Kort om pyrolysförbränning
Pyrolysprocessen är den långsamma nedbrytningen av kolbränslen, som sker under påverkan av höga temperaturer med syrebrist. Brännbar gas eller flytande bränsle erhålls vid utgången, beroende på råmaterialet och förhållandena för den kemiska reaktionen.
Pyrolysvärmepannor producerar och bränner exakt gas, därav det andra namnet - gasgenerering eller förgasning. Inledande råvaror - torr ved, kol, bränslebriketter.
Diagram över en gasgeneratoranläggning som producerar bränsle för en förbränningsmotor
Referens. Ett stort antal fasta bränslen som innehåller kolväteföreningar används för pyrolysförbränning. Ett exempel är produktion av flytande bränsle från gamla bildäck eller förbränning av avfall i industriella gaseldade ugnar.
Hur träpyrolys sker:
- En viss volym hackat ved eller sågspån laddas i en sluten tank (reaktor).
- Metallkärlet värms upp från utsidan upp till 500 ... 900 ° C, luft tillförs begränsat genom tårarna.
- Trä smälter och sönderdelas i dess beståndsdelar - väte, metan, kolmonoxid, vattenånga, koldioxid. I slutet av reaktionen förblir lite aska i botten.
- Den resulterande gasblandningen kyls, rengörs och pumpas sedan i cylindrar för vidare användning.
Innan den laddas i gasgeneratorn torkas virket. Annars kommer uppvärmningsenergin att spenderas på avdunstning av vatten, pyrolysreaktionen kommer att sakta ner mycket och vi får en massa vattenånga vid utgången.
Observera att alla processer med att bränna fast bränsle åtföljs av utsläpp av vedgas, även i en eld (se bilden). Pyrolys beskrivs mer detaljerat i vår andra publikation.
Typer av pelletspannor
Utrustningen klassificeras enligt två kriterier - bränsletillförsel och brännartyp. Det finns tre alternativ för att ladda pellets i brännaren:
- mekanisk,
- halvautomatisk,
- bil.
Mekanisk bränsletillförsel innebär ständigt stöd av förbränningen i eldstaden av ägaren, även på natten. Istället för att njuta av en varm kväll med familjen fungerar husägaren som en stoker.
Halvautomatisk utfodring ser mer fördelaktigt ut - bara pannans kraft ställs in manuellt och pelletsen laddas i ugnen utan mänsklig inblandning. Detta är det bästa värdet för pengarna.
Pelletspannor med automatisk bränsletillförsel är lite dyrare. Till skillnad från tidigare alternativ bör specialister uppmanas att installera dem. Att ställa in pannan i önskat läge tar inte mer än ett par minuter, varefter pannan gör allt för att bibehålla de angivna parametrarna och ladda pelletsen i ugnen i automatiskt läge.
Pelletspannbrännare är:
- facklor,
- öppen spis,
- volymetrisk förbränning.
Flare-brännare används i små pannor med små ugnar. De är lätta att konfigurera, lätta att använda och tillräckligt pålitliga. Deras nackdel är den uttalade riktningen av lågan på en av pannans väggar, som som ett resultat ständigt utsätts för lokal uppvärmning. Dessutom är flare-brännare känsliga för kvaliteten på bränslet - de stöder knappast lågan som genereras av andra klassens bränsle.
Eldstadsbrännare kännetecknas av säkerhet, låg ljudnivå under drift, men de reagerar också på kvaliteten på fast bränsle. De har också få justeringsalternativ.
Dessa nackdelar saknar volymförbränningsanordningar, som på grund av sin höga effekt ofta används för industriella ändamål.De fungerar utan problem på pellets av låg kvalitet. Den enda nackdelen med dessa brännare är att de ökar vikten på utrustningen.
