Heizung mit einem Festbrennstoffkessel PREISÜBERSICHT ÜBER PELLETKESSEL - Monoblockkessel auf Pellets WIRBEL ECO-CK110 in Solovki

Kurz über die Pyrolyseverbrennung

Der Pyrolyseprozess ist die langsame Zersetzung von Kohlenstoffbrennstoffen, die unter dem Einfluss hoher Temperaturen mit Sauerstoffmangel auftritt. Abhängig vom Ausgangsmaterial und den Bedingungen der chemischen Reaktion wird am Ausgang brennbares Gas oder flüssiger Brennstoff erhalten.

Pyrolyse-Heizkessel erzeugen und verbrennen genau Gas, daher der zweite Name - Gas erzeugen oder vergasen. Ausgangsrohstoffe - trockenes Brennholz, Kohle, Brennstoffbriketts.

Diagramm einer Gasgeneratoranlage, die Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor erzeugt

Referenz. Für die Pyrolyseverbrennung wird eine Vielzahl von festen Brennstoffen verwendet, die Kohlenwasserstoffverbindungen enthalten. Ein Beispiel ist die Herstellung von Flüssigbrennstoff aus alten Autoreifen oder die Verbrennung von Abfällen in Industriegasöfen.

Wie Holzpyrolyse auftritt:

1. Ein bestimmtes Volumen an gehacktem Holz oder Sägemehl wird in einen geschlossenen Tank (Reaktor) geladen.
2. Das Metallgefäß wird von außen auf 500 ... 900 ° C erwärmt, Luft wird begrenzt durch die Düsen (Blaslöcher) zugeführt.
3. Holz schwelt und zersetzt sich in seine Bestandteile - Wasserstoff, Methan, Kohlenmonoxid, Wasserdampf, Kohlendioxid. Am Ende der Reaktion verbleibt etwas Asche am Boden.
4. Das resultierende Gasgemisch wird abgekühlt, gereinigt und dann zur weiteren Verwendung in Flaschen gepumpt.

Vor dem Laden in den Gasgenerator wird das Holz getrocknet. Andernfalls wird die Heizenergie für die Verdampfung von Wasser aufgewendet, die Pyrolysereaktion wird stark verlangsamt und wir erhalten am Ausgang eine Menge Wasserdampf.

Beachten Sie, dass bei jeder Verbrennung fester Brennstoffe auch bei einem Brand Holzgas freigesetzt wird (siehe Foto). Die Pyrolyse wird in unserer anderen Veröffentlichung ausführlicher beschrieben.

Langbrennende gasbefeuerte Festbrennstoffpyrolysekessel

Der Betrieb solcher Kessel basiert auf der Brennstoffvergasung. Der Ofen eines solchen Kessels ist horizontal in zwei Hälften geteilt. In der oberen Hälfte, die gleichzeitig eine Ladekammer für Brennstoff ist, brennt das Holz nicht, sondern schwelt. Brennholz, das die Auswirkungen hoher Temperaturen erfährt, gibt verschiedene brennbare Substanzen ab, die zum Hauptbrennstoff für den Kessel werden und in der darunter liegenden zweiten Kammer brennen.

Das beschriebene Funktionsprinzip von Kesseln erhöht den Wirkungsgrad solcher Proben erheblich, in diesem Fall können wir von 85 oder sogar 90% sprechen. Die Brenndauer des Kraftstoffs erhöht sich ebenfalls erheblich und erreicht bis zu 12 Stunden. Tatsache ist, dass in den betrachteten Kesseln der Prozess der direkten Brennstoffverbrennung nur in der unteren Kammer stattfindet.

In der oberen Ladekammer schwelt Brennholz nur und gibt brennbare Substanzen ab. Danach werden die brennbaren Substanzen mit Luft gemischt und durch eine spezielle Düse in die zweite untere Kammer geleitet, wo sie zum Hauptbrennstoff für einen solchen Kessel werden. Beim Verbrennen eines Gemisches aus Luft und Gasen, die aus Brennholz freigesetzt werden, können ausreichend hohe Temperaturen erreicht werden. Daher ist die untere Kammer, in der der Verbrennungsprozess stattfindet, mit einer speziellen hitzebeständigen Oberfläche ummantelt.

