Pirolīzes apkures katli: ilgstošas ​​degšanas katlu darbības princips un veidi

Gadi iet, zinātne un tehnoloģijas virzās uz priekšu, un cietais kurināmais joprojām ir pieprasīts.Malkas dedzināšana tradicionālā krāsnī vai katla krāsnī nav īpaši efektīva, taču pirolīzes apkures katli ir mainījuši situāciju – agregātus raksturo augsta efektivitāte un salīdzinoši vienkārša darbība.

Piekrītu, šie ir diezgan nozīmīgi argumenti, organizējot autonomu apkuri. Ja meklējat efektīvu apkures katlu savai mājai, tad jums vajadzētu tuvāk apskatīt pirolīzes katlus.

Mēs jums pateiksim, kā tiek konstruētas un darbojas ilgstošas ​​​​degšanas vienības, kādas ir to tehniskās un darbības īpašības, kā arī sniegsim pārskatu par visvairāk novērtētajiem vietējiem un ārvalstu ražotāju modeļiem.

Kas ir pirolīze

Malka, iespējams, ir pati pirmā degviela cilvēces vēsturē. Gandrīz visi zina, cik ātri tie deg brīvā dabā un ka neizdalās daudz siltuma. Bet situācija radikāli mainās, ja tiek radīti dažādi apstākļi sadegšanas procesam.

Tā sauktā pirolīzes sadedzināšana tiek veikta slēgtās kamerās. Tur tiek iekrauta malka vai cits līdzīga veida cietais kurināmais: granulas, zāģu skaidas, koksnes atkritumi utt.

Degviela tiek aizdedzināta un pēc tam tiek samazināts gaisa daudzums, kas nonāk kamerā.

Kā zināms, degšanas laikā notiek oksidatīvie procesi, kuru viens no galvenajiem dalībniekiem ir gaisā esošais skābeklis. Ja skābekļa ir maz, reakcija palēninās un koksne lēni deg, patiesībā šādos apstākļos tā vienkārši gruzd. Tādējādi tiek atbrīvots zināms daudzums siltumenerģijas, pelnu un uzliesmojošas gāzes.

Ar to pirolīzes process nebeidzas.Gāze, kas iegūta, sadedzinot primāro degvielu, sajaucas ar gaisa masām un arī deg. Rezultātā tas izdala ievērojami vairāk siltumenerģijas nekā tad, ja darbojas standarta siltuma ģeneratori.

Tāpēc pirolīzes katli demonstrē ļoti pienācīgu efektivitāti, salīdzinot ar to tīrajiem cietā kurināmā "brāļi", kā arī nereti sniedz iespēju būtiski ietaupīt uz apkures izmaksām.

Šāda veida apkures iekārtu priekšrocība ir tā, ka to darbības un konstrukcijas princips ir salīdzinoši vienkāršs. Gaisa daudzumu, kas nonāk sadegšanas kamerās, kontrolē parasts mehāniskais slāpētājs. Vienkāršā konstrukcija nodrošina ierīces uzticamību, pirolīzes katlu bojājumi nav bieža parādība.

Šī diagramma skaidri parāda visus pirolīzes sadegšanas procesa posmus. Temperatūra ierīces iekšpusē var sasniegt 1200°C (+)

Vēl viens pirolīzes katlu "pluss" ir ilgs sadegšanas periods. Pilnīga ierīces iekraušana ar degvielu ļauj netraucēt procesu vairākas stundas, dažreiz vairāk nekā dienu, t.i. kurtuvei nav nepieciešams pastāvīgi pievienot malku, kā tas notiek ar atklātu dedzināšanu.

Protams, tas nenozīmē, ka pirolīzes katlu var atstāt bez uzraudzības. Tāpat kā ar citām apkures iekārtām, ir stingri drošības noteikumi.

Ir vērts atcerēties, ka pirolīzes katls nav visēdājs - degvielas mitruma saturam jābūt zemam. Pretējā gadījumā daļa vērtīgās siltumenerģijas tiks tērēta nevis dzesēšanas šķidruma sildīšanai, bet gan degvielas žāvēšanai.

Pirolīzes sadedzināšanas katliem, īpaši tiem, kas izgatavoti no čuguna, ir ievērojams fiziskais svars, tāpēc tos vienmēr attēlo tikai uz grīdas stāvoši modeļi

Īstenojot pirolīzes sadedzināšanu, kurināmais sadeg gandrīz pilnībā, ierīce būs jātīra daudz retāk, nekā darbinot tradicionālo cietā kurināmā katlu. Smalkos pelnus, kas iegūti pēc tīrīšanas, izmanto kā mēslojumu. Degvielas sadegšana šādos katlos notiek no augšas uz leju.

Līdz ar to dabiskās gaisa cirkulācijas iespējas kurtuvē ir jūtami ierobežotas. Piespiedu gaisa iesmidzināšanas izmantošana, izmantojot ventilatoru, ievērojami uzlabo ierīces efektivitāti, bet tajā pašā laikā padara katlu atkarīgu no enerģijas, jo ventilatora darbībai ir nepieciešama elektrība.

