Calderes de calefacció per piròlisi: principi de funcionament i tipus de calderes de combustió llarga

Passen els anys, la ciència i la tecnologia avancen, i els combustibles sòlids encara es mantenen en demanda.Cremar llenya en una estufa tradicional o una estufa de panxa no és molt eficaç, però les calderes de calefacció per piròlisi han canviat la situació: les unitats es caracteritzen per una alta eficiència i un funcionament relativament senzill.

D'acord, aquests són arguments força significatius a l'hora d'organitzar la calefacció autònoma. Si esteu buscant una caldera eficient per a la vostra llar, hauríeu de mirar més de prop les calderes de piròlisi.

Us explicarem com es dissenyen i funcionen les unitats de combustió llarga, quines són les seves característiques tècniques i operatives, i també us proporcionarem una visió general dels models més valorats dels fabricants nacionals i estrangers.

Què és la piròlisi

La llenya és potser el primer combustible de la història de la humanitat. Gairebé tothom sap amb quina rapidesa es cremen a l'aire lliure i que no s'allibera gaire calor. Però la situació canvia radicalment si es creen condicions diferents per al procés de combustió.

L'anomenada combustió per piròlisi es realitza en cambres tancades. S'hi carrega llenya o un altre combustible sòlid de tipus similar: pellets, serradures, deixalles de fusta, etc.

El combustible s'encén i després es redueix la quantitat d'aire que entra a la cambra.

Com és sabut, durant la combustió es produeixen processos oxidatius, un dels principals participants dels quals és l'oxigen contingut a l'aire. Si hi ha poc oxigen, la reacció s'alenteix i la fusta es crema lentament; de fet, en aquestes condicions simplement es fuma. Això allibera una certa quantitat d'energia tèrmica, cendres i gas inflamable.

El procés de piròlisi no acaba aquí.El gas obtingut en cremar el combustible primari es barreja amb masses d'aire i també es crema. Com a resultat, allibera significativament més energia tèrmica que quan es fan servir generadors de calor estàndard.

Per tant, les calderes de piròlisi demostren una eficiència molt decent en comparació amb les seves pures "germans" de combustible sòlid, i també sovint ofereixen l'oportunitat d'estalviar significativament en costos de calefacció.

L'avantatge dels equips de calefacció d'aquest tipus és que el principi del seu funcionament i disseny és relativament simple. La quantitat d'aire que entra a les cambres de combustió està controlada per un amortidor mecànic convencional. El disseny senzill garanteix la fiabilitat del dispositiu; les avaries de les calderes de piròlisi no són freqüents.

Aquest diagrama demostra clarament totes les etapes del procés de combustió per piròlisi. La temperatura dins del dispositiu pot arribar als 1200 °C (+)

Un altre "avantatge" de les calderes de piròlisi és un llarg període de combustió. Carregar completament el dispositiu amb combustible us permet no interferir amb el procés durant diverses hores, de vegades més d'un dia, és a dir. no cal afegir llenya constantment a la caixa de foc, com passa amb la crema oberta.

Per descomptat, això no vol dir que la caldera de piròlisi es pugui deixar sense vigilància. Igual que amb altres equips de calefacció, hi ha normes de seguretat estrictes.

Val la pena recordar que una caldera de piròlisi no és omnívora: el contingut d'humitat del combustible hauria de ser baix. En cas contrari, part de la preciosa energia tèrmica no es gastarà en escalfar el refrigerant, sinó en assecar el combustible.

Les calderes de combustió per piròlisi, especialment les de ferro colat, tenen un pes físic important, per la qual cosa sempre estan representades només per models de terra.

Quan s'implementa la combustió per piròlisi, el combustible es crema gairebé completament; el dispositiu s'haurà de netejar amb molta menys freqüència que quan es fa servir una caldera tradicional de combustible sòlid. La cendra fina obtinguda després de la neteja s'utilitza com a adob. La combustió del combustible en aquestes calderes es produeix de dalt a baix.