Der Brennstoff in den betrachteten Kesseln brennt fast vollständig aus, wodurch wir auch über den Wirkungsgrad des Kessels sprechen können. Darüber hinaus bildet der Kessel aufgrund seiner technischen Eigenschaften während des Betriebs keinen Ruß und keine Asche. Damit der Pyrolysekessel seine Funktionen vollständig erfüllen kann, muss Luft vollständig in das Gerät gepumpt werden.

Bei den fraglichen Kesseln handelt es sich um komplexe und teure Geräte. In den meisten Fällen umfasst die Konstruktion solcher Kessel:

• Rauchabsauger;
• Elektronische Geräte zur Steuerung des Kesselarbeitsprozesses und zur wirksamen Steuerung.

Eine wichtige Voraussetzung für den ordnungsgemäßen Betrieb des Pyrolysekessels ist der Feuchtigkeitsgehalt des Brennstoffs. Der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes, das in einen solchen Kessel gegeben wird, sollte 25% nicht überschreiten. Die Praxis zeigt, dass Brennholz, das in einem Holzstapel gelagert wird, nur 24 Monate nach Lagerbeginn einen solchen Feuchtigkeitsanteil aufweisen kann. Der Kessel ist auch hinsichtlich der Größe des Brennstoffs wählerisch: Die Dicke des Brennholzes, das für die Verlegung in einem solchen Kessel vorbereitet wird, sollte nicht weniger als 100 Millimeter betragen. Die minimale Kesselleistung, die als steuerbar angesehen werden kann, beträgt 50%. In Fällen, in denen die Kesselleistung unter den angegebenen Wert fällt, wird der Betrieb des Geräts instabil. Dies deutet darauf hin, dass der Kessel für den Betrieb in kalten Jahreszeiten gut geeignet ist, jedoch für einen effizienten Betrieb in der Nebensaison völlig ungeeignet ist.

Pyrolysekessel von Herstellern wie VERNER und ATMOS bieten hervorragende Bewertungen von Anwendern, die diese Technik im praktischen Einsatz untersucht und getestet haben.

Betriebsregeln

Um eine gute Wärmeübertragung von einer Gasgeneratorheizung mit minimalem Brennstoffverbrauch zu erzielen, empfehlen die Hersteller, die folgenden Regeln einzuhalten:

• Verwenden Sie nur trockenes Holz, zulässiger Feuchtigkeitsgehalt 12 ... 20%;
• Bei der Installation und Verrohrung des Kessels muss unbedingt ein Dreiwege-Mischventil oder ein komplexes Laddomat-21-Gerät verwendet werden, um die Rücklauftemperatur auf 65 ° C zu halten.
• Betriebstemperatur des Heizmittels an der Versorgung - 80 ... 90 ° C;
• Der Wärmeerzeuger muss mit einer Leistung nahe dem Maximum betrieben werden. Es ist unmöglich, das Gerät über einen längeren Zeitraum im Modus geringer Produktivität (weniger als 50%) zu betreiben.
• Es ist sehr ratsam, mit großen Baumstämmen zu ertrinken, aber nicht mit runden Baumstämmen.
• Es wird dringend empfohlen, zusammen mit Pyrolysekesseln einen Puffertank zu verwenden, der überschüssige Wärmeenergie ansammelt.
• Das Mindestvolumen des Wärmespeichers beträgt 25 Liter pro Kilowatt Heizleistung.

Erläuterung. Wenn ein kaltes Kühlmittel mit einer Temperatur unter 65 Grad in den Kesseltank gelangt, bilden sich bei der Brennstoffvergasung im Primärraum Kondensat und Teer. Weitere Informationen zur korrekten Verrohrung finden Sie in einem separaten Handbuch zum Anschließen von TT-Kesseln.

