Vykurovacie kotly na pyrolýzu: princíp činnosti a typy kotlov s dlhým spaľovaním

Roky plynú, veda a technika napredujú a tuhé palivá sú stále žiadané.Spaľovanie dreva v tradičnej peci alebo peci na brucho nie je veľmi efektívne, ale pyrolýzne vykurovacie kotly zmenili situáciu - jednotky sa vyznačujú vysokou účinnosťou a relatívne jednoduchou obsluhou.

Súhlasíte, sú to dosť významné argumenty pri usporiadaní autonómneho vykurovania. Ak hľadáte efektívny kotol pre váš domov, potom by ste sa mali bližšie pozrieť na pyrolýzne kotly.

Povieme vám, ako sú jednotky s dlhým spaľovaním navrhnuté a fungujú, aké sú ich technické a prevádzkové vlastnosti a tiež poskytneme prehľad najviac hodnotených modelov od domácich a zahraničných výrobcov.

Čo je pyrolýza

Palivové drevo je možno úplne prvým palivom v histórii ľudstva. Takmer každý vie, ako rýchlo horia pod holým nebom a že sa neuvoľňuje veľa tepla. Situácia sa však radikálne zmení, ak sa pre proces spaľovania vytvoria odlišné podmienky.

Takzvané pyrolýzne spaľovanie sa uskutočňuje v uzavretých komorách. Nakladá sa tam palivové drevo alebo iné tuhé palivo podobného druhu: pelety, piliny, drevný odpad a pod.

Palivo sa zapáli a potom sa zníži množstvo vzduchu vstupujúceho do komory.

Ako je známe, pri spaľovaní dochádza k oxidačným procesom, ktorých jedným z hlavných účastníkov je kyslík obsiahnutý vo vzduchu. Ak je kyslíka málo, reakcia sa spomaľuje a drevo pomaly horí, v takýchto podmienkach jednoducho tleje. Tým sa uvoľní určité množstvo tepelnej energie, popola a horľavého plynu.

Tým proces pyrolýzy nekončí.Plyn získaný spaľovaním primárneho paliva sa mieša so vzduchovými hmotami a tiež horí. Vďaka tomu uvoľňuje podstatne viac tepelnej energie ako pri prevádzke štandardných generátorov tepla.

Preto pyrolýzne kotly vykazujú veľmi slušnú účinnosť v porovnaní s ich čistým „bratia“ na tuhé palivo, a tiež často poskytujú možnosť výrazne ušetriť náklady na vykurovanie.

Výhodou vykurovacích zariadení tohto typu je, že princíp jeho fungovania a dizajnu je pomerne jednoduchý. Množstvo vzduchu vstupujúceho do spaľovacích komôr je riadené konvenčnou mechanickou klapkou. Jednoduchá konštrukcia zaisťuje spoľahlivosť zariadenia, poruchy pyrolýznych kotlov nie sú častým javom.

Tento diagram jasne ukazuje všetky fázy procesu pyrolýzneho spaľovania. Teplota vo vnútri zariadenia môže dosiahnuť 1200 °C (+)

Ďalším „plusom“ pyrolýznych kotlov je dlhá doba spaľovania. Plné naloženie zariadenia palivom umožňuje nezasahovať do procesu niekoľko hodín, niekedy aj viac ako deň, t.j. nie je potrebné neustále prikladať drevo do ohniska, ako sa to stáva pri otvorenom spaľovaní.

To samozrejme neznamená, že pyrolýzny kotol môže zostať bez dozoru. Rovnako ako u iných vykurovacích zariadení, aj tu platia prísne bezpečnostné predpisy.

Stojí za to pamätať, že pyrolýzny kotol nie je všežravý - obsah vlhkosti paliva by mal byť nízky. V opačnom prípade sa časť drahocennej tepelnej energie nevynaloží na ohrev chladiacej kvapaliny, ale na sušenie paliva.

Kotly na pyrolýzne spaľovanie, najmä tie, ktoré sú vyrobené z liatiny, majú značnú fyzickú hmotnosť, preto sú vždy zastúpené iba stojanovými modelmi

Pri vykonávaní pyrolýzneho spaľovania palivo horí takmer úplne, zariadenie sa bude musieť čistiť oveľa menej často ako pri prevádzke tradičného kotla na tuhé palivá. Jemný popol získaný po čistení sa používa ako hnojivo. Spaľovanie paliva v takýchto kotloch prebieha zhora nadol.