Per tant, les possibilitats de circulació natural de l'aire a la caixa de foc són notablement limitades. L'ús de la injecció d'aire forçada mitjançant un ventilador millora significativament l'eficiència del dispositiu, però al mateix temps fa que la caldera depengui de l'energia, ja que el ventilador requereix electricitat per funcionar.

Disseny i funcionament d'una caldera de piròlisi

La caixa de foc de la caldera de piròlisi es divideix en dues seccions. En el primer es crema llenya i en el segon es realitza la combustió secundària d'una barreja de gasos de piròlisi i aire. La primera cambra està separada de la segona per una reixa, sobre la qual es col·loca el combustible.

L'aire sol ser forçat per un petit ventilador. Encara que en models petits de vegades s'utilitza un extractor de fums per crear corrent.

Aquest diagrama mostra l'estructura d'una caldera de piròlisi de combustió inferior. La llenya crema lentament amb poc oxigen i allibera gas inflamable (+)

La presència de ventilació forçada es pot considerar la principal diferència entre una caldera de piròlisi i un model clàssic de combustible sòlid. El cos del dispositiu consta de dues parts inserides entre si. L'espai entre les parets s'omple amb un refrigerant, el paper del qual és tradicionalment jugat per l'aigua.

Primer, el combustible es carrega al primer compartiment del forn de la caldera de piròlisi, després s'encén el ventilador i el combustible s'encén.Els gasos inflamables resultants es mouen al segon compartiment, es barregen amb l'aire i es cremen.

La temperatura de combustió pot arribar als 1200 °C. L'aigua de l'intercanviador de calor extern s'escalfa i fa circular pel sistema de calefacció de la casa. Les restes de productes de la combustió s'eliminen a través de la xemeneia.

Els aparells que utilitzen el principi de combustió per piròlisi se'ls pot retreure un preu relativament elevat. Una caldera de combustible sòlid convencional costa molt menys. Però a les calderes de llarga durada, la llenya es crema gairebé completament, cosa que no es pot dir d'una caldera clàssica.

La llenya per a una caldera de piròlisi té certs requisits quant a mida i humitat. Podeu trobar informació detallada a les instruccions del fabricant

Quan escolliu una caldera de piròlisi, heu de recordar que els models econòmics de baixa potència solen estar dissenyats només per a llenya. Les modificacions costoses poden funcionar en diferents tipus de combustible.

A més, haureu de carregar combustible al dispositiu al màxim; la reducció de la càrrega comporta una major formació de cendres i sutge i també afecta negativament el funcionament de la unitat en conjunt.

Calderes de combustió superior

Una de les opcions per a un dispositiu de piròlisi és una caldera de combustió superior. El principi de funcionament d'aquestes dues unitats és molt similar.

De la mateixa manera, una gran quantitat de combustible sòlid de baixa humitat es carrega a la caixa de foc, l'aire es força a entrar i el combustible es deixa arder amb una quantitat reduïda d'oxigen. La vàlvula que regula el flux d'oxigen s'instal·la a la posició desitjada.

Esquema d'una caldera de combustió superior. La caixa de foc d'aquesta caldera té un fons sòlid, les partícules de productes de combustió s'eliminen a través de la xemeneia (+)

Però les calderes de llarga durada no tenen ni cendrer ni reixa.La part inferior és una placa metàl·lica en blanc. Aquestes calderes estan dissenyades perquè la llenya es cremi completament i la petita quantitat de cendres que queda a la caixa de foc s'apaga amb aire.

Aquests dispositius es caracteritzen per una alta eficiència i també funcionen a temperatures superiors a 1000 °C.

La característica principal d'aquests dispositius és que realment proporcionen una llarga vida útil quan estan completament carregats. La cambra de combustible d'aquests dispositius sol estar feta en forma de cilindre.