Die Heizmittelzufuhr zum Kessel muss durch ein Dreiwegeventil geregelt werden. Nach dem Puffertank wird eine weitere Mischeinheit installiert, um die Wassertemperatur zu senken
Die Verwendung des Puffertanks ist auf die effektive Betriebsart der kesselintensiven Verbrennung zurückzuführen, die Auslasstemperatur beträgt 80 ... 90 Grad. Unter solchen Bedingungen wird ein hoher Wirkungsgrad von 86–87% erreicht. Es ist unmöglich, den Wärmeerzeuger durch die Luft zu "drosseln", der Verbrennungswirkungsgrad sinkt auf 40-50%, wie bei einem hausgemachten Ofen.

Das Funktionsprinzip eines langbrennenden Festbrennstoffkessels.

Typischerweise arbeiten diese Festbrennstoffkessel nach dem Prinzip der "Top-Verbrennung". Wie funktioniert ein langbrennender Kessel? Bevor Sauerstoff direkt in den Ofen gelangt, in dem die Verbrennung stattfindet, wird er erwärmt. Es wird erhitzt, um letztendlich die Menge an Verbrennungsabfällen zu reduzieren: Ruß, Asche. Sauerstoff wird nicht von unten nach oben, sondern von oben nach unten zugeführt. Somit brennt nur die oberste Schicht festen Brennstoffs, die in der Feuerbox gespeichert ist. Aufgrund der Tatsache, dass die Luft von oben eintritt, dringt sie nicht nach unten ein und der Verbrennungsprozess ist dort unmöglich. Nur die oberste Kraftstoffschicht verbrennt. Wenn die obere Schicht ausgebrannt ist, wird die Zuführung zur unteren Schicht aktiviert. Mit fortschreitender Verbrennung wird die Luft also immer tiefer zugeführt. Dank dieses Ansatzes brennt immer die oberste Kraftstoffschicht, und die darunter liegende Schicht bleibt intakt, bis sie an die Reihe kommt.Dies ermöglicht einen sehr sparsamen Kraftstoffverbrauch und die Steuerung des Verbrennungsprozesses. Mit dieser Technologie verbrennt fester Brennstoff sehr lange.

Solche Kessel sind nicht nur wirtschaftlich, sondern auch umweltfreundlich. Vorausgesetzt natürlich, dass feuerfeste Baumaterialien verwendet werden, die nicht nur den maximalen Wirkungsgrad des Kessels gewährleisten, die Wärme isolieren, sondern auch vor möglichen Bränden schützen.

In diesem Video können Sie deutlich verstehen, wie der Pyrolysekessel funktioniert:

Die wirklichen Vorteile von Pyrolyseheizungen

Lassen Sie uns die Vorteile der Vergasung von Kesseln auflisten, die von Verkäufern deklariert wurden, und dann werden wir offene Geschichten ausmerzen:

• Pyrolyse-Wärmequellen sind vollwertige Gasgeneratoren, die brennbares Synthesegas emittieren.
• Die Geräte sind aufgrund ihrer hohen Effizienz sehr sparsam und umweltfreundlich.
• Kessel verbrennen Kohle und Brennholz praktisch rückstandsfrei;
• Brenndauer - über 10 Stunden (die bescheidenste Zahl ist 8 Stunden).

Hinweis. Werbetreibende und nicht zu gewissenhafte Hersteller vergleichen Gaserzeugungseinheiten immer mit herkömmlichen Direktverbrennungskesseln und "vergessen" dabei ebenso effiziente Pelletheizungen. Aber auch dieser Vergleich ist nicht sehr gewinnbringend.

Die erste Aussage ist zu fett. Denken wir daran: Eine intensive Pyrolyse beginnt mit starker Erwärmung und Sauerstoffmangel, aber was passiert im Kessel? Der Ventilator bläst Luft übermäßig in den Feuerraum, es gibt kein Schwelen. Natürlich wird Synthesegas freigesetzt, aber es liegt auch eine direkte Kraftstoffverbrennung vor.

