloiksi.

Kaasugeneraattorikattiloiden toiminnan ominaisuudet

Pyrolyysikattilan hyötysuhde riippuu suurelta osin polttoaineen tyypistä ja laadusta. Teknisesti tulipesään voidaan ladata paitsi puuta, myös hiiltä ja jopa turvetta, useimmat nykyaikaiset kattilamallit on suunniteltu käyttämään useita polttoainetyyppejä.

Puu palaa noin 5-6 tunnissa tyypistä riippuen. Mitä kovempaa puu on, sitä kauemmin se palaa.

Nykyaikaiset pyrolyysipolttokattiloiden mallit voivat toimia erilaisilla puupolttoaineilla: polttopuut, briketit, pelletit, kivihiili, turve jne.

Mustan hiilen polttaminen kestää noin kymmenen tuntia, ja sama määrä ruskohiiltä kytee kahdeksan tuntia. Käytännössä pyrolyysitekniikka osoittaa suurimman lämmönsiirron kuivalla puulla kuormitettuna. Polttopuuta, jonka kosteuspitoisuus on enintään 20% ja pituus noin 45-65 cm, pidetään optimaalisena.

Jos tällaista polttoainetta ei ole saatavilla, voit käyttää hiiltä tai muuta orgaanista polttoainetta: erityistä sahanpuru briketit ja puupelletit, puunjalostusjätteet, turve, selluloosapitoiset materiaalit jne.

Ennen kuin aloitat kattilan käytön, sinun tulee perehtyä huolellisesti laitteen valmistajan polttoainesuosituksiin.

Pyrolyysipolttokattiloissa ilmansyöttöä säädellään tavanomaisilla mekaanisilla venttiileillä. Monimutkaisen elektroniikan puuttuminen varmistaa laitteen korkean vikasietoisuuden

Liian märkää polttoainetta tällaisissa laitteissa ei voida hyväksyä.Kun se palaa tulipesässä, muodostuu lisää vesihöyryä, joka edistää sivutuotteiden, kuten tervan ja noen, muodostumista.

Kattilan seinät likaantuvat, lämmönsiirto heikkenee ja ajan myötä kattila voi jopa lakata toimimasta ja sammua.

Jos käytät puuta, jonka kosteus on liian korkea pyrolyysipolttokattilaan, laitteen sisällä syntyy olosuhteita tervan muodostumiselle, mikä heikentää laitteen lämmönsiirtoa ja voi johtaa vaurioihin.

Jos tulipesään laitetaan kuivaa polttoainetta ja kattila on oikein konfiguroitu, syntyy laitteen toiminnan seurauksena syntyvä pyrolyysikaasu kelta-valkoista liekkiä. Tällaiseen palamiseen liittyy vähäistä polttoaineen palamisen sivutuotteiden vapautumista.

Jos liekin väri on erilainen, on järkevää tarkistaa polttoaineen laatu sekä laitteen asetukset.

Ilman kanssa sekoittuneet pyrolyysikaasut palavat tasaisen kellanvalkoisella liekillä. Jos liekin väri on muuttunut, saatat joutua tarkistamaan kattilan asetukset tai polttoaineen laadun

Perinteisistä kiinteän polttoaineen laitteista poiketen tulipesä on esilämmitettävä ennen polttopuiden lataamista kiinteällä polttoaineella toimiviin pyrolyysikattiloihin.

Voit tehdä tämän suorittamalla seuraavat vaiheet:

1. Aseta pieni kuiva sytytys (paperi, puulastut jne.) tulipesän pohjalle.
2. He sytyttivät sen tuleen käyttämällä samanlaisista materiaaleista valmistettua taskulamppua.
3. Sulje palotilan ovi.
4. Latauskammion ovi jätetään hieman auki.
5. Lisää osia sytytystä, kun se palaa.
6. Prosessia toistetaan, kunnes pohjalle muodostuu kytevä kivihiilikerros.

Tässä hetkessä tulipesä on jo lämmennyt noin 500-800°C:een, mikä luo olosuhteet pääpolttoaineen lataamiselle. Älä käytä sytytykseen bensiiniä, kerosiinia tai muita vastaavia nestemäisiä aineita.Ennen pitkäpoltisen kattilan uunin lämmittämistä tulee varmistaa, että laite on käyttövalmis.

Pyrolyysipolttokattiloiden ominaispiirre on pieni määrä tuhkaa ja tuhkaa, mikä helpottaa laitteen puhdistusprosessia ja sen huoltoa

Tarkista tätä varten vedon esiintyminen, ovien tiiviys, lukitusmekanismien ja ohjauslaitteiden käyttökunto, jäähdytysnestettä lämmitysjärjestelmässä ja niin edelleen.