El combustible s'hi carrega des de dalt i l'aire necessari per a la combustió es bombeja des de dalt, al centre.

A les calderes de combustió superior, el dispositiu d'injecció d'aire és un element mòbil que es desplaça cap avall a mesura que la llenya es crema.

Això garanteix una lent combustió de la capa superior de combustible. El combustible es crema gradualment, el seu nivell a la caixa de foc disminueix. Al mateix temps, la posició del dispositiu per subministrar aire a la caixa de foc canvia; aquest element en aquests models és mòbil i pràcticament es troba a la capa superior de llenya.

La segona etapa de combustió té lloc a la part superior de la caixa de foc, que està separada del compartiment inferior per un gruix disc metàl·lic. Els gasos de piròlisi calents que es formen com a resultat de la combustió del combustible a sota s'expandeixen i es desplacen cap amunt.

Aquí es barregen amb l'aire i es cremen, transferint a més una part important d'energia tèrmica a l'intercanviador de calor.

El feix que subjecta el disc que divideix la cambra de combustió en dues parts, com aquest propi disc, està constantment exposat a altes temperatures durant el funcionament de la caldera de combustió superior. Amb el temps, aquests elements s'esgoten i caldrà substituir-los periòdicament.

Normalment s'instal·la un regulador de tiratge a la sortida de la segona part de la cambra de combustible.Es tracta d'un dispositiu automàtic que determina la temperatura del refrigerant i, en funció de les dades rebudes, regula la intensitat de moviment del gas combustible. Protegeix el dispositiu d'un possible sobreescalfament.

Val la pena assenyalar que l'intercanviador de calor extern d'aquestes calderes reacciona als canvis en la velocitat de circulació del líquid a l'intercanviador de calor, és a dir. a les fluctuacions de temperatura. Immediatament es forma una capa de condensat a la superfície de l'aparell, que provoca corrosió, sobretot quan es tracta de calderes d'acer.

És preferible agafar un aparell de ferro colat, que resisteixi molt millor aquests efectes.

Encara que el combustible de les calderes de piròlisi de llarga combustió hauria de cremar sense residus, a la pràctica no sempre és així. De vegades, els pastissos de cendra, formant partícules difícils d'eliminar amb un corrent d'aire.

Si una gran quantitat d'aquests residus s'acumula a la caixa de foc, es pot observar una disminució notable de la producció de calor de la unitat. Per tant, la caldera de combustió superior encara s'ha de netejar periòdicament.

La peculiaritat dels dispositius d'aquest tipus és que a mesura que es crema el combustible, es pot tornar a carregar sense esperar que es cremi tota la càrrega de combustible. Això és convenient quan necessiteu desfer-vos dels residus domèstics inflamables.

També hi ha varietats de calderes de combustió superior que funcionen no només amb combustible de llenya, sinó també amb carbó. No hi ha unitats de control automàtic complexes a les calderes de piròlisi d'aquest tipus, de manera que les avaries greus són extremadament rares.

El disseny de la caldera de combustió superior permet que la caixa de foc només es carregui parcialment, si és necessari. Tanmateix, en aquest cas, encendre la capa superior de combustible pot no ser fàcil.El combustible en si s'ha d'assecar; la llenya d'una pila de llenya oberta no és adequada per a aquesta caldera.

Tampoc s'ha d'utilitzar combustible de grans fraccions per a aquest tipus d'equips, és a dir. La fusta s'haurà de tallar a trossos petits.

Característiques de funcionament de les calderes de generador de gas

L'eficiència operativa d'una caldera de piròlisi depèn en gran mesura del tipus i la qualitat del combustible. Tècnicament, no només es pot carregar fusta, sinó també carbó i fins i tot torba a la caixa de foc; la majoria dels models de calderes moderns estan dissenyats per utilitzar diversos tipus de combustible.

La llenya es crema en unes 5-6 hores, depenent del tipus. Com més dura és la fusta, més temps es crema.

