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

Pyrolysekessel

Ein Indikator fĂŒr die vollstĂ€ndige Verbrennung von Brennstoff im Ofen und dementsprechend fĂŒr die vollstĂ€ndige Umwandlung in WĂ€rmeenergie zur Beheizung von WohnrĂ€umen 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 vollstĂ€ndig 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, zĂŒnden Sie ein normales Streichholz an und löschen Sie es, nachdem sich die Flamme entzĂŒndet 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 PrivathĂ€usern in lĂ€ndlichen Gebieten ausgestattet sind? Die erste BrennstofffĂŒllung ist eine HolzofenfĂŒllung, sie heizt den Ofen auf die erforderliche Temperatur auf, dann wird Kohle verlegt. Aus dem Schornstein, wenn das erste Lesezeichen gezĂŒndet wird, strömt Rauch in Clubs aus, weil Die Ofentemperatur ist zu niedrig fĂŒr eine qualitativ hochwertige Verbrennung von Brennstoff, dann nimmt die IntensitĂ€t des Rauchausstoßes ab (Kohle wird gebrannt), aber es findet keine vollstĂ€ndige Verbrennung der Gasphase der Kohle statt und diese Gase verlassen den Ofen in den Schornstein und dann in die AtmosphĂ€re.

Um die Gasphase zu erhalten und zu entzĂŒnden, ist eine Temperatur von 450 bis 1100 ° C erforderlich, wodurch zusĂ€tzliche WĂ€rmeenergie erzeugt wird, die es ermöglicht, den Wirkungsgrad des Heizkessels zu erhöhen. Aber nur eine hohe Temperatur wird nicht ausreichen, eine erzwungene Zufuhr sorgfĂ€ltig berechneter Luftanteile ist erforderlich (eine kleine Menge davon lĂ€sst den Kraftstoff nicht vollstĂ€ndig verbrennen, aber wenn viel Luft vorhanden ist, erwĂ€rmt er sich einfach und verdampft zusammen mit der WĂ€rme in das Rohr) und eine Gasbrennkammer, die keine LĂ€nge 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 ĂŒberwachen und nach diesen Daten die Luftzufuhr verringern oder erhöhen kann. In Abwesenheit einer Brennkammer kĂŒhlen die Pyrolysegase ab, nachdem sie nur 400 mm entlang der kalten WĂ€nde des Kessels passiert haben, ihre Verbrennung stoppt und sie verdampfen immer noch in das Rohr.

Pyrolysekessel – Vorrichtung und Funktionsprinzip

Das Design enthĂ€lt 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 zusĂ€tzlich getrocknet (der Prozess der Holzpyrolyse ist exotherm), in derselben Kammer wird die vom Ventilator gewaltsam erzwungene Luft erwĂ€rmt. Zwischen der oberen und unteren Kammer des Pyrolysekessels befindet sich eine KeramikgitterdĂŒse, 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 vollstĂ€ndiger Verbrennung des Brennstoffs verbleibt, sammelt sich auch in der unteren Kammer des Kessels an.

Pyrolysekessel
1 – Kraftstoff, 2 – PrimĂ€rluft, 3 – SekundĂ€rluft, 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 zufĂŒhrt.

Der Pyrolysekessel funktioniert folgendermaßen: Brennstoff (Holz) wird in die obere Kammer gegeben, gezĂŒndet, die KammertĂŒr geschlossen und der Kesselventilator eingeschaltet. Sobald die Temperatur in der oberen Kammer ĂŒber 250 ° C steigt, beginnt sich das Holz zu verkohlen und setzt Generatorgas frei, das durch die DĂŒse in die untere Kammer strömt. Hier wird den Gasen, die infolge der Pyrolyse durch Druckbeaufschlagung erhalten werden, SekundĂ€rluft zugesetzt, und sie verbrennen, wobei ein Teil der WĂ€rme auf das niedrigere Niveau der KraftstofffĂŒllung zurĂŒckgefĂŒhrt wird. SekundĂ€rluft – Luftstrom, der sich seitlich um den Brennstoff in der oberen Kammer biegt oder durch spezielle Schlitze in der TĂŒr der unteren Kammer des Pyrolysekessels eintritt.

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

Mit einer vollen Ladung der Brennstoffkammer (obere Kammer) erzeugt der Pyrolysekessel je nach BrennstoffqualitÀt und WÀrmebedarf 6 bis 12 Stunden WÀrme.

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

  1. Temperatur 450 ° C – Holzbrennstoff wird getrocknet und entgast;
  2. Temperatur 560 ° ĐĄ – an SekundĂ€rluft angeschlossenes Generatorgas wird verbrannt;
  3. Temperatur 1100 ° C – die Reste des Pyrolysegases werden ausgebrannt, die WĂ€rme wird an die untere Kraftstoffschicht in der oberen Kammer zurĂŒckgefĂŒhrt;
  4. Temperatur 160 ° C – Abgas von Nachverbrennungsprodukten in den Schornstein.

Vor- und Nachteile von Pyrolysekesseln

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

Vor- und Nachteile von Pyrolysekesseln

Positiven Eigenschaften:

  • hoher Wirkungsgrad durch zwei Stufen der Kraftstoffverbrennung, hoher Wirkungsgrad – bis zu 90%;
  • Die WĂ€rmeerzeugung aus einer Brennstofflasche dauert etwa 12 Stunden (ein herkömmlicher Holzofen arbeitet nicht lĂ€nger als 4 Stunden an einer Lasche).
  • Geringer Abfall aufgrund der fast vollstĂ€ndigen Verbrennung von Holzbrennstoff. Eine Reinigung der Aschenwanne in der unteren Kammer und der SchornsteinkanĂ€le ist selten erforderlich.
  • Der Verbrennungsprozess ermöglicht eine Automatisierung, ist leicht zu regulieren und zu steuern.
  • lĂ€sst sich in nahezu jedes Heizsystem integrieren, ohne dass grĂ¶ĂŸere Änderungen erforderlich sind;
  • das Legen von nicht gehackten StĂ€mmen ist erlaubt;
  • Umweltfreundlichkeit durch Verbrennung schĂ€dlicherer Substanzen in der unteren Kammer, wodurch diese nicht in die AtmosphĂ€re abgegeben werden.

Negative Eigenschaften:

  • den fĂŒr 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% fĂ€llt, die VerbrennungsstabilitĂ€t gestört ist, sich Teer im Rauchkanal ansammelt.

Preis und Hersteller, Kriterien fĂŒr 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 fĂŒr einen Pyrolysekessel mit einer Leistung von 20 kW betragen durchschnittlich 45.000 Rubel.

Vor- und Nachteile von Pyrolysekesseln

Bei der Auswahl eines Kessels dieses Typs ist es besser, bei europĂ€ischen Herstellern anzuhalten, weil Haushaltspyrolysekessel weisen hĂ€ufig Eigenschaften von geringer QualitĂ€t auf. Schauen Sie sich den Kessel genau an, insbesondere das untere KammergehĂ€use und die DĂŒse – der Kessel hĂ€lt lĂ€nger, wenn die genannten Elemente aus Keramik bestehen, die hohen Temperaturen standhĂ€lt. Stellen Sie sicher, dass sich im Kessel zwei Brennkammern befinden und dass beide Kammern eine einstellbare Luftzufuhr haben. Der Kanal, in dem das KĂŒhlmittel zirkuliert, darf nur mit der unteren Kammer des Pyrolysekessels und dem Schornsteinkanal in Kontakt sein, da sich sonst die fĂŒr die Pyrolyse und Nachverbrennung von Gasen in den Ofenkammern erforderlichen hohen Temperaturen nicht bilden – das KĂŒhlmittel nimmt aktiv WĂ€rme ab.

Die Herstellergarantie fĂŒr den Betrieb des Pyrolysekessels muss mehr als ein Jahr betragen, damit die KammerwĂ€nde möglicherweise durchbrennen können – mindestens 10 Jahre.

Beachten Sie die Garantien fĂŒr die Kesselautomatisierung und die DĂŒse – 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 ĂŒbermĂ€ĂŸig starker Leistung fĂŒhrt 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 sorgfĂ€ltig, ĂŒberprĂŒfen Sie die SchweißnĂ€hte und ermitteln Sie die Dicke und QualitĂ€t des fĂŒr seine Konstruktion verwendeten Metalls. Die InnenwĂ€nde des Kessels mĂŒssen aus hochlegiertem Kesselstahl mit einer Dicke von 4 mm oder mehr bestehen. Wenn der VerkĂ€ufer den Stahl, aus dem die Kammern des Pyrolysekessels gebildet sind, als „strukturell“ bezeichnet, weigern Sie sich, diesen Auslass zu kaufen und zu verlassen (Baustahl hĂ€lt 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 europĂ€ischen und inlĂ€ndischen Anwendern getestet und ist das effektivste – improvisierte Modelle einiger inlĂ€ndischer und europĂ€ischer Hersteller, deren Design sich vom „klassischen“ unterscheidet, haben meist nicht die FĂ€higkeit, Pyrolysegase zu erzeugen oder zu verbrennen.

Installation und Betrieb eines Pyrolysekessels

Diese Kessel mĂŒssen außerhalb von Wohngebieten aufgestellt werden. GemĂ€ĂŸ den Brandschutznormen muss die Basis fĂŒr den Pyrolysekessel aus Ziegeln oder Stein bestehen, die BodenflĂ€che vor den Ofenkammern muss mit einem 1,5 bis 2 mm dicken Blech bedeckt sein. Der Mindestabstand zwischen WĂ€nden oder GegenstĂ€nden im Kesselraum und der Kesseltrommel betrĂ€gt 200 mm. Hersteller von Pyrolysekesseln empfehlen, den Schornstein mit Mineralwolle zu isolieren. Durch AbkĂŒhlen der Rauchgase sammeln sich Kondensat und Teer an.

Installation und Betrieb eines Pyrolysekessels

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

Behalten Sie den Feuchtigkeitsgehalt von HolzstĂ€mmen im oberen Ofen des Kessels im Auge – beim Betrieb von Pyrolysekesseln ist dies ein wichtiger Faktor fĂŒr 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 verkĂŒrzen dessen Lebensdauer drastisch.

WĂ€hrend des Betriebs muss Asche vom Boden der Ofenkammern entfernt werden (etwa einmal pro Woche hĂ€ngt die HĂ€ufigkeit von der ArbeitsintensitĂ€t und der Leistung dieses Kessels ab). Achten Sie darauf, dass die Löcher in der DĂŒse zwischen der oberen und unteren Kammer nicht mit Asche verstopft sind. Einmal im Monat mĂŒssen die Ofenkammern einmal pro Woche vollstĂ€ndig gereinigt werden – die TĂŒren der Öfen mit einem Schaber.

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