Pyrolýzní topné kotle: princip činnosti a typy kotlů s dlouhým spalováním

Roky plynou, věda a technologie jdou kupředu a po pevných palivech je stále poptávka.Spalování dřeva v tradičních kamnech nebo pekáčích není příliš efektivní, ale pyrolýzní topné kotle situaci změnily - jednotky se vyznačují vysokou účinností a relativně jednoduchou obsluhou.

Souhlas, to jsou docela významné argumenty při zařizování autonomního vytápění. Pokud hledáte účinný kotel pro váš domov, pak byste se měli blíže podívat na pyrolýzní kotle.

Prozradíme vám, jak jsou jednotky s dlouhým spalováním konstruovány a fungují, jaké mají technické a provozní vlastnosti a také poskytneme přehled nejvíce hodnocených modelů od tuzemských i zahraničních výrobců.

Co je pyrolýza

Palivové dřevo je možná vůbec prvním palivem v historii lidstva. Téměř každý ví, jak rychle hoří pod širým nebem a že se neuvolňuje mnoho tepla. Situace se ale radikálně změní, pokud se pro proces spalování vytvoří jiné podmínky.

Takzvané pyrolýzní spalování se provádí v uzavřených komorách. Nakládá se tam palivové dřevo nebo jiné pevné palivo podobného druhu: pelety, piliny, dřevní odpad atd.

Palivo se zapálí a poté se sníží množství vzduchu vstupující do komory.

Jak je známo, během spalovacího oxidačního procesu dochází k jednomu z hlavních účastníků, kterým je kyslík obsažený ve vzduchu. Pokud je malý kyslík, reakce zpomaluje a dřevo pomalu hoří; ve skutečnosti za takových podmínek jen doutnají. Tím se uvolní určité množství tepelné energie, popela a hořlavého plynu.

Proces pyrolýzy tam nekončí.Plyn získaný spalováním primárního paliva se mísí se vzduchovými hmotami a také hoří. Díky tomu uvolňuje podstatně více tepelné energie než při provozu standardních generátorů tepla.

Proto pyrolýzní kotle vykazují velmi slušnou účinnost ve srovnání s jejich čistým „bratři“ na tuhá paliva, a také často poskytují možnost výrazně ušetřit náklady na vytápění.

Výhodou topných zařízení tohoto typu je, že princip jeho činnosti a konstrukce je poměrně jednoduchý. Množství vzduchu vstupujícího do spalovacích komor je řízeno konvenční mechanickou klapkou. Jednoduchá konstrukce zajišťuje spolehlivost zařízení, poruchy pyrolýzních kotlů nejsou častým jevem.

Tento diagram jasně ukazuje všechny fáze procesu pyrolýzního spalování. Teplota uvnitř zařízení může dosáhnout 1200 °C (+)

Dalším „plusem“ pyrolýzních kotlů je dlouhá doba spalování. Plné naplnění zařízení palivem vám umožní nezasahovat do procesu po dobu několika hodin, někdy i více než jednoho dne, tzn. není potřeba neustále přikládat dřevo do topeniště, jako se to stává při otevřeném spalování.

To samozřejmě neznamená, že pyrolýzní kotel může zůstat bez dozoru. Stejně jako u jiných topných zařízení platí přísné bezpečnostní předpisy.

Je třeba si uvědomit, že pyrolýzní kotel není všežravý - obsah vlhkosti paliva by měl být nízký. V opačném případě nebude část vzácné tepelné energie vynaložena na ohřev chladicí kapaliny, ale na sušení paliva.

Pyrolýzní spalovací kotle, zejména litinové, mají značnou fyzickou hmotnost, proto jsou vždy zastoupeny pouze stojacími modely

Při provádění pyrolýzního spalování palivo shoří téměř úplně, zařízení bude muset být čištěno mnohem méně často než při provozu tradičního kotle na tuhá paliva. Jemný popel získaný po čištění se používá jako hnojivo. Spalování paliva v takových kotlích probíhá shora dolů.

Proto jsou možnosti přirozené cirkulace vzduchu v topeništi znatelně omezené. Použití nuceného vstřikování vzduchu pomocí ventilátoru výrazně zlepšuje účinnost zařízení, ale zároveň činí kotel energeticky závislým, protože ventilátor potřebuje k provozu elektřinu.

Návrh a provoz pyrolýzního kotle

Topeniště pyrolýzního kotle je rozděleno na dvě sekce. V prvním se spaluje palivové dřevo a ve druhém se provádí sekundární spalování směsi pyrolýzních plynů a vzduchu. První komora je od druhé oddělena roštem, na který je umístěno palivo.

Vzduch je obvykle hnán malým ventilátorem. I když u malých modelů se někdy k vytvoření průvanu používá odsávač kouře.