Preto sú možnosti prirodzenej cirkulácie vzduchu v ohnisku značne obmedzené. Použitie núteného vstrekovania vzduchu pomocou ventilátora výrazne zlepšuje účinnosť zariadenia, ale zároveň robí kotol energeticky závislým, pretože ventilátor potrebuje na prevádzku elektrickú energiu.

Návrh a prevádzka pyrolýzneho kotla

Ohnisko pyrolýzneho kotla je rozdelené na dve časti. V prvom sa spaľuje palivové drevo a v druhom sa uskutočňuje sekundárne spaľovanie zmesi pyrolýznych plynov a vzduchu. Prvá komora je oddelená od druhej roštom, na ktorý je uložené palivo.

Vzduch je zvyčajne nútený malým ventilátorom. Aj keď v malých modeloch sa niekedy na vytvorenie ťahu používa odsávač dymu.

Tento diagram znázorňuje štruktúru pyrolýzneho kotla so spodným spaľovaním. Palivové drevo horí pomaly s malým množstvom kyslíka a uvoľňuje horľavý plyn (+)

Prítomnosť núteného vetrania možno považovať za hlavný rozdiel medzi pyrolýznym kotlom a klasickým modelom na tuhé palivo. Telo zariadenia sa skladá z dvoch častí vložených do seba. Priestor medzi stenami je vyplnený chladivom, ktorého úlohu tradične zohráva voda.

Najprv sa palivo vloží do prvého oddelenia pece pyrolýzneho kotla, potom sa zapne ventilátor a palivo sa zapáli.Výsledné horľavé plyny sa presunú do druhého oddelenia, zmiešajú sa so vzduchom a zhoria.

Teplota spaľovania môže dosiahnuť 1200 °C. Voda vo vonkajšom výmenníku tepla sa ohrieva a cirkuluje cez vykurovací systém domu. Zvyšky produktov spaľovania sa odvádzajú cez komín.

Zariadeniam, ktoré využívajú princíp pyrolýzneho spaľovania, možno vytknúť pomerne vysokú cenu. Bežný kotol na tuhé palivá stojí podstatne menej. Ale v dlho horiacich kotloch drevo zhorí takmer úplne, čo sa o klasickom kotle povedať nedá.

Palivové drevo pre pyrolýzny kotol má určité požiadavky, pokiaľ ide o veľkosť a vlhkosť. Podrobné informácie nájdete v pokynoch výrobcu

Pri výbere pyrolýzneho kotla by ste mali pamätať na to, že lacné modely s nízkym výkonom sú zvyčajne určené iba na palivové drevo. Drahé úpravy môžu fungovať rôzne druhy paliva.

Okrem toho budete musieť do zariadenia naložiť palivo na maximum, zníženie zaťaženia vedie k zvýšenej tvorbe popola a sadzí a tiež negatívne ovplyvňuje prevádzku jednotky ako celku.

Špičkové spaľovacie kotly

Jednou z možností pyrolýzneho zariadenia je horný spaľovací kotol. Princíp fungovania týchto dvoch jednotiek je veľmi podobný.

Rovnakým spôsobom sa do ohniska naloží veľké množstvo nízkovlhkého tuhého paliva, vtlačí sa vzduch a palivo sa nechá tlieť so zníženým množstvom kyslíka. Ventil, ktorý reguluje prietok kyslíka, je nainštalovaný v požadovanej polohe.

Schéma horného spaľovacieho kotla. Ohnisko takéhoto kotla má pevné dno, častice produktov spaľovania sa odvádzajú cez komín (+)

Ale dlho horiace kotly nemajú ani popolník, ani rošt.Spodná časť je prázdna kovová platňa. Takéto kotly sú navrhnuté tak, aby drevo úplne spálilo a malé množstvo popola zostávajúceho v ohnisku sa vyfúklo vzduchom.

Takéto zariadenia sa vyznačujú vysokou účinnosťou a pracujú aj pri teplotách nad 1000°C.