Driftsregler
För att få bra värmeöverföring från en gasgenerator med minimal bränsleförbrukning rekommenderar tillverkare att följa följande regler:
- använd endast torrt trä, tillåtet fuktinnehåll 12 ... 20%;
- vid installation och rörledning av pannan är det absolut nödvändigt att använda en trevägs blandningsventil eller en komplex Laddomat-21-enhet för att hålla returtemperaturen vid 65 ° C;
- värmemedlets drifttemperatur vid tillförseln - 80 ... 90 ° C;
- värmegeneratorn måste arbeta med en effekt som är nära det maximala; det är omöjligt att använda enheten under lång tid i läget med låg produktivitet (mindre än 50%);
- det är mycket tillrådligt att drunkna med stora stockar, men inte runda stockar;
- tillsammans med pyrolyspannor rekommenderas det starkt att använda en buffertank som ackumulerar överflödig värmeenergi;
- Kravet på värmeackumulatorns minsta volym är 25 liter för varje kilowatt värmareeffekt.
Förklaring. Om ett kallt kylvätska med en temperatur under 65 grader går in i panntanken, bildas kondensat och tjära under förgasningsprocessen i den primära kammaren. Läs mer om rätt rörledning i en separat manual för anslutning av TT-pannor.
Värmemedelsförsörjningen till pannan måste regleras med en trevägsventil. Efter buffertanken installeras en annan blandningsenhet för att sänka vattentemperaturen
Användningen av buffertanken beror på pannans effektiva driftsätt - intensiv förbränning, utloppstemperaturen är 80 ... 90 grader. Det är under sådana förhållanden som en hög verkningsgrad på 86–87% uppnås. Det är omöjligt att "kväva" värmegeneratorn genom luften, förbränningseffektiviteten kommer att minska till 40-50%, som i en hemlagad spis.
Pannor med fast bränsle, i vilka ugnen tillförs sekundärluft
I traditionella pannor med en naturlig process för bränning av bränsle utförs processen för att styra enhetens effekt med hjälp av ett speciellt spjäll, det vill säga genom att minska mängden tillförd luft. Nackdelen med ett sådant kontrollsystem anses förtjänat att ett stort antal ämnen som är användbara som bränsle för en panna förångas tillsammans med förbränningsprodukterna.
Det visar sig att konsumtionen av ved ökar, medan pannans användbarhet tvärtom minskar. I de aktuella pannorna sker en naturlig process med bränsleförbränning, det vill säga hela satsen av ved som brinner i ugnen brinner samtidigt, men sekundär luft kommer också in i förbränningskammaren, vilket säkerställer inte bara förbränning av ved, utan också brännbara ämnen och gaser, som diskuterades flera ovan. Beslutet att tillföra sekundärluft till förbränningskammaren i sådana pannor gjorde dem mer ekonomiska och därför mer lönsamma.
Tack vare detta tillvägagångssätt ökar pannans effektivitet avsevärt, men andra driftsparametrar förblir liknande de för andra pannor. Sådana pannor kallas också pyrolyspannor av de flesta säljare och försäljningsorganisationer, men ett sådant uttalande utsätts ständigt för rättvis kritik. De beskrivna pannorna är pseudopyrolys, och talet att sådana anordningar är pyrolys är ett orättvist marknadsföringsspel.
De verkliga fördelarna med pyrolysvärmare
Låt oss lista fördelarna med förgasningspannor som säljare förklarat, och sedan kommer vi att rensa upp frankhistorier:
- pyrolysvärmekällor är fullfjädrade gasgeneratorer som avger brännbar syntesgas;
- enheterna är mycket ekonomiska och miljövänliga på grund av sin höga effektivitet;
- pannor bränner helt kol och ved, praktiskt taget utan rester;
- brinntid - över 10 timmar (den mest blygsamma siffran är 8 timmar).
Notera.Annonsörer och inte alltför samvetsgranna tillverkare jämför alltid gasgenererande enheter med konventionella förbränningspannor, och glömmer bort lika effektiva pelletsvärmare. Men även denna jämförelse är inte särskilt vinnande.