Toto schéma ukazuje konstrukci pyrolýzního kotle se spodním spalováním. Palivové dřevo hoří pomalu s malým množstvím kyslíku a uvolňuje hořlavý plyn (+)

Přítomnost nuceného větrání lze považovat za hlavní rozdíl mezi pyrolýzním kotlem a klasickým modelem na pevná paliva. Tělo přístroje se skládá ze dvou částí zasunutých do sebe. Prostor mezi stěnami je vyplněn chladicí kapalinou, jejíž roli tradičně hraje voda.

Nejprve se palivo vloží do prvního prostoru topeniště pyrolýzního kotle, poté se zapne ventilátor a palivo se zapálí.Vzniklé hořlavé plyny se přesunou do druhého oddělení, smíchají se se vzduchem a hoří.

Teplota spalování může dosáhnout 1200°C. Voda ve vnějším výměníku se ohřívá a cirkuluje topným systémem domu. Zbytky spalin jsou odváděny komínem.

Zařízením využívajícím princip pyrolýzního spalování lze vytknout poměrně vysokou cenu. Klasický kotel na tuhá paliva stojí výrazně méně. Ale v kotlích s dlouhým spalováním dřevo shoří téměř úplně, což se o klasickém kotli říct nedá.

Palivové dřevo pro pyrolýzní kotel má určité požadavky, pokud jde o velikost a vlhkost. Podrobné informace naleznete v návodu výrobce

Při výběru pyrolýzního kotle byste si měli pamatovat, že levné modely s nízkou spotřebou energie jsou obvykle určeny pouze pro palivové dřevo. Nákladné úpravy mohou fungovat různě druhy paliva.

Kromě toho budete muset do zařízení naložit palivo na maximum, snížení zatížení vede ke zvýšené tvorbě popela a sazí a také negativně ovlivňuje provoz jednotky jako celku.

Špičkové spalovací kotle

Jednou z možností pyrolýzního zařízení je horní spalovací kotel. Princip fungování těchto dvou jednotek je velmi podobný.

Stejně tak se do topeniště naloží velké množství nízkovlhkého tuhého paliva, vtlačí se vzduch a palivo se nechá doutnat se sníženým množstvím kyslíku. Ventil, který reguluje průtok kyslíku, je instalován v požadované poloze.

Schéma kotle s horním spalováním. Topeniště takového kotle má pevné dno, částice spalin jsou odváděny komínem (+)

Ale dlouho hořící kotle nemají ani popelník, ani rošt.Spodní část tvoří prázdná kovová deska. Takové kotle jsou konstruovány tak, aby dřevo zcela shořelo a malé množství popela zbývajícího v topeništi bylo vyfouknuto vzduchem.

Taková zařízení se vyznačují vysokou účinností a pracují i ​​při teplotách nad 1000°C.

Hlavním rysem takových zařízení je, že opravdu poskytují dlouhou životnost při plném zatížení. Palivová komora v takových zařízeních je obvykle vyrobena ve tvaru válce.

Palivo se do něj nakládá shora a vzduch potřebný pro spalování je čerpán shora, uprostřed.

U kotlů s horním spalováním je zařízení pro vstřikování vzduchu pohyblivým prvkem, který se při dohoření dřeva pohybuje dolů.

Tím je zajištěno pomalé doutnání vrchní vrstvy paliva. Palivo postupně hoří, jeho hladina v topeništi klesá. Zároveň se mění poloha zařízení pro přívod vzduchu do topeniště, tento prvek je u takových modelů pohyblivý a leží prakticky na vrchní vrstvě palivového dřeva.

Druhá fáze spalování probíhá v horní části topeniště, která je od spodní komory oddělena silným kovovým kotoučem. Horké pyrolýzní plyny vzniklé v důsledku spalování paliva níže expandují a pohybují se nahoru.

Zde se mísí se vzduchem a hoří, přičemž navíc přenášejí významnou část tepelné energie do výměníku tepla.

Nosník držící kotouč, který rozděluje spalovací komoru na dvě části, je stejně jako tento samotný kotouč během provozu kotle s horním spalováním neustále vystaven vysoké teplotě. Postupem času tyto prvky vyhoří a budou muset být pravidelně vyměňovány.

Na výstupu z druhé části palivové komory je obvykle instalován regulátor tahu.Jedná se o automatické zařízení, které určuje teplotu chladicí kapaliny a v závislosti na přijatých datech reguluje intenzitu pohybu hořlavého plynu. Chrání zařízení před možným přehřátím.

Stojí za zmínku, že externí výměník tepla u takových kotlů reaguje na změny rychlosti cirkulace kapaliny ve výměníku tepla, tzn. na teplotní výkyvy. Na povrchu zařízení se okamžitě vytvoří vrstva kondenzátu, která způsobuje korozi, zejména pokud jde o ocelové kotle.

