Uppvärmning med fast bränslepanna PRISÖVERSIKT AV PELLETBOILERS TOBY - monoblockspannor på pellets WIRBEL ECO-CK110 i Solovki

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 förbränner 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:

1. En viss volym hackat ved eller sågspån laddas i en sluten tank (reaktor).
2. Metallkärlet värms upp från utsidan upp till 500 ... 900 ° C, luft tillförs genom tårarna (blåshål) begränsat.
3. Trä smälter och sönderdelas i dess beståndsdelar - väte, metan, kolmonoxid, vattenånga, koldioxid. I slutet av reaktionen förblir lite aska i botten.
4. Den resulterande gasblandningen kyls, rengörs och pumpas sedan in i cylindrar för vidare användning.

Innan den laddas i gasgeneratorn torkas virket. Annars kommer värmeenergin 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.

Långbrännande gaseldade pannor med fast bränslepyrolys

Driften av sådana pannor är baserad på bränsleförgasning. Ugnen på en sådan panna är uppdelad i två halvor horisontellt. Den övre halvan, som samtidigt är en lastkammare för bränsle, bränner inte träet utan smälter. Genom att uppleva effekterna av höga temperaturer släpper ved ut olika brännbara ämnen som blir huvudbränslet för pannan och brinner i den andra kammaren nedan.

Den beskrivna principen för drift av pannor ökar avsevärt effektiviteten hos sådana prover, i det här fallet kan vi prata om 85 eller till och med 90%. Bränslets förbränningstid ökar också avsevärt och når upp till 12 timmar. Faktum är att i de berörda pannorna sker processen med direkt bränsleförbränning endast i den nedre kammaren.

I den övre lastkammaren smälter endast ved och avger brandfarliga ämnen. Därefter blandas de brännbara ämnena med luft och skickas genom ett speciellt munstycke till den andra nedre kammaren, där de blir huvudbränslet för en sådan panna. Vid förbränning av en blandning av luft och gaser som frigörs från ved är det möjligt att uppnå tillräckligt höga temperaturer, därför är den nedre kammaren, i vilken förbränningsprocessen äger rum, mantlad med en speciell värmebeständig yta.

Bränslet i pannorna som övervägs brinner nästan helt ut, vilket också gör det möjligt för oss att prata om pannans effektivitet. Dessutom bildar pannan inte sot och aska under drift på grund av dess tekniska egenskaper. För att pyrolyspannan ska kunna utföra sina funktioner till fullo är det nödvändigt att pumpa luft helt in i enheten.

Pannorna i fråga är komplex och dyr utrustning. I de flesta fall inkluderar utformningen av sådana pannor:

• Rökavgassystem;
• Elektroniska enheter för styrning av pannans arbetsprocess och effektiv kontroll över den.

Ett viktigt villkor för att pyrolyspannan ska fungera korrekt är bränslets fuktnivå. Fuktinnehållet i träet som kommer att läggas i en sådan panna ska inte överstiga 25%. Övning visar att ved lagrad i en vedhög kan skryta med en sådan andel fukt endast 24 månader efter lagringens början. Pannan är också picky ungefär storleken på bränslet: tjockleken på ved som förbereds för läggning i en sådan panna ska inte vara mindre än 100 millimeter. Den minsta pannkraften som kan anses vara reglerbar är 50%, i de fall pannkraften sjunker under det angivna värdet blir enhetens funktion instabil. Detta antyder att pannan är väl anpassad för drift under kalla perioder av året, men den är helt olämplig för effektiv drift under lågsäsong.

Pyrolyspannor från tillverkare som VERNER och ATMOS har utmärkta recensioner från användare som har studerat och testat denna teknik i praktiken.

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 överskott av 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 bränsleförgasningen. 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 buffertank 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.

Principen för drift av en långbrinnande fastbränslepanna.

