Pyrolysekessel

In diesem Artikel: Wie Generatorgas in Pyrolysekesseln gebildet wird; wie der Pyrolysekessel funktioniert und funktioniert; seine positiven und negativen Eigenschaften; Hersteller, Preise und Auswahlkriterien; Installation und Betrieb von Pyrolysekesseln

Ein Indikator für die vollständige Verbrennung von Brennstoff im Ofen und dementsprechend für die vollständige Umwandlung in Wärmeenergie zur Beheizung von Wohnräumen ist … der Rauch, der aus dem Schornstein kommt. Wenn dieser Rauch, wie man so sagt, mit bloßem Auge sichtbar ist, entweichen Ofengase durch das Rohr, die in Energie umgewandelt werden könnten. Heutzutage gibt es nur einen Kesseltyp, der den darin enthaltenen festen Brennstoff vollständig verbrennen kann, einschließlich der Erzeugung und Verbrennung seiner Gasphase, und dies sind Pyrolysekessel..

Woher kommt die Gasphase beim Verbrennen von festen Brennstoffen?

Um die Gasphase mit eigenen Augen zu sehen, zünden Sie ein normales Streichholz an und löschen Sie es, nachdem sich die Flamme entzündet hat. Haben Sie den weißen Rauch bemerkt, der aus dem Streichholz kommt, sobald er gelöscht ist? Dies ist genau die Gasphase, die auftritt, wenn das Holz stark erhitzt wird. Pyrolysegas (Generatorgas) besteht aus Dioxid, Kohlenmonoxid, Methan und anderen Kohlenwasserstoffen. Übrigens basiert die Arbeit der Raucher und des Rauchens selbst auf der Pyrolyse von Holz.

Wie funktionieren gewöhnliche Haushaltsöfen, die traditionell in Privathäusern in ländlichen Gebieten ausgestattet sind? Die erste Brennstofffüllung ist eine Holzofenfüllung, sie heizt den Ofen auf die erforderliche Temperatur auf, dann wird Kohle verlegt. Aus dem Schornstein, wenn das erste Lesezeichen gezündet wird, strömt Rauch in Clubs aus, weil Die Ofentemperatur ist zu niedrig für eine qualitativ hochwertige Verbrennung von Brennstoff, dann nimmt die Intensität des Rauchausstoßes ab (Kohle wird gebrannt), aber es findet keine vollständige Verbrennung der Gasphase der Kohle statt und diese Gase verlassen den Ofen in den Schornstein und dann in die Atmosphäre.

Um die Gasphase zu erhalten und zu entzünden, ist eine Temperatur von 450 bis 1100 ° C erforderlich, wodurch zusätzliche Wärmeenergie erzeugt wird, die es ermöglicht, den Wirkungsgrad des Heizkessels zu erhöhen. Aber nur eine hohe Temperatur wird nicht ausreichen, eine erzwungene Zufuhr sorgfältig berechneter Luftanteile ist erforderlich (eine kleine Menge davon lässt den Kraftstoff nicht vollständig verbrennen, aber wenn viel Luft vorhanden ist, erwärmt er sich einfach und verdampft zusammen mit der Wärme in das Rohr) und eine Gasbrennkammer, die keine Länge hat weniger als einen halben Meter. Eine einstellbare Luftzufuhr im manuellen Modus ist nicht möglich. Hier benötigen Sie eine Automatisierung, die die Temperatur im Kessel überwachen und nach diesen Daten die Luftzufuhr verringern oder erhöhen kann. In Abwesenheit einer Brennkammer kühlen die Pyrolysegase ab, nachdem sie nur 400 mm entlang der kalten Wände des Kessels passiert haben, ihre Verbrennung stoppt und sie verdampfen immer noch in das Rohr.

Pyrolysekessel – Vorrichtung und Funktionsprinzip

Das Design enthält zwei Kammern – die obere dient zum Verstauen und Verbrennen fester Brennstoffe, die untere zum Verbrennen von Generatorgasen. Der in der oberen Kammer befindliche Holzbrennstoff wird bei der Verbrennung und Bildung der Gasphase zusätzlich getrocknet (der Prozess der Holzpyrolyse ist exotherm), in derselben Kammer wird die vom Ventilator gewaltsam erzwungene Luft erwärmt. Zwischen der oberen und unteren Kammer des Pyrolysekessels befindet sich eine Keramikgitterdüse, die hohen Temperaturen standhalten kann – durch die Löcher dringen die bei der Pyrolyse von Holz bei Sauerstoffmangel gebildeten Gase in die untere Kammer ein. Asche, die nach vollständiger Verbrennung des Brennstoffs verbleibt, sammelt sich auch in der unteren Kammer des Kessels an.