Links befindet sich ein Flammenbrenner im Nachbrennerraum während des Kesselbetriebs, rechts ein Feuerrohrwärmetauscher (Draufsicht)

Schauen wir uns die anderen Vorteile an:

1. Die Aussage zu Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit ist kein Märchen. Aufgrund des anständigen Wirkungsgrads nimmt der Kessel die Energie des Brennstoffs besser auf und gibt viel weniger giftige Verbindungen - Stickoxide und Kohlenmonoxid - an die Atmosphäre ab. Unter Bedingung 1: Die Empfehlungen zur Betriebsart und zum Feuchtigkeitsgehalt des Brennholzes werden vollständig eingehalten.
2. Die Gründe für eine vollständigere Verbrennung sind trockenes Holz und Zwangsluftinjektion. Wenn Sie Sägemehlbriketts oder trockene Akazien in einen herkömmlichen Turbokessel geben, ist der Ascherückstand ebenfalls Null. Eine Menge leichter Asche wird einfach von einem Ventilator in den Schornstein geblasen. Dies bedeutet, dass diese Tatsache kein Vorteil ist.
3. Die Dauer der Verbrennung hängt von zwei Faktoren ab: Wirkungsgrad und Kapazität des Kraftstoffraums. In Bezug auf den Wirkungsgrad verlieren Festbrennstoffkessel gegenüber Pyrolysekesseln um 10%, dies ist eine geringfügige Verlängerung der Betriebsdauer. Der Hauptfaktor ist das Volumen der Brennkammer. Wenn es 80 Liter oder mehr erreicht, brennt Brennholz in 6-8 Stunden aus.

Referenz. Der tschechische Hersteller Atmos beschreibt die Vorteile seiner Wärmeerzeuger (wörtlich): einen großen Brennstoffbunker - eine lange Brenndauer. Daher die Schlussfolgerung: Die Aussage über die Dauer der Arbeiten ist wahr, nur der Grund ist anders - die Kapazität des Ofens und nicht die Tatsache, dass Holzgas erzeugt wird.

Außerdem werden viele Fabeln über die wirtschaftliche Art des Schwelens erzählt, die in Pyrolyseeinheiten einfach nicht vorhanden ist. Es steht in der Bedienungsanleitung "Atmos DC15E" - eine Abnahme der Flammenintensität führt zu einer Abnahme des Wirkungsgrades und einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs.

Der neueste Wärmeerzeuger "Atmos" vom Typ Pyrolyse auf der Ausstellung "Aquatherm-2019"

Mehrere Schemata der Pyrolysekesselvorrichtung

Bevor Sie mit der Herstellung eines Gaskessels mit Ihren eigenen Händen fortfahren, müssen Sie sich mit den möglichen Optionen für sein Gerät vertraut machen. Solche Einheiten können eine andere Designlösung haben. In der Praxis ist ihr Funktionsprinzip jedoch dasselbe: Sie haben alle zwei Brennräume. Die erste dient in der Regel zum Laden von Kraftstoff und seiner Pyrolyseverbrennung und die zweite zum Verbrennen des bei der Pyrolyse freigesetzten brennbaren Gases.Je nach Ausführung des Kessels können sie unterschiedliche Formen und Größen haben und unterschiedliche Positionen zueinander einnehmen.

Darüber hinaus können sich verschiedene Modelle von Pyrolysekesseln in der Art der Primär- und Sekundärluft unterscheiden: Sie können mit Hilfe eines Ventilators natürlich oder erzwungen sein. Nachfolgend werden die gängigsten Schemata für die Vorrichtung solcher Kessel betrachtet, die verwendet werden können, wenn sie selbst gebaut werden.

Pyrolysekessel mit natürlicher Luftzufuhr

Variante 1.

Die Kammer für die Beladung und Verbrennung des Pyrolysebrennstoffs befindet sich unten und der Pyrolysegas-Nachbrenner befindet sich darüber (Abb. 1). Die Zufuhr von Primär- und Sekundärluft mit einem solchen Schema erfolgt von unten durch die Gebläsetür, die durch eine Kette mit einem in den "Wassermantel" des Kessels eingebauten Sensor-Regler verbunden ist. Primärluft wird durch die Gebläsekammer und den Rost in einer solchen Menge zugeführt, dass eine langsame Verbrennung von festem Brennstoff unter Freisetzung von brennbarem Gas gewährleistet ist, das mit Hilfe von natürlichem Luftzug in die obere Kammer eingespeist wird. Die Sekundärluft wird in der unteren vorgewärmt und über Rohre mit kalibrierten Löchern der oberen Kammer zugeführt, um den Gasverbrennungsprozess sicherzustellen.