Hlavnou vlastnosťou takýchto zariadení je, že skutočne poskytujú dlhú životnosť pri plnom zaťažení. Palivová komora v takýchto zariadeniach je zvyčajne vyrobená v tvare valca.

Palivo sa do nej nakladá zhora a vzduch potrebný na spaľovanie sa čerpá zhora do stredu.

V kotloch s horným spaľovaním je zariadenie na vstrekovanie vzduchu pohyblivý prvok, ktorý sa pri dohorení dreva pohybuje nadol.

To zaisťuje pomalé tlenie vrchnej vrstvy paliva. Palivo postupne horí, jeho hladina v ohnisku klesá. Zároveň sa mení poloha zariadenia na prívod vzduchu do ohniska, tento prvok je v takýchto modeloch pohyblivý a prakticky leží na vrchnej vrstve palivového dreva.

Druhá fáza spaľovania prebieha v hornej časti ohniska, ktorá je oddelená od spodného priestoru hrubým kovovým kotúčom. Horúce pyrolýzne plyny vznikajúce v dôsledku spaľovania paliva nižšie expandujú a pohybujú sa nahor.

Tu sa zmiešajú so vzduchom a horia, pričom navyše prenášajú významnú časť tepelnej energie do výmenníka tepla.

Lúč držiaci kotúč, ktorý rozdeľuje spaľovaciu komoru na dve časti, ako aj samotný kotúč, je počas prevádzky horného spaľovacieho kotla neustále pod vplyvom vysokej teploty. Postupom času tieto prvky vyhoria a budú sa musieť pravidelne vymieňať.

Na výstupe z druhej časti palivovej komory je zvyčajne inštalovaný regulátor ťahu.Ide o automatické zariadenie, ktoré určuje teplotu chladiacej kvapaliny a v závislosti od prijatých údajov reguluje intenzitu pohybu horľavého plynu. Chráni zariadenie pred možným prehriatím.

Stojí za zmienku, že vonkajší výmenník tepla v takýchto kotloch reaguje na zmeny rýchlosti cirkulácie kvapaliny vo výmenníku tepla, t.j. na teplotné výkyvy. Na povrchu zariadenia sa okamžite vytvorí vrstva kondenzátu, ktorá spôsobuje koróziu, najmä ak ide o oceľové kotly.

Je lepšie vziať zariadenie vyrobené z liatiny, ktoré oveľa lepšie odoláva takýmto účinkom.

Aj keď by palivo v pyrolýznych kotloch s dlhým spaľovaním malo horieť bezo zvyšku, v praxi to tak nie je vždy. Niekedy sa popol zhlukuje a vytvára častice, ktoré je ťažké odstrániť prúdom vzduchu.

Ak sa v ohnisku nahromadí veľké množstvo takýchto zvyškov, môže dôjsť k výraznému zníženiu tepelného výkonu jednotky. Preto by sa mal horný spaľovací kotol pravidelne čistiť.

Zvláštnosťou zariadení tohto typu je, že keď palivo horí, môže sa znova naložiť bez čakania na spálenie celého nákladu paliva. To je výhodné, keď sa potrebujete zbaviť horľavého domáceho odpadu.

Existujú aj druhy kotlov s horným spaľovaním, ktoré bežia nielen na palivové drevo, ale aj na uhlie. V pyrolýznych kotloch tohto typu nie sú žiadne zložité automatické riadiace jednotky, takže vážne poruchy sú extrémne zriedkavé.

Konštrukcia kotla s horným spaľovaním umožňuje v prípade potreby naložiť ohnisko len čiastočne. V tomto prípade však zapálenie vrchnej vrstvy paliva nemusí byť jednoduché.Samotné palivo musí byť vysušené, palivové drevo z otvorenej hromady dreva nie je pre takýto kotol vhodné.

Pre tento typ zariadení by sa tiež nemalo používať palivo veľkých frakcií, t.j. Drevo bude musieť byť nasekané na malé kúsky.

Vlastnosti prevádzky kotlov plynových generátorov

Prevádzková účinnosť pyrolýzneho kotla do značnej miery závisí od druhu a kvality paliva. Technicky možno do ohniska nakladať nielen drevo, ale aj uhlie a dokonca aj rašelinu, väčšina moderných modelov kotlov je navrhnutá na použitie viacerých druhov paliva.