1 – Kraftstoff, 2 – Primärluft, 3 – Sekundärluft, 4 – Abgase, 5, 6 – Wassereinlass und -auslass
A – Vergasungskammer, B – Rost, C – Nachbrenner, D – Abgaskanal, E – Rauchabsaugung

Die erzwungene Luftzufuhr mit Volumenregulierung wird durch einen Ventilator erzeugt, der Luft durch den Luftkanal in der oberen Kammer des Pyrolysekessels oder mit Hilfe eines im Abgasrohr installierten Rauchabzugsventilators zuführt.

Der Pyrolysekessel funktioniert folgendermaßen: Brennstoff (Holz) wird in die obere Kammer gegeben, gezündet, die Kammertür geschlossen und der Kesselventilator eingeschaltet. Sobald die Temperatur in der oberen Kammer über 250 ° C steigt, beginnt sich das Holz zu verkohlen und setzt Generatorgas frei, das durch die Düse in die untere Kammer strömt. Hier wird den Gasen, die infolge der Pyrolyse durch Druckbeaufschlagung erhalten werden, Sekundärluft zugesetzt, und sie verbrennen, wobei ein Teil der Wärme auf das niedrigere Niveau der Kraftstofffüllung zurückgeführt wird. Sekundärluft – Luftstrom, der sich seitlich um den Brennstoff in der oberen Kammer biegt oder durch spezielle Schlitze in der Tür der unteren Kammer des Pyrolysekessels eintritt.

Die Aufnahme von Wärme aus dem Pyrolysekessel und ihre Übertragung auf das Kühlmittel (Wasser oder Luft) erfolgt durch den Kontakt der Rohrleitung mit dem Kühlmittel im Inneren mit dem Boden der unteren Kammer des Kessels.

Mit einer vollen Ladung der Brennstoffkammer (obere Kammer) erzeugt der Pyrolysekessel je nach Brennstoffqualität und Wärmebedarf 6 bis 12 Stunden Wärme.

Wenn wir die im Pyrolysekessel ablaufenden Prozesse stufenweise aufteilen, geschieht Folgendes:

1. Temperatur 450 ° C – Holzbrennstoff wird getrocknet und entgast;
2. Temperatur 560 ° С – an Sekundärluft angeschlossenes Generatorgas wird verbrannt;
3. Temperatur 1100 ° C – die Reste des Pyrolysegases werden ausgebrannt, die Wärme wird an die untere Kraftstoffschicht in der oberen Kammer zurückgeführt;
4. Temperatur 160 ° C – Abgas von Nachverbrennungsprodukten in den Schornstein.

Vor- und Nachteile von Pyrolysekesseln

Erstens können nur Pyrolysekessel Generatorgas verbrennen, d.h. Ähnliche Fähigkeiten wie das Nachbrennen von Pyrolysegasen, die von den Herstellern von Konvektionskesseln vom Typ Buleryan beworben werden, entsprechen nicht der Realität.

Positiven Eigenschaften:

• hoher Wirkungsgrad durch zwei Stufen der Kraftstoffverbrennung, hoher Wirkungsgrad – bis zu 90%;
• Die Wärmeerzeugung aus einer Brennstofflasche dauert etwa 12 Stunden (ein herkömmlicher Holzofen arbeitet nicht länger als 4 Stunden an einer Lasche).
• Geringer Abfall aufgrund der fast vollständigen Verbrennung von Holzbrennstoff. Eine Reinigung der Aschenwanne in der unteren Kammer und der Schornsteinkanäle ist selten erforderlich.
• Der Verbrennungsprozess ermöglicht eine Automatisierung, ist leicht zu regulieren und zu steuern.
• lässt sich in nahezu jedes Heizsystem integrieren, ohne dass größere Änderungen erforderlich sind;
• das Legen von nicht gehackten Stämmen ist erlaubt;
• Umweltfreundlichkeit durch Verbrennung schädlicherer Substanzen in der unteren Kammer, wodurch diese nicht in die Atmosphäre abgegeben werden.

Negative Eigenschaften:

• den für den Betrieb des Ventilators (Rauchabsauger) erforderlichen Strombedarf;
• hohe Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Heizkesseln – etwa 2-fach;
• die Notwendigkeit eines niedrigen Feuchtigkeitsgehalts des Kraftstoffs, d.h. Brennholz muss trocken sein und einen Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 20% haben.
• erfordert eine hohe Last im Betrieb, wenn sie unter 50% fällt, die Verbrennungsstabilität gestört ist, sich Teer im Rauchkanal ansammelt.

Preis und Hersteller, Kriterien für die Wahl eines Pyrolysekessels

Auf dem russischen Markt werden Pyrolysekessel der tschechischen Unternehmen „Dakon“, „OPOP“ und „Atmos“, des slowenischen „Attack“, des deutschen „Viessmann“ und des österreichischen „Wirbel“ vorgestellt. Die Kosten für einen Pyrolysekessel mit einer Leistung von 20 kW betragen durchschnittlich 45.000 Rubel.