Abb. 1 Diagramm eines Pyrolysekessels mit natürlicher Luftzufuhr und oberer Position des Nachbrenners

Option 2.

Dieses Schema (Fig. 2) sieht die Position der Brennstoffbeladungs- und Pyrolysebrennkammer oben und der Gasbrennkammer unten vor. Wenn ein solcher Kessel gezündet wird, öffnet sich die Drosselklappe in ihrem oberen Teil und der Brennstoff beginnt zu brennen wie bei einem herkömmlichen Festbrennstoffkessel, und die Rauchgase werden direkt in den Schornstein abgegeben. Nachdem sich der Brennstoff entzündet hat, schließt die Klappe und der Kessel beginnt im Gaserzeugungsmodus zu arbeiten: Pyrolysegas tritt in die untere Kammer ein und verbrennt dort, setzt Wärmeenergie frei und erwärmt das Kühlmittel in seinem Wärmetauscher ("Wassermantel").

Abb. 2 Diagramm eines Pyrolysekessels mit oberer Ladekammer und Pyrolyseverbrennung

Option 3.

Dieses Schema des Pyrolysekessels unterscheidet sich vom vorherigen dadurch, dass sich die Ladetür nicht seitlich, sondern oben befindet. Zusätzlich wird der Wärmetauscher mit Rohren ergänzt, die es ermöglichen, die Kontaktfläche mit heißen Gasen zu vergrößern und die Effizienz der Wärmeübertragung zu erhöhen. Die obere Position der Ladetür erleichtert das Laden von Kraftstoff. Falls gewünscht, kann eine solche Kammer außerdem nach oben verlängert werden, wodurch das Volumen des gleichzeitig geladenen Brennstoffs und damit die Dauer des Kesselbetriebs erhöht wird.

Feige. 3 Diagramm eines Pyrolysekessels mit einer Ladetür oben

Option 4.

Dieses Schema (Abb. 4) unterscheidet sich von anderen sowohl in der Position des Wärmetauschers (im oberen Teil) als auch in der Gestaltung der Brennkammern selbst. Beladung - erfolgt in Form eines Bunkers mit geneigter Basis, der einen spontanen Kraftstofffluss beim Ausbrennen zum Ort der Primärverbrennung gewährleistet. Der Nachbrenner besteht hier aus einem Rohr aus feuerfestem Material und befindet sich im Einfülltrichter oberhalb der Primärbrennkammer. Um die Temperatur darin zu erhöhen und bessere Bedingungen für die Verbrennung von brennbarem Gas zu schaffen, sieht diese Konstruktion vor, dass die Wände von außen mit einem Teil der heißen Rauchgase beheizt werden.

Feige. 4 Diagramm eines Pyrolysekessels oben am Wärmetauscher

Zwangsluftpyrolysekessel

Variante 1.

Die Kammer zum Laden und zur primären Verbrennung von Kraftstoff in diesem Schema befindet sich unten (Abb. 5). Die Basis besteht aus feuerfestem Material (z. B. Schamottesteinen) mit Öffnungen für die Zufuhr von Primärluft aus der Strahlkammer, die sich in der Nähe der Rückwand des Kessels befinden.Die Zufuhr von Sekundärluft zur Verbrennung von Holzgas erfolgt über einen Ventilator, der an der Vorderwand des Kessels oberhalb der Ladetür angebracht ist.

Feige. 5 Pyrolysekessel mit oberer Brennkammer und Zwangszufuhr von Sekundärluft

Option 2.

Dieses Schema (Abb. 6) unterscheidet sich darin, dass die Primär- und Sekundärluftzufuhr über einen Ventilator an der Vorderwand des Kessels oder am Schornstein (Rauchabsauger) erfolgt. Ein solches Schema ermöglicht eine effizientere Regelung des Betriebs der Einheit, hängt jedoch von der Verfügbarkeit von Elektrizität ab. Zusätzlich besteht in dem vorgestellten Schema die Überlappung zwischen den Kammern aus feuerfestem Material, in dem sich Kanäle zum Zuführen von Sekundärluft und eine Düse zum Zuführen von Pyrolysegas zur unteren Brennkammer befinden.