Els models moderns de calderes de combustió de piròlisi poden funcionar amb diversos tipus de combustible de llenya: llenya, briquetes, pellets, carbó, torba, etc.

Es trigarà unes deu hores a cremar carbó negre i la mateixa quantitat de carbó marró arderà durant vuit hores. A la pràctica, la tecnologia de piròlisi demostra la transferència de calor més alta quan es carrega amb fusta seca. Es considera òptima llenya amb un contingut d'humitat no superior al 20% i una longitud d'uns 45-65 cm.

Si no hi ha accés a aquest combustible, podeu utilitzar carbó o un altre combustible orgànic: especial briquetes de serradures i pellets de fusta, residus obtinguts del processament de la fusta, torba, materials que contenen cel·lulosa, etc.

Abans de començar a utilitzar la caldera, hauríeu d'estudiar detingudament les recomanacions del fabricant del dispositiu sobre el combustible.

En les calderes de combustió de piròlisi, el subministrament d'aire es regula mitjançant vàlvules mecàniques convencionals. L'absència d'electrònica complexa garanteix una alta tolerància a errors del dispositiu

El combustible massa humit en aquests dispositius és inacceptable.Quan es crema a la caixa de foc, es forma vapor d'aigua addicional, que contribueix a la formació de subproductes com el quitrà i el sutge.

Les parets de la caldera s'embruten, la transferència de calor disminueix i, amb el temps, la caldera fins i tot pot deixar de funcionar i s'apaga.

Si utilitzeu fusta amb una humitat massa alta per a una caldera de combustió de piròlisi, es produiran condicions dins del dispositiu per a la formació de quitrà, que empitjorarà la transferència de calor del dispositiu i pot provocar avaries.

Si es col·loca combustible sec a la caixa de foc i la caldera està configurada correctament, el gas de piròlisi produït com a resultat del funcionament del dispositiu produirà una flama groc-blanca. Aquesta combustió va acompanyada d'un alliberament insignificant de subproductes de la combustió del combustible.

Si el color de la flama és diferent, té sentit comprovar la qualitat del combustible, així com la configuració del dispositiu.

Els gasos de la piròlisi barrejats amb l'aire cremen amb una flama uniforme de color groc-blanc. Si el color de la flama ha canviat, potser haureu de comprovar la configuració de la caldera o la qualitat del combustible

A diferència dels dispositius convencionals de combustible sòlid, abans de carregar llenya a les calderes de piròlisi que funcionen amb combustible sòlid, la caixa de foc s'ha de preescalfar.

Per fer-ho, seguiu els passos següents:

1. Carregueu petites llenes seques (paper, estelles de fusta, etc.) a la part inferior de la caixa de foc.
2. Li van calar foc amb una torxa feta amb materials semblants.
3. Tanqueu la porta de la cambra de combustió.
4. La porta de la cambra de càrrega es deixa lleugerament oberta.
5. Afegiu porcions de llença a mesura que es cremi.
6. El procés es repeteix fins que es forma una capa de carbons ardents a la part inferior.

En aquest moment, la caixa de foc ja s'ha escalfat a aproximadament 500-800 °C, creant condicions per carregar el combustible principal. No utilitzeu gasolina, querosè o altres substàncies líquides similars per encendre el foc.Abans d'escalfar el forn d'una caldera de llarga durada, heu d'assegurar-vos que el dispositiu estigui llest per al seu ús.

Una característica de les calderes de combustió de piròlisi és una petita quantitat de cendres i cendres, que facilita el procés de neteja del dispositiu i el seu manteniment.

Per fer-ho, comproveu la presència de corrent d'aire, l'estanquitat de les portes, la funcionalitat dels mecanismes de bloqueig i l'equip de control, la presència refrigerant al sistema de calefacció etcètera.