Vhodnější je vzít zařízení z litiny, které takovým vlivům odolává mnohem lépe.

Přestože by palivo v pyrolýzních kotlích s dlouhým spalováním mělo hořet beze zbytku, v praxi tomu tak vždy není. Někdy se popel usazuje a tvoří částice, které je obtížné odstranit proudem vzduchu.

Pokud se v topeništi nahromadí velké množství těchto zbytků, může být pozorován znatelný pokles tepelného výkonu jednotky. Proto by měl být kotel s horním spalováním stále pravidelně čištěn.

Zvláštností zařízení tohoto typu je to, že jak palivo hoří, může být znovu naloženo, aniž by se čekalo na spálení celého nákladu paliva. To se hodí, když se potřebujete zbavit hořlavého domácího odpadu.

Existují také druhy kotlů s horním spalováním, které běží nejen na dřevěné palivo, ale také na uhlí. V pyrolýzních kotlích tohoto typu nejsou žádné složité automatické řídicí jednotky, takže vážné poruchy jsou extrémně vzácné.

Konstrukce kotle s horním spalováním umožňuje v případě potřeby zatížit topeniště pouze částečně. V tomto případě však nemusí být zapálení vrchní vrstvy paliva snadné.Samotné palivo musí být vysušené, palivové dřevo z otevřené hromady není pro takový kotel vhodné.

Pro tento typ zařízení by se také nemělo používat palivo velkých frakcí, tzn. Dřevo bude muset být nasekáno na malé kousky.

Vlastnosti provozu plynových generátorových kotlů

Provozní účinnost pyrolýzního kotle do značné míry závisí na druhu a kvalitě paliva. Technicky lze do topeniště nakládat nejen dřevo, ale i uhlí a dokonce i rašelinu, většina moderních modelů kotlů je konstruována na více druhů paliv.

Dřevo hoří cca 5-6 hodin, podle druhu. Čím je dřevo tvrdší, tím déle hoří.

Moderní modely pyrolýzních spalovacích kotlů mohou pracovat na různé druhy dřevěného paliva: palivové dřevo, brikety, pelety, uhlí, rašelina atd.

Spálení černého uhlí bude trvat asi deset hodin a stejné množství hnědého uhlí bude doutnat osm hodin. Technologie pyrolýzy v praxi prokazuje nejvyšší přenos tepla při zatížení suchým dřevem. Za optimální se považuje palivové dřevo s vlhkostí nejvýše 20 % a délkou asi 45-65 cm.

Pokud přístup k takovému palivu není k dispozici, můžete použít uhlí nebo jiné organické palivo: speciální brikety z pilin a dřevěné pelety, odpad ze zpracování dřeva, rašelina, materiály obsahující celulózu atd.

Před zahájením provozu kotle byste si měli pečlivě prostudovat doporučení výrobce zařízení týkající se paliva.

U pyrolýzních spalovacích kotlů je přívod vzduchu regulován klasickými mechanickými ventily. Absence složité elektroniky zajišťuje vysokou odolnost zařízení proti poruchám

Příliš vlhké palivo v takových zařízeních je nepřijatelné.Při hoření v topeništi se vytváří další vodní pára, která přispívá k tvorbě vedlejších produktů, jako je dehet a saze.

Stěny kotle se špiní, snižuje se prostup tepla a po čase může kotel i přestat fungovat a zhasnout.

Pokud pro pyrolýzní spalovací kotel použijete dřevo s příliš vysokou vlhkostí, vzniknou uvnitř zařízení podmínky pro tvorbu dehtu, který zhorší přenos tepla zařízení a může vést k poruchám

Pokud je do topeniště umístěno suché palivo a kotel je správně nakonfigurován, pyrolýzní plyn vznikající při provozu zařízení vytvoří žlutobílý plamen. Takové spalování je doprovázeno nevýznamným uvolňováním vedlejších produktů spalování paliva.

Pokud je barva plamene jiná, má smysl zkontrolovat kvalitu paliva a také nastavení zařízení.

Pyrolýzní plyny smíchané se vzduchem hoří rovnoměrným žlutobílým plamenem. Pokud se změnila barva plamene, možná bude nutné zkontrolovat nastavení kotle nebo kvalitu paliva

Na rozdíl od běžných zařízení na tuhá paliva je nutné před naložením palivového dřeva do pyrolýzních kotlů na tuhá paliva topeniště předehřát.

Chcete-li to provést, proveďte následující kroky:

1. Na dno topeniště naložte malý suchý podpal (papír, dřevěné štěpky atd.).
2. Zapálili ho pomocí pochodně vyrobené z podobných materiálů.
3. Zavřete dvířka spalovací komory.
4. Dveře nakládací komory jsou ponechány mírně otevřené.
5. Při hoření přidávejte porce podpalu.
6. Proces se opakuje, dokud se na dně nevytvoří vrstva doutnajících uhlíků.