Sitten sinun tulee kytkeä termostaatti päälle varmistaaksesi, että laitteeseen syötetään jännite. Avaa tämän jälkeen suoravetopelti ja tuuleta kattilaa 5-10 minuuttia.

Katsaus suosittuihin malleihin

On ymmärrettävä, että mikä tahansa pyrolyysikattila on melko raskas yksikkö, jota ei ole tarkoitettu ripustettavaksi seinälle. Tällaisia ​​laitteita voidaan käyttää sekä pienen talon että tilavien mökkien lämmittämiseen. Kuten muutkin lämmitysyksiköt, pitkään palavat kattilat vaihtelevat tehossa.

Kun valitset pyrolyysipolttokattilan, sinun tulee keskittyä sellaisiin indikaattoreihin kuin laitteen lämpöteho, latauskammion koko, toisiopiirin läsnäolo jne.

Ostajat keskittyvät yleensä tähän indikaattoriin.

Tällaisten laitteiden suosituista malleista on mainittava:

• Atmos (Ukraina) - edustavat laitteet, jotka voivat toimia sekä puulla että hiilellä, teho vaihtelee 14-75 kilowattia.
• Hyökkäys (Slovakia) - pystyy lämmittämään alueita jopa 950 neliömetriin asti. m, jotkut mallit pystyvät jatkamaan toimintaansa myös sähkökatkojen aikana.
• Bosch (Saksa) - laadukkaat tuotteet tunnetulta brändiltä, ​​teho vaihtelee välillä 21-38 kilowattia.
• Buderus (Saksa), jota edustavat hallitsijat Elektromet Ja Logano, ensimmäinen tunnetaan Euroopassa pyrolyysikattilan klassisena versiona, toinen on nykyaikaisempia yksityiskoteihin tarkoitettuja versioita.
• Gefest (Ukraina) - suuritehoiset laitteet, joiden hyötysuhde on jopa 95%.
• KT-2E (Venäjä) on suunniteltu erityisesti suuriin asuintiloihin, yksikön teho on 95 kilowattia.
• Opop (Tšekki) - suhteellisen halvat kattilat, luotettavat ja kestävät, teho 25-45 kilowattia.
• Stropuva (valmistettu Liettuassa tai Ukrainassa) seitsemän kilowatin tai enemmän teholla sopivat varsin pieneen kotiin, mutta mallistossa on myös tehokkaampia laitteita.
• Viessmann (Saksa) - ihanteellinen valinta kotitalouksille, teho alkaa 12 kilowatista, nykyaikaisten tekniikoiden käyttö mahdollistaa polttoaineen säästämisen.
• "Buran" (Ukraina), jonka teho on jopa 40 kilowattia, on toinen suosittu vaihtoehto suurten mökkien omistajille.
• "Logiikka" (Puola) 20 kilowatin suurteholaitteet lämmittävät helposti jopa 2 tuhannen neliömetrin kokoisia huoneita. m, se on enemmän kattila teollisuuden tarpeisiin: lämmityspajat, toimistot, kasvihuoneet jne.

Kun valitset pyrolyysikattilan yksityiskotiin, sinun tulee kiinnittää huomiota malleihin, joissa on kaksi piiriä, jotta kodin lämmittämisen lisäksi se voidaan tarjota autonomisella kuuman veden syöttöllä.

Lämpimän veden lämmönvaihdin voi olla varasto- tai virtaustyyppinen. Jälkimmäisessä vaihtoehdossa käytetään kattilamalleja, joilla on lisääntynyt lämpöteho.

Jos haluat säästää rahaa, voit yrittää tehdä pyrolyysikattilan omin käsin. Sen kokoonpanotekniikka on kuvattu kohdassa Tämä artikkeli.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Tämä video näyttää selvästi pyrolyysikattilan toimintaperiaatteen:

Yksityiskohtainen katsaus huippupolttokattilan toiminnasta löytyy täältä:

Pyrolyysikattilat eivät ole halpoja, mutta ne ovat täysin ostamisen arvoisia. Oikein asennettuina ja huollettuna tällaiset laitteet tarjoavat kotillesi vakaata ja edullista lämpöä.

Etsitkö pyrolyysikattilaa kotisi lämmittämiseen? Vai onko sinulla kokemusta tällaisten yksiköiden käytöstä? Jätä kommentteja artikkeliin ja jaa vaikutelmasi pyrolyysikattiloiden käytöstä. Palautelomake sijaitsee alaosassa.