Vanligtvis arbetar dessa fasta bränslepannor på principen "toppförbränning". Hur fungerar en långpanna? Innan syre kommer in direkt i ugnen, där förbränningen sker, värms den upp. Den värms upp för att i slutändan minska mängden förbränningsavfall: sot, aska. Syre levereras inte från botten till toppen utan från topp till botten. Således brinner bara det översta lagret av fast bränsle som lagras i eldstaden. På grund av att luften kommer in ovanifrån tränger den inte nedåt och förbränningsprocessen är omöjlig där. Endast det övre lagret av bränsle brinner. När det översta lagret bränns ut, matas det till det undre lagret. Så gradvis, när förbränningen fortskrider, tillförs luften lägre och lägre. Tack vare detta tillvägagångssätt brinner alltid det översta lagret av bränsle och det nedanstående förblir intakt tills det kommer till sin tur.Detta möjliggör mycket ekonomisk förbrukning av bränsle och kontroll av förbränningsprocessen. Det är med denna teknik som fast bränsle brinner under mycket lång tid.

Sådana pannor är inte bara ekonomiska utan också miljövänliga. Naturligtvis förutsatt att brandbeständiga byggmaterial används, vilket inte bara säkerställer pannans maximala effektivitet, isolerande värme utan också skyddar mot eventuella bränder.

Du kan tydligt förstå hur pyrolyspannan fungerar från den här videon:

De verkliga fördelarna med pyrolysvärmare

Låt oss lista fördelarna med förgasningspannor, deklarerade av säljare, och sedan kommer vi att rensa upp frankhistorier:

• pyrolys värmekällor 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 indikatorn är 8 timmar).

Notera. Annonsörer och inte alltför samvetsgranna tillverkare jämför alltid gasgenererande enheter med konventionella pannor med direkt förbränning, 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 brist på syre, 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:

1. 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.
2. Anledningarna till en mer fullständig förbränning är torrt trä och tvingad luftinjektion. 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.
3. Förbränningens varaktighet beror på två faktorer: bränslefackets effektivitet och kapacitet. 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 brinntid. 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 pyra, vilket helt enkelt saknas i pyrolysenheter. Det är skrivet i bruksanvisningen "Atmos DC15E" - en minskning av flamintensiteten leder till en minskning av verkningsgraden och en ökning av bränsleförbrukningen.

Den senaste värmegeneratorn "Atmos" av pyrolys-typ på utställningen "Aquatherm-2019"

Flera scheman för pyrolyspannanordningen

Innan du fortsätter med tillverkningen av en gasgenererande panna med egna händer, måste du bekanta dig med de möjliga alternativen för dess enhet. Sådana enheter kan ha en annan designlösning. Men i praktiken är deras princip samma: de har alla två bränsleförbränningskammare. Den första av dem tjänar som regel för laddning av bränsle och dess pyrolysförbränning och den andra för förbränning av den brännbara gasen som frigörs under pyrolys.Beroende på pannans utformning kan de ha olika former, storlekar och ta olika positioner i förhållande till varandra.

Dessutom kan olika modeller av pyrolyspannor skilja sig åt när det gäller tillförsel av primär och sekundär luft: den kan vara naturlig eller tvingad med hjälp av en fläkt. Nedan beaktas de vanligaste systemen för sådana pannor som kan användas när du bygger dem med egna händer.

Pyrolyspannor med naturlig lufttillförsel

Alternativ 1.

Kammaren för laddning och pyrolysförbränning är belägen nedanför och pyrolysgasefterbrännaren ligger ovanför den (fig. 1). Tillförseln av primär- och sekundärluft med ett sådant schema sker underifrån genom fläktdörren, som är ansluten med en kedja med en sensorregulator inbyggd i pannans "vattenmantel". Primärluft tillförs genom fläktkammaren och gallret i en sådan mängd att det säkerställer långsam förbränning av fast bränsle med utsläpp av brännbar gas, som matas in i den övre kammaren med hjälp av naturligt drag. Sekundär luft förvärms i den nedre luften och tillförs den övre kammaren med hjälp av rör med kalibrerade hål, vilket säkerställer gasförbränningsprocessen.

Fig. 1 Diagram över en pyrolyspanna med naturlig lufttillförsel och en övre plats för efterbrännaren

Alternativ 2.