Feige. 6 Gasgeneratorkessel mit unterer Gasbrennkammer und Zwangszufuhr von Primär- und Sekundärluft

Wesentliche Nachteile von Kesseln

Wenn Sie einen Online-Shop für Heizgeräte besuchen und fragen, wie viel Pyrolyse-Wärmeerzeuger kosten, werden Sie sofort deren Hauptnachteil erkennen. Nicht der teuerste russische Kessel "Suworow M" K-20 (20 kW) kostet 1320 cu. Das heißt, und der ATMOS DC 20 GS, identisch in der Leistung, ist 2950 cu. Zum Vergleich: Der Preis für eine teure herkömmliche Heizung Buderus Logano S131-22 H beträgt 1010 USD. e.

Lassen Sie uns andere Nachteile der Vergasung von Wärmequellen bezeichnen:

• 2 Kammern, Ziegel- oder Keramikauskleidung sowie ein Wassermantel im unteren Teil des Körpers - die oben genannten Konstruktionslösungen erhöhen das Gewicht und die Abmessungen der Einheiten erheblich.
• hohe Anforderungen an die Kraftstoffqualität;
• Ein Kühlmittel mit einer Temperatur von 80 ° C wird beim Heizen von Privathäusern selten verwendet, was bedeutet, dass Sie nicht auf einen teuren Wärmespeicher + Rohrleitungselemente verzichten können.
• Keramikteile der Auskleidung halten nicht ewig - die Düse kann durch Überhitzung reißen und muss ersetzt werden.

Ich muss sagen, Pyrolysekessel ziehen Heimwerker an. Die Herstellung einer solchen Einheit mit eigenen Händen ist jedoch sehr schwierig. Sie benötigen Erfahrung und Investitionen in den Kauf von Materialien. Es ist nicht möglich, eine Heizung kostenlos herzustellen. Es ist viel einfacher, einen konventionellen oder Minenkessel zu schweißen.

Hinweis. Nach den Bewertungen der Besitzer der Kessel in den Themenforen ist es weiterhin möglich, rohes Brennholz zu verwenden. Der Algorithmus lautet wie folgt: Die Einheit wird geschmolzen und mit trockenen Stämmen erwärmt, dann wird feuchtes Holz aufgeworfen. Der Anteil dieses Kraftstoffs sollte jedoch 30% nicht überschreiten, da sonst Ruß und Ruß verschwinden. Hören wir die Meinung des Experten zum Video:

Schlussfolgerungen und Empfehlungen für die Auswahl

In dieser Situation ist es sinnvoll, Pyrolysekessel aus allen vorhandenen Kesseln auszuwählen:

• Sie sind bereit, für Effizienz und Umweltschutz zu zahlen.
• Mit dem Budget können Sie eine Heizung und einen Wärmespeicher mit dem erforderlichen Volumen erwerben.
• Im Heizraum ist genügend Platz für Geräte vorhanden.
• Es besteht die Möglichkeit, hochwertiges Brennholz zu ernten, Briketts zu kaufen oder frisch geschnittenes Holz zu trocknen.

Das Wärmeerzeugermodell wird hinsichtlich Leistung und Funktionalität ausgewählt. Lesen Sie unsere Anweisungen, wie Sie die richtige Holzwärmequelle für Ihr Zuhause auswählen.

Anfänglich sind Pyrolyse-Haushaltskessel so ausgelegt, dass sie einen Lagertank installieren und guten Brennstoff verwenden. Dies ist eine westeuropäische Praxis, bei der Festbrennstoffeinheiten nicht ohne Puffertank betrieben werden können.

Unsere Einkommen sind nicht so hoch, weshalb Hausbesitzer alles sparen - Ausrüstung, Kraftstoff, Verbrennungsmethode. Daher die Schlussfolgerung: Derzeit sind Gasgeneratoren nicht mit den Bedürfnissen und Kosten der meisten Hausbesitzer vereinbar, da sie nicht ordnungsgemäß betrieben werden können.