V tuto chvíli se topeniště již zahřálo na cca 500-800°C, čímž byly vytvořeny podmínky pro naložení hlavního paliva. K zapálení podpalu nepoužívejte benzín, petrolej nebo jiné podobné tekuté látky.Před zahřátím pece kotle s dlouhým spalováním byste se měli ujistit, že je zařízení připraveno k použití.

Charakteristickým znakem pyrolýzních spalovacích kotlů je malé množství popela a popela, což usnadňuje proces čištění zařízení a jeho údržbu

Chcete-li to provést, zkontrolujte přítomnost průvanu, těsnost dveří, provozuschopnost uzamykacích mechanismů a ovládacích zařízení, přítomnost chladicí kapaliny v topném systému a tak dále.

Poté byste měli zapnout termostat, abyste se ujistili, že je do zařízení přiváděno napětí. Poté otevřete klapku přímého tahu a kotel 5-10 minut větrejte.

Recenze oblíbených modelů

Je třeba si uvědomit, že jakýkoli pyrolýzní kotel je poměrně těžká jednotka, která není určena k zavěšení na zeď. Taková zařízení lze použít jak pro vytápění malého domu, tak pro prostorné chaty. Stejně jako ostatní topná tělesa, dlouho hořící kotle se liší v síle.

Při výběru pyrolýzního spalovacího kotle byste se měli zaměřit na takové ukazatele, jako je tepelný výkon zařízení, velikost nakládací komory, přítomnost sekundárního okruhu atd.

Kupující se obvykle zaměřují na tento ukazatel.

Mezi oblíbené modely takového zařízení bychom měli zmínit:

• Atmos (Ukrajina) - představují zařízení, která mohou pracovat jak na dřevo, tak na uhlí, výkon se pohybuje od 14 do 75 kilowattů.
• Záchvat (Slovensko) - schopné vytápět plochy do 950 m2. m, některé modely jsou schopny pokračovat v práci i při výpadku proudu.
• Bosch (Německo) - vysoce kvalitní výrobky od známé značky, výkon se pohybuje mezi 21-38 kilowatty.
• Buderus (Německo) zastoupené vládci Elektromet A Logano, první je v Evropě dobře známý jako klasická verze pyrolýzního kotle, druhý jsou modernější verze určené do soukromých domů.
• Gefest (Ukrajina) - vysoce výkonná zařízení s účinností až 95%.
• KT-2E (Rusko) je speciálně navržen pro velké obytné prostory, výkon jednotky je 95 kilowattů.
• Opop (Česká republika) - relativně levné kotle, spolehlivé a odolné, výkon 25-45 kilowattů.
• Stropuva (vyrobeno v Litvě nebo na Ukrajině) s výkonem od sedmi kilowattů se docela hodí do malé domácnosti, ale modelová řada zahrnuje i výkonnější zařízení.
• Viessmann (Německo) - ideální volba pro soukromé domácnosti, výkon začíná od 12 kilowattů, použití moderních technologií umožňuje šetřit palivo.
• "Buran" (Ukrajina) s výkonem až 40 kilowattů je další oblíbenou možností pro majitele velkých chat.
• "logika" (Polsko) vysoce výkonná zařízení o výkonu 20 kilowattů snadno vytopí místnosti až do 2 tisíc metrů čtverečních. m, je to spíše kotel pro průmyslové potřeby: vytápění dílen, kanceláří, skleníků atd.

Při výběru pyrolýzního kotle pro soukromý dům byste měli věnovat pozornost modelům se dvěma okruhy, abyste nejen vytápěli dům, ale také mu poskytli autonomní dodávku teplé vody.

Výměník tepla pro zásobování teplou vodou může být akumulačního nebo průtokového typu. Pro druhou možnost se používají modely kotlů se zvýšeným tepelným výkonem.

Pokud chcete ušetřit peníze, můžete zkusit vyrobit pyrolýzní kotel vlastníma rukama. Technologie jeho montáže je popsána v tento článek.

Závěry a užitečné video k tématu

Toto video jasně ukazuje princip fungování pyrolýzního kotle:

Podrobný přehled provozu kotle s horním spalováním naleznete zde:

Pyrolýzní kotle nejsou levné, ale investice do jejich pořízení se plně vyplatí. Při správné instalaci a údržbě vám taková zařízení zajistí stabilní a levné teplo.

Hledáte pyrolýzní kotel pro vytápění vašeho domova? Nebo máte zkušenosti s provozem takových jednotek? Zanechte prosím komentáře k článku a podělte se o své dojmy z používání pyrolýzních kotlů. Formulář zpětné vazby je umístěn ve spodním bloku.