Detta schema (fig. 2) ger plats för bränslebelastnings- och pyrolysförbränningskammaren längst upp och gasförbränningskammaren längst ner. När en sådan panna tänds öppnas gasventilen i sin övre del och bränslet börjar brinna som i en konventionell fastbränslepanna och rökgaserna släpps ut direkt i skorstenen. När bränslet tänds stängs spjället och pannan börjar arbeta i gasgenereringsläget: pyrolysgas kommer in i den nedre kammaren och brinner där, släpper ut termisk energi och värmer upp kylvätskan i sin värmeväxlare ("vattenmantel").

Fig. 2 Diagram över en pyrolyspanna med en övre belastningskammare och pyrolysförbränning

Alternativ 3.

Detta schema för pyrolyspannan skiljer sig från den tidigare genom att lastdörren inte är placerad på sidan utan på toppen. Dessutom kompletteras värmeväxlaren med rör som gör det möjligt att öka kontaktytan med heta gaser och öka effektiviteten i värmeöverföringen. Lastdörrens övre plats gör det lättare att ladda bränsle. Dessutom kan, om så önskas, en sådan kammare förlängas uppåt och därigenom öka volymen av samtidigt laddat bränsle och följaktligen pannans drift.

Fikon. 3 Diagram över en pyrolyspanna med lastdörrens placering ovanpå

Alternativ 4.

Detta schema (fig. 4) skiljer sig från andra både på platsen för värmeväxlaren (i den övre delen) och i själva förbränningskamrarnas utformning. Lastning - tillverkad i form av en bunker med en lutande bas som säkerställer spontant flöde av bränsle när det brinner ut till den primära förbränningsplatsen. Efterbrännaren här är gjord i form av ett rör tillverkat av eldfast material och är placerat inuti matningstratten ovanför den primära förbränningskammaren. För att öka temperaturen i den och skapa bättre förutsättningar för förbränning av brännbar gas, ger denna design uppvärmning av väggarna från utsidan med en del av de heta rökgaserna.

Fikon. 4 Diagram över en pyrolyspanna på toppen av värmeväxlaren

Pannor med tvingad luftpyrolys

Alternativ 1.

Kammaren för laddning och primär förbränning av bränsle i detta schema ligger längst ner (fig. 5). Basen är gjord av eldfast material (till exempel tegelstenar) med öppningar för tillförsel av primärluft från sprängkammaren, som ligger nära pannans bakvägg.Tillförseln av sekundärluft för förbränning av vedgas sker med en fläkt installerad på pannans främre vägg ovanför lastdörren.

Fikon. 5 Pyrolyspanna med övre förbränningskammare och tvångsförsörjning av sekundärluft

Alternativ 2.

Detta schema (fig. 6) skiljer sig åt genom att tillförseln av luft, både primär och sekundär, utförs med en fläkt placerad på pannans främre vägg eller på skorstenen (rökavgasare). Ett sådant system möjliggör effektivare reglering av enhetens drift, men det är beroende av tillgången på el. Dessutom, i det presenterade schemat, är överlappningen mellan kamrarna gjord av eldfast material, i vilket det finns kanaler för tillförsel av sekundär luft och ett munstycke för tillförsel av pyrolysgas till den nedre förbränningskammaren är placerad.

Fikon. 6 Gasgeneratorpanna med lägre gasförbränningskammare och tvingad tillförsel av primär och sekundär luft

Betydande nackdelar med pannor

Om du besöker någon webbutik med värmeenheter och frågar hur mycket pyrolysvärmegeneratorer kostar, kommer du omedelbart 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 ange andra nackdelar med förgasning av värmekällor:

• 2 kamrar, tegel eller keramikfoder plus en vattenmantel i kroppens nedre del - 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 är inte möjligt att göra en värmare gratis. Mycket lättare att svetsa en vanlig panna eller gruvpanna.

Notera. Att döma av recensionerna från pannans 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:

Slutsatser och rekommendationer för val

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.

Inledningsvis 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 kan drivas ordentligt.