Aleshores, hauríeu d'encendre el termòstat per assegurar-vos que el dispositiu es subministra tensió. Després d'això, obriu l'amortidor d'aire directe i ventilar la caldera durant 5-10 minuts.

Revisió de models populars

S'ha d'entendre que qualsevol caldera de piròlisi és una unitat bastant pesada que no està pensada per penjar-se a la paret. Aquests dispositius es poden utilitzar tant per escalfar una casa petita com per a cases àmplies. Com altres unitats de calefacció, calderes de llarga combustió varien en poder.

Quan escolliu una caldera de combustió de piròlisi, hauríeu de centrar-vos en indicadors com la potència tèrmica del dispositiu, la mida de la cambra de càrrega, la presència d'un circuit secundari, etc.

Els compradors solen centrar-se en aquest indicador.

Entre els models populars d'aquests equips hem d'esmentar:

• Atmos (Ucraïna) - estan representats per dispositius que poden funcionar tant amb fusta com amb carbó, la potència varia de 14 a 75 quilowatts.
• Atacar (Eslovàquia) - capaç d'escalfar zones de fins a 950 metres quadrats. m, alguns models poden continuar treballant fins i tot durant els talls elèctrics.
• Bosch (Alemanya) - productes d'alta qualitat d'una marca coneguda, la potència varia entre 21 i 38 quilowatts.
• Buderus (Alemanya) representat pels governants Elektromet I Logano, la primera és molt coneguda a Europa com una versió clàssica d'una caldera de piròlisi, la segona són versions més modernes destinades a habitatges particulars.
• Gefest (Ucraïna) - dispositius d'alta potència amb una eficiència de fins al 95%.
• KT-2E (Rússia) està especialment dissenyat per a grans locals residencials, la potència de la unitat és de 95 quilowatts.
• Opop (República Txeca) - calderes relativament econòmiques, fiables i duradores, potència de 25-45 quilowatts.
• Stropuva (fabricats a Lituània o Ucraïna) amb una potència de set quilowatts o més són molt adequats per a una casa petita, però la gamma de models també inclou dispositius més potents.
• Viessmann (Alemanya): una opció ideal per a llars privades, la potència comença a partir de 12 quilowatts, l'ús de tecnologies modernes us permet estalviar combustible.
• "Buran" (Ucraïna) amb una potència de fins a 40 quilowatts és una altra opció popular per als propietaris de cases de camp grans.
• "Lògica" (Polònia) dispositius d'alta potència de 20 quilowatts escalfen fàcilment habitacions de fins a 2 mil metres quadrats. m, és més una caldera per a necessitats industrials: tallers de calefacció, oficines, hivernacles, etc.

Quan escolliu una caldera de piròlisi per a una llar privada, heu de prestar atenció als models amb dos circuits, per tal no només d'escalfar la casa, sinó també de proporcionar-la un subministrament d'aigua calenta autònom.

L'intercanviador de calor per al subministrament d'aigua calenta pot ser d'emmagatzematge o de flux. Per a aquesta darrera opció, s'utilitzen models de calderes amb una potència tèrmica augmentada.

Si voleu estalviar diners, podeu provar de fer una caldera de piròlisi amb les vostres pròpies mans. La seva tecnologia de muntatge es descriu a Aquest article.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Aquest vídeo mostra clarament el principi de funcionament d'una caldera de piròlisi:

Podeu trobar una visió general detallada del funcionament d'una caldera de combustió superior aquí:

Les calderes de piròlisi no són barates, però val la pena la inversió en la seva compra. Quan s'instal·len i es mantenen correctament, aquests dispositius proporcionaran a la vostra llar una calor estable i econòmica.

Busques una caldera de piròlisi per escalfar casa teva? O tens experiència operant aquestes unitats? Si us plau, deixeu comentaris sobre l'article i compartiu les vostres impressions sobre l'ús de calderes de piròlisi. El formulari de comentaris es troba al bloc inferior.