Bei der Auswahl eines Kessels dieses Typs ist es besser, bei europäischen Herstellern anzuhalten, weil Haushaltspyrolysekessel weisen häufig Eigenschaften von geringer Qualität auf. Schauen Sie sich den Kessel genau an, insbesondere das untere Kammergehäuse und die Düse – der Kessel hält länger, wenn die genannten Elemente aus Keramik bestehen, die hohen Temperaturen standhält. Stellen Sie sicher, dass sich im Kessel zwei Brennkammern befinden und dass beide Kammern eine einstellbare Luftzufuhr haben. Der Kanal, in dem das Kühlmittel zirkuliert, darf nur mit der unteren Kammer des Pyrolysekessels und dem Schornsteinkanal in Kontakt sein, da sich sonst die für die Pyrolyse und Nachverbrennung von Gasen in den Ofenkammern erforderlichen hohen Temperaturen nicht bilden – das Kühlmittel nimmt aktiv Wärme ab.

Die Herstellergarantie für den Betrieb des Pyrolysekessels muss mehr als ein Jahr betragen, damit die Kammerwände möglicherweise durchbrennen können – mindestens 10 Jahre.

Beachten Sie die Garantien für die Kesselautomatisierung und die Düse – ihre Reparaturkosten können bis zu 50% der Kosten des Kessels selbst betragen.

Bei der Auswahl der Leistung des Kessels sollte von dem zu beheizenden Bereich ausgegangen werden. Die Wahl eines Pyrolysekessels mit geringer oder übermäßig starker Leistung führt zu einem vorzeitigen Ausfall: im ersten Fall aufgrund extremer Belastungen; im zweiten – aufgrund der Ansammlung von Kondensat im Schornsteinkanal.

Bewerten Sie das Aussehen des Kessels sorgfältig, überprüfen Sie die Schweißnähte und ermitteln Sie die Dicke und Qualität des für seine Konstruktion verwendeten Metalls. Die Innenwände des Kessels müssen aus hochlegiertem Kesselstahl mit einer Dicke von 4 mm oder mehr bestehen. Wenn der Verkäufer den Stahl, aus dem die Kammern des Pyrolysekessels gebildet sind, als „strukturell“ bezeichnet, weigern Sie sich, diesen Auslass zu kaufen und zu verlassen (Baustahl hält hohen Temperaturen in Öfen nicht stand Kessel und brennt in zwei bis drei Jahren aus).

Das in diesem Artikel beschriebene Design des Pyrolysekessels wurde von europäischen und inländischen Anwendern getestet und ist das effektivste – improvisierte Modelle einiger inländischer und europäischer Hersteller, deren Design sich vom „klassischen“ unterscheidet, haben meist nicht die Fähigkeit, Pyrolysegase zu erzeugen oder zu verbrennen.

Installation und Betrieb eines Pyrolysekessels

Diese Kessel müssen außerhalb von Wohngebieten aufgestellt werden. Gemäß den Brandschutznormen muss die Basis für den Pyrolysekessel aus Ziegeln oder Stein bestehen, die Bodenfläche vor den Ofenkammern muss mit einem 1,5 bis 2 mm dicken Blech bedeckt sein. Der Mindestabstand zwischen Wänden oder Gegenständen im Kesselraum und der Kesseltrommel beträgt 200 mm. Hersteller von Pyrolysekesseln empfehlen, den Schornstein mit Mineralwolle zu isolieren. Durch Abkühlen der Rauchgase sammeln sich Kondensat und Teer an.

Pyrolysekessel benötigen jedoch wie alle anderen Heizkessel, die mit brennbarem Brennstoff betrieben werden, eine konstante Frischluftzufuhr – eine Belüftungsöffnung in den Kesselraum mit einer Mindestfläche von 100 cm² absolut notwendig.

Behalten Sie den Feuchtigkeitsgehalt von Holzstämmen im oberen Ofen des Kessels im Auge – beim Betrieb von Pyrolysekesseln ist dies ein wichtiger Faktor für deren erfolgreiche und lange Lebensdauer.

Wichtig: Hersteller verbieten kategorisch das Verbrennen von synthetischen Materialien in Pyrolysekesseln. Die entstehenden Verbrennungsprodukte greifen den inneren Kesselkörper aktiv an und verkürzen dessen Lebensdauer drastisch.

Während des Betriebs muss Asche vom Boden der Ofenkammern entfernt werden (etwa einmal pro Woche hängt die Häufigkeit von der Arbeitsintensität und der Leistung dieses Kessels ab). Achten Sie darauf, dass die Löcher in der Düse zwischen der oberen und unteren Kammer nicht mit Asche verstopft sind. Einmal im Monat müssen die Ofenkammern einmal pro Woche vollständig gereinigt werden – die Türen der Öfen mit einem Schaber.

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