Drevo horí približne 5-6 hodín, v závislosti od druhu. Čím je drevo tvrdšie, tým dlhšie horí.

Moderné modely pyrolýznych spaľovacích kotlov môžu pracovať s rôznymi druhmi drevného paliva: palivové drevo, brikety, pelety, uhlie, rašelina atď.

Spálenie čierneho uhlia bude trvať asi desať hodín a rovnaké množstvo hnedého uhlia bude tlieť osem hodín. V praxi vykazuje technológia pyrolýzy najvyšší prenos tepla pri zaťažení suchým drevom. Za optimálne sa považuje palivové drevo s vlhkosťou najviac 20% a dĺžkou asi 45-65 cm.

Ak nie je prístup k takémuto palivu, môžete použiť uhlie alebo iné organické palivo: špeciálne brikety z pilín a drevené pelety, odpad zo spracovania dreva, rašelina, materiály obsahujúce celulózu atď.

Pred začatím prevádzky kotla by ste si mali dôkladne preštudovať odporúčania výrobcu zariadenia týkajúce sa paliva.

V pyrolýznych spaľovacích kotloch je prívod vzduchu regulovaný bežnými mechanickými ventilmi. Absencia zložitej elektroniky zaisťuje vysokú odolnosť zariadenia voči poruchám

Príliš vlhké palivo v takýchto zariadeniach je neprijateľné.Keď horí v ohnisku, vytvára sa ďalšia vodná para, ktorá prispieva k tvorbe vedľajších produktov, ako je decht a sadze.

Steny kotla sa znečistia, zníži sa prestup tepla a časom môže kotol dokonca prestať fungovať a zhasnúť.

Ak použijete drevo s príliš vysokou vlhkosťou pre pyrolýzny spaľovací kotol, vo vnútri zariadenia vzniknú podmienky pre tvorbu dechtu, čo zhorší prenos tepla zariadenia a môže viesť k poruchám

Ak je do ohniska umiestnené suché palivo a kotol je správne nakonfigurovaný, pyrolýzny plyn, ktorý vzniká pri prevádzke zariadenia, vytvorí žlto-biely plameň. Takéto spaľovanie je sprevádzané nevýznamným uvoľňovaním vedľajších produktov spaľovania paliva.

Ak je farba plameňa iná, má zmysel skontrolovať kvalitu paliva, ako aj nastavenie zariadenia.

Pyrolýzne plyny zmiešané so vzduchom horia rovnomerným žltobielym plameňom. Ak sa zmenila farba plameňa, možno budete musieť skontrolovať nastavenie kotla alebo kvalitu paliva

Na rozdiel od bežných zariadení na tuhé palivá sa pred naložením palivového dreva do pyrolýznych kotlov na tuhé palivo musí ohnisko predhriať.

Ak to chcete urobiť, vykonajte nasledujúce kroky:

1. Na spodok ohniska naložte malý suchý podpal (papier, drevené štiepky atď.).
2. Zapálili ho pomocou fakle z podobných materiálov.
3. Zatvorte dvierka spaľovacej komory.
4. Dvere nakladacej komory zostanú mierne otvorené.
5. Keď horí, pridávajte časti podpaľača.
6. Proces sa opakuje, kým sa na dne nevytvorí vrstva tlejúceho uhlíka.

V tomto momente sa ohnisko už zohrialo na približne 500-800°C, čím sa vytvorili podmienky na nakladanie hlavného paliva. Na zapálenie zapaľovania nepoužívajte benzín, petrolej alebo iné podobné tekuté látky.Pred zahriatím pece dlho horiaceho kotla by ste sa mali uistiť, že je zariadenie pripravené na použitie.

Charakteristickým znakom pyrolýznych spaľovacích kotlov je malé množstvo popola a popola, čo uľahčuje proces čistenia zariadenia a jeho údržbu

Za týmto účelom skontrolujte prítomnosť prievanu, tesnosť dverí, funkčnosť uzamykacích mechanizmov a ovládacích zariadení, prítomnosť chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme a tak ďalej.

Potom by ste mali zapnúť termostat, aby ste sa uistili, že je do zariadenia dodávané napätie. Potom otvorte klapku priameho ťahu a kotol vetrajte 5-10 minút.

Prehľad populárnych modelov

Malo by byť zrejmé, že akýkoľvek pyrolýzny kotol je pomerne ťažká jednotka, ktorá nie je určená na zavesenie na stenu. Takéto zariadenia je možné použiť ako na vykurovanie malého domu, tak aj na priestranné chaty. Rovnako ako iné vykurovacie telesá, dlho horiace kotly líšiť v sile.

Pri výbere pyrolýzneho spaľovacieho kotla by ste sa mali zamerať na také ukazovatele, ako je tepelný výkon zariadenia, veľkosť nakladacej komory, prítomnosť sekundárneho okruhu atď.

Kupujúci sa zvyčajne zameriavajú na tento ukazovateľ.

Medzi populárne modely takýchto zariadení by sme mali spomenúť:

• Atmos (Ukrajina) - predstavujú zariadenia, ktoré môžu pracovať s drevom aj uhlím, výkon sa pohybuje od 14 do 75 kilowattov.
• Útok (Slovensko) - schopné vykurovať plochy do 950 m2. m, niektoré modely sú schopné pokračovať v práci aj pri výpadkoch prúdu.
• Bosch (Nemecko) - vysoko kvalitné výrobky od známej značky, výkon sa pohybuje medzi 21-38 kilowattmi.
• Buderus (Nemecko) zastúpené panovníkmi Elektromet A Logano, prvý je v Európe dobre známy ako klasická verzia pyrolýzneho kotla, druhý sú modernejšie verzie určené do súkromných domov.
• Gefest (Ukrajina) - vysokovýkonné zariadenia s účinnosťou až 95%.
• KT-2E (Rusko) je špeciálne navrhnutý pre veľké obytné priestory, výkon jednotky je 95 kilowattov.
• Opop (Česká republika) - relatívne lacné kotly, spoľahlivé a odolné, výkon 25-45 kilowattov.
• Stropuva (vyrobené v Litve alebo na Ukrajine) s výkonom sedem kilowattov a viac sú celkom vhodné do malej domácnosti, ale v modelovom rade sú aj výkonnejšie zariadenia.
• Viessmann (Nemecko) - ideálna voľba pre súkromné ​​domácnosti, výkon začína od 12 kilowattov, použitie moderných technológií umožňuje šetriť palivo.
• "Buran" (Ukrajina) s výkonom až 40 kilowattov je ďalšou obľúbenou možnosťou pre majiteľov veľkých chát.
• "logika" (Poľsko) vysokovýkonné zariadenia s výkonom 20 kilowattov ľahko vykurujú miestnosti až do 2 tisíc metrov štvorcových. m, je to skôr kotol pre priemyselné potreby: vykurovanie dielní, kancelárií, skleníkov atď.

Pri výbere pyrolýzneho kotla pre súkromný dom by ste mali venovať pozornosť modelom s dvoma okruhmi, aby sa nielen vykuroval dom, ale aj aby sa zabezpečil autonómny prívod teplej vody.

Výmenník tepla na zásobovanie teplou vodou môže byť akumulačný alebo prietokový. Pre druhú možnosť sa používajú modely kotlov so zvýšeným tepelným výkonom.

Ak chcete ušetriť peniaze, môžete sa pokúsiť vyrobiť pyrolýzny kotol vlastnými rukami. Technológia jeho montáže je opísaná v tento článok.

Závery a užitočné video na túto tému

Toto video jasne ukazuje princíp fungovania pyrolýzneho kotla:

Podrobný prehľad prevádzky kotla s horným spaľovaním nájdete tu:

Kotly na pyrolýzu nie sú lacné, no investícia do ich kúpy sa plne oplatí. Pri správnej inštalácii a údržbe vám takéto zariadenia poskytnú stabilné a lacné teplo.

Hľadáte pyrolýzny kotol na vykurovanie vášho domova? Alebo máte skúsenosti s prevádzkou takýchto jednotiek? Zanechajte komentáre k článku a podeľte sa o svoje dojmy z používania pyrolýznych kotlov. Formulár spätnej väzby sa nachádza v dolnom bloku.