Det första uttalandet är för djärvt. Låt oss komma ihåg: intensiv pyrolys börjar med stark uppvärmning och syrebrist, men vad händer i pannan? Fläkten blåser luft in i eldstaden i överskott, det finns ingen smältning. Syntesgas frigörs naturligtvis, men direkt bränsleförbränning är också närvarande.
Till vänster finns en flammfackla i efterbrännarutrymmet under panndrift, till höger finns en eldrörsvärmeväxlare (ovanifrån)
Låt oss ta en titt på resten av fördelarna:
- Uttalandet om ekonomi och miljövänlighet är inte en saga. På grund av den anständiga effektiviteten assimilerar pannan bränslets energi bättre och avger mycket mindre giftiga föreningar - kväveoxid och kolmonoxid - i atmosfären. I villkor 1: rekommendationerna om driftläge och vedens fuktinnehåll följs helt.
- Anledningarna till en mer fullständig förbränning är torrt trä och tvångsinjektion. Om du lägger sågspånbriketter eller torr akacia i en traditionell turboladdad panna, blir askresterna också noll. Mycket lätt aska blåses helt enkelt ut av en fläkt i skorstenen. Detta innebär att detta faktum inte är en fördel.
- Förbränningens varaktighet beror på två faktorer: effektivitet och kapacitet i bränslerummet. När det gäller effektivitet förlorar pannor med fast bränsle till pyrolyspannor med 10%, detta är en liten ökning av driftstiden. Huvudfaktorn är förbränningskammarens volym, om den når 80 liter eller mer kommer ved att brinna ut på 6-8 timmar.
Referens. Den tjeckiska tillverkaren Atmos beskriver fördelarna med sina värmegeneratorer (bokstavligen): en stor bränslebunker - en lång bränntid. Därav slutsatsen: uttalandet om arbetets längd är sant, bara anledningen är annorlunda - ugnens kapacitet och inte faktumet att generera vedgas.
Många fabler berättas också om det ekonomiska sättet att smyra, vilket helt enkelt saknas i pyrolysenheter. Det är skrivet i bruksanvisningen "Atmos DC15E" - en minskning av flamintensiteten leder till en minskning av effektiviteten och en ökning av bränsleförbrukningen.
Den senaste värmegeneratorn "Atmos" av pyrolystyp vid utställningen "Aquatherm-2019"
Naturligt brinnande pannor med fast bränsle
Pannor av denna typ skiljer sig från sina motsvarigheter genom att all ved som placerades i ugnen brinner samtidigt, det vill säga processen att bränna fast bränsle, i detta fall ved, sker naturligt.
Fördelarna med pannor av denna typ kallas traditionellt för enkel design och låg kostnad för produkten. En sådan panna är överseende med vedens kvalitet och orsakar inte svårigheter i underhållsprocessen, vilket också kan hänföras till enhetens tillgång.
Operatören av en sådan panna kan styra enhetens effekt, men denna indikator kan variera mellan 60 och 100% effektivitet, den specifika siffran beror på hur intensiv förbränningen är. Förbränningsintensiteten regleras med hjälp av ett speciellt spjäll som begränsar luftens intrång i pannan. Tillsammans med kraften minskar apparatens effektivitet oundvikligen.
Övning visar att den maximala effektiviteten som sådana pannor kan skryta är 80%. På tal om nackdelarna med fasta bränslepannor med en naturlig typ av bränsleförbränning är det vanligt att komma ihåg att processen med bränsleförbränning sker så snart som möjligt. Som regel räcker ett parti ved i pannan i högst 4 timmar.
Betydande nackdelar med pannor
Om du besöker någon webbutik med värmeenheter och frågar hur mycket pyrolysvärmegeneratorer kostar, kommer du omedelbart att se deras största nackdel.Inte den dyraste ryska pannan "Suvorov M" K-20 (20 kW) kostar 1320 cu. Det vill säga, och ATMOS DC 20 GS, identisk i effekt, är 2950 cu. e. För jämförelse: priset för en dyr traditionell värmare Buderus Logano S131-22 H är 1010 $. e.
Låt oss beteckna andra nackdelar med förgasning av värmekällor:
- 2 kamrar, tegel eller keramikfoder plus en vattenmantel i nedre delen av kroppen - ovanstående designlösningar ökar enheternas vikt och dimensioner avsevärt;
- höga krav på bränslekvalitet;
- ett kylvätska med en temperatur på 80 ° C används sällan vid uppvärmning av privata hus, vilket innebär att du inte kan klara dig utan en dyr värmeackumulator + rörelement;
- keramiska delar av fodret håller inte för evigt - munstycket kan spricka av överhettning och måste bytas ut.
Jag måste säga att pyrolyspannor lockar hantverkare hemma. Men att göra en sådan enhet med egna händer är mycket svårt, du behöver erfarenhet och investeringar i inköp av material. Det går inte att göra en värmare gratis. Mycket lättare att svetsa en konventionell panna eller en minipanna.
Notera. Att döma av recensionerna från pannornas ägare på temaforumet är det fortfarande möjligt att använda rå ved. Algoritmen är som följer: enheten smälts och värms upp med torra stockar, sedan kastas fuktigt trä upp. Men andelen av sådant bränsle bör inte överstiga 30%, annars tar sot och sot bort. Låt oss höra expertens åsikt om videon:
Pannor med fast bränsle i luftvärmesystemet
Alla värmesystem behöver en värmekälla och pannan löser problemet.
Det enklaste och billigaste alternativet för alla värmeenheter är en värmepanna för fast bränsle.
Uppvärmningstyper
- Vattenuppvärmning är ett system av rör och radiatorer. Värmebäraren (vatten eller frostskydd) cirkulerar i en sluten slinga och värms upp i pannans värmeväxlare.
- Luftuppvärmning består av en eller flera varmvattenpannor och ett kanalsystem.
Läs artikeln för att ta reda på hur man gör en gasspanna med egna händer.
Du kan läsa om skapandet av klimatkomplex baserade på gaspannor genom länken -
Läs också användbar information om pannor för uppvärmning av växthus.
Jämförelse av vatten- och luftuppvärmning:
- Kostnaden för uppvärmning av ett privat hus är mycket lägre än vattenuppvärmning.
- Utformningen och användningen av luftvärme i ett rum är enklare än vattenuppvärmning.
- På grund av trögheten vid låg temperatur kan luftuppvärmningen omedelbart värma upp rummet. Efter att ha stängt av uppvärmningen kommer samma egenskap med låg tröghet att göra det möjligt för rummet att svalna snabbare än när man använder vattenuppvärmning.
- Installation av ett luftuppvärmningssystem är enklare än vattenuppvärmning.
- På sommaren kan luftuppvärmningssystemet användas som ventilation.
Nackdelen med luftuppvärmning är luftkanalernas stora diameter, vilket gör det svårt att leda dem genom väggar eller tak. Huvudelementet i en fastbränslepanna är en eldstuga (förbränningskammare) och en värmeväxlare.
Förbränningskammare
För att ladda bränsle är ugnen utrustad med en metalllucka. För att ta bort aska installeras ett galler i förbränningskammaren - och förbränning sker på den. I enhetens nedre del finns behållare för uppsamling av aska, som måste tömmas regelbundet.
Förbränning kan ske på olika sätt och ett av de mest effektiva sätten att bränna fasta bränslen är förgasningsprincipen. Gasgenererande (pyrolys) pannor arbetar på denna princip.
Pannaugn för gasgenerator
Ugnen på sådana pannor är uppdelad i två kamrar, varav den ena skapar hög temperatur, men förbränning sker inte på grund av syrebrist. Under sådana förhållanden sönderdelas fast bränsle till flyktiga ämnen, som förbränns som gasbränsle i den andra kammaren.
Värmeväxlare för luftvärmepanna
Luft passerar mellan pannkroppen och dess eldstuga - det här är värmeväxlaren.Ugnens ytterväggar tvättas ständigt av luftströmmar. Värmeytor finns också i pannan.
Primär och sekundär luft
För att uppnå högre effektivitet hos pannorna tillförs primär- och sekundärluft till ugnen:
- Primärluft är ren inomhus- eller utomhusluft. För att minska värmeförlusterna förvärms den och matas sedan in i ugnen.
- Sekundär luft är en blandning av förbränningsprodukter från luft och fast bränsle. Som regel bränns inte bränslet 100%, så det finns fortfarande brandfarliga ämnen i rökgaserna. Deras fördel är att de redan har en hög temperatur och att deras "efterförbränning" inte kräver kostnader utan ökar effektiviteten avsevärt. Sekundärluft tas från rökrörets övre del och tillförseln regleras av ett spjäll.
Intensiteten hos bränsleförbränningen justeras genom att öppna / stänga lufttillförseln till pannugnen. Det kan göras manuellt eller automatiskt.
Fläktar i fastbränslepannor
Tillräckligt syre krävs för fullständig förbränning av bränslet. Luftförsörjningsfunktionen kan utföras av en fläkt.
För att skapa kraftigt drag, installeras rökavgasare i pannan - fläktar som drar ut förbränningsprodukterna från pannan.
Automatisering av luftuppvärmning
Det finns olika typer av pannor för förbränning av fast bränsle, varav många har automatiska system: tändning, förbränningsintensitet, bränslebelastning. De kan upprätthålla en given temperaturregim.
Huvudelementen i automatisering:
- Förbränningstemperaturgivare.
- Rumstemperaturgivare.
- Automatiskt styrsystem för lufttillförsel.
Läs om ettrörs- och tvårörssystem här.
Ta reda på hur du gör en värmepanna för ett bad med egna händer -
Läs också om de ledande tillverkarna av hushållspannor för gasuppvärmning.
Värmegeneratormärken
| Lechma PP-190 Lux | Bourgeois-K | Professor Butakov | |
| Tillverkare | Polen | Ryssland | Ryssland |
| Kraft | 14 | 35-100 | 9-25 |
| Bränsleförbrukning (kg / h.) | 3 | ||
| Brinntid 1 belastning | 6 timmar | 5-12 timmar | Långsiktigt |
| Effektivitet (%) | 75 | 82-92 | 85 |
| Typ av eldstuga | Traditionell | ||
| Bränsle | Ved, briketter | Trä, kol, briketter | Ved |
| Material | Stål | ||
| Pris, gnid.) | 80 000 | 240 000 | 17000-35000 |
Luftuppvärmningsenheter med fast bränsle är effektiva i drift, och viktigast av allt, de är säkra och prisvärda.
Slutsatser och rekommendationer för urval
Det är vettigt att välja pyrolyspannor från alla befintliga pannor i denna situation:
- du är villig att betala för effektivitet och miljövård;
- Med budgeten kan du köpa en värmare och en värmeackumulator med önskad volym;
- det finns tillräckligt med utrymme för utrustning i pannrummet;
- det finns en möjlighet att skörda ved av hög kvalitet, köpa briketter eller torka nyklippt trä.
Värmegeneratormodellen väljs utifrån effekt och funktionalitet. Hur du väljer rätt vedeldad värmekälla för ditt hem, läs våra instruktioner.
Ursprungligen är pyrolyspannor utformade för att installera en lagringstank och använda bra bränsle. Detta är en västeuropeisk praxis där fasta bränslenheter inte kan drivas utan en buffertank.
Våra inkomster är inte så höga, vilket är anledningen till att husägare sparar på allt - utrustning, bränsle, förbränningsmetod. Därav slutsatsen: för närvarande är gasgeneratorer oförenliga med behoven och kostnaderna för de flesta husägare, eftersom de inte kommer att kunna drivas ordentligt.
Vad är pyrolys?
Driften av en gasgenererande panna baseras på principen om pyrolysförbränning (eller torrdestillation) av bränsle, vars essens är att under påverkan av hög temperatur och i förhållanden med syrebrist sönderdelas torrt trä till en flyktig del - den så kallade pyrolysgasen och fasta rester - kol (koks).
Träpyrolys utförs vid en temperatur av 200 - 800 ° C. Dessutom är denna process exoterm, det vill säga går med frisättningen av värme, på grund av vilken, förresten, uppvärmningen och torkningen av bränslet i pannan förbättras och luften som kommer in i förbränningszonen värms upp.
Blandningen av syre i luften med den frigjorda pyrolysgasen vid hög temperatur orsakar förbränningsprocessen hos den senare, som senare används för att erhålla termisk energi. Det bör noteras att pyrolysgasen interagerar med aktivt kol under förbränningen, vilket resulterar i att rökgaserna vid pannans utlopp praktiskt taget inte innehåller skadliga föroreningar, för det mesta en blandning av koldioxid och vatten. ånga. Och även en sådan panna släpper ut koldioxid i atmosfären upp till tre gånger mindre än en vanlig vedeldning och dessutom en kolpanna.
Vid pyrolysförbränning bildas en minimal mängd sot och aska, därför måste pannan rengöras mindre ofta än en konventionell.
Nedre horisontella förbränningspanna
I en panna med fast bränsle med en horisontell riktning, sker processen för naturlig förbränning av bränsle i det nedre lagret av ved
Som framgår av ovanstående figur, i en panna med horisontell bränsleförbränning, sker förbränning nära gallret, de resulterande rökgaserna går in i en vertikal skal-och-rörvärmeväxlare utanför förvaringskammaren och vidare in i skorstenen.
Värmen som genereras vid bränsleförbränning absorberas av det vattenkylda gallret, ugnens väggar och värmeväxlaren för skal och rör. Gaser släpps ut i skorstenen med en låg temperatur som krävs för att skapa drag.
I en liknande design av pannan värms inte hela vedeldningen upp, blåses inte igenom av heta rökgaser. Endast det undre lagret tänds. Denna design gör att du kan öka volymen på lastkammaren och ger en mycket långvarig drift av pannan på en last - på trä i upp till 12 timmar.
Pannan arbetar kontinuerligt utan att stanna. Fyll bara på bränsle ovanifrån och ta bort aska underifrån på en fungerande panna utan att stoppa förbränningsprocessen.
Pannan är utrustad med ett spjällmellan lastkammaren och skorstenen. Öppna tändluckan innan du öppnar lastluckan. Drag genom den öppna tändfliken hindrar pannan från att röka in i rummet genom dörren till lastkammaren när man lägger ved.
Var uppmärksam på handtaget extern rengöringsmekanism ovanför fläktdörren. Genom att dra handtaget mot sig själv aktiveras gallrets längsgående rengöringsvagn. Rengöring kan utföras när pannan är igång. När den är indragen är vagnen gömd i parkeringsnischen. Extern mekanisk rengöring av gallret möjliggör avlägsnande av aska utan att stoppa pannan.
Arbetar på rå trä - pannan kan fungera på trä med en fukthalt på upp till 50%
Bekväm toppladdning och enkelt underhåll - en bekväm toppladdningsdörr gör det möjligt att ladda pannan upp till toppen med ved av samma storlek. Enkel rengöring av värmeväxlaren gör att du alltid kan hålla en hög panneffektivitet.
Reservelektrisk värmare - pannan har ett inbyggt värmeelement som kan användas för att öka den maximala pannans effekt under den kallaste säsongen eller användas som reservvärmekälla när bränslet tar slut.
Hög effektivitet - ett vattenkyldt galler och en effektiv värmeväxlare med skal och rör (samma som på industripannor) säkerställer en hög panneffektivitet under hela driftområdet.