Pirolīzes katla projektēšana un darbība

Pirolīzes katla kurtuve ir sadalīta divās daļās. Pirmajā tiek sadedzināta malka, bet otrajā tiek veikta pirolīzes gāzu un gaisa maisījuma sekundārā sadedzināšana. Pirmo kameru no otrās atdala režģis, uz kura tiek novietota degviela.

Gaiss parasti tiek piespiests ar nelielu ventilatoru. Lai gan mazos modeļos dažreiz caurvēja radīšanai tiek izmantots dūmu nosūcējs.

Šajā diagrammā parādīta apakšējā degšanas pirolīzes katla struktūra. Malka deg lēni ar mazu skābekļa daudzumu un izdala uzliesmojošu gāzi (+)

Piespiedu ventilācijas klātbūtni var uzskatīt par galveno atšķirību starp pirolīzes katlu un klasisko cietā kurināmā modeli. Ierīces korpuss sastāv no divām daļām, kas ievietotas viena otrā. Telpu starp sienām piepilda ar dzesēšanas šķidrumu, kura lomu tradicionāli spēlē ūdens.

Vispirms pirolīzes katla kurtuves pirmajā nodalījumā tiek ielādēta degviela, pēc tam tiek ieslēgts ventilators un degviela tiek aizdedzināta.Iegūtās uzliesmojošās gāzes pārvietojas uz otro nodalījumu, sajaucas ar gaisu un sadedzina.

Degšanas temperatūra var sasniegt 1200°C. Ūdens ārējā siltummainī tiek uzkarsēts un cirkulēts caur mājas apkures sistēmu. Sadegšanas produktu paliekas tiek noņemtas caur skursteni.

Ierīcēm, kas izmanto pirolīzes sadedzināšanas principu, var pārmest salīdzinoši augstu cenu. Parastais cietā kurināmā katls maksā ievērojami mazāk. Bet ilgstošas ​​degšanas katlos malka sadeg gandrīz pilnībā, ko nevar teikt par klasisko katlu.

Pirolīzes katla malkai ir noteiktas prasības attiecībā uz izmēru un mitrumu. Sīkāku informāciju var atrast ražotāja instrukcijās

Izvēloties pirolīzes katlu, jāatceras, ka lēti mazjaudas modeļi parasti ir paredzēti tikai malkai. Dārgas modifikācijas var darboties dažādos veidos degvielas veidi.

Turklāt jums būs maksimāli jāielādē degviela ierīcē; slodzes samazināšana palielina pelnu un kvēpu veidošanos, kā arī negatīvi ietekmē iekārtas darbību kopumā.

Top sadegšanas katli

Viena no pirolīzes ierīces iespējām ir augšējais sadedzināšanas katls. Šo divu vienību darbības princips ir ļoti līdzīgs.

Tādā pašā veidā kurtuvē tiek iekrauts liels daudzums zema mitruma cietā kurināmā, tiek piespiests gaiss un degvielai ļauj gruzdēt ar samazinātu skābekļa daudzumu. Vārsts, kas regulē skābekļa plūsmu, ir uzstādīts vēlamajā pozīcijā.

Augšējā sadegšanas katla diagramma. Šāda katla kurtuvei ir ciets dibens, sadegšanas produktu daļiņas tiek noņemtas caur skursteni (+)

Bet ilgi degošajiem katliem nav ne pelnu pannas, ne restes.Apakšā ir tukša metāla plāksne. Šādi katli ir konstruēti tā, lai malka pilnībā sadegtu, un nelielais pelnu daudzums, kas paliek kurtuvē, tiek izpūsts ar gaisu.

Šādām ierīcēm ir raksturīga augsta efektivitāte un tās darbojas arī temperatūrā virs 1000°C.

Šādu ierīču galvenā iezīme ir tā, ka tās patiešām nodrošina ilgu kalpošanas laiku, kad tās ir pilnībā noslogotas. Degvielas kamera šādās ierīcēs parasti ir izgatavota cilindra formā.

Degviela tajā tiek ielādēta no augšas, un sadegšanai nepieciešamais gaiss tiek sūknēts no augšas, centrā.

Augšdedzes katlos gaisa iesmidzināšanas ierīce ir kustīgs elements, kas malkai izdegot virzās uz leju.

Tas nodrošina lēnu augšējā degvielas slāņa gruzdēšanu. Degviela pakāpeniski sadedzina, tās līmenis kurtuvē samazinās. Tajā pašā laikā mainās ierīces novietojums gaisa padevei kurtuvei, šis elements šādos modeļos ir kustīgs un praktiski atrodas uz malkas virskārtas.

Otrais degšanas posms notiek kurtuves augšējā daļā, kas ir atdalīta no apakšējā nodalījuma ar biezu metāla disku. Karstās pirolīzes gāzes, kas veidojas zemāk esošās degvielas sadegšanas rezultātā, izplešas un virzās uz augšu.

Šeit tie sajaucas ar gaisu un sadedzina, papildus pārnesot ievērojamu siltumenerģijas daļu uz siltummaini.

Sija, kas tur disku, kas sadala sadegšanas kameru divās daļās, tāpat kā pats disks, augšējā sadegšanas katla darbības laikā tiek pastāvīgi pakļauts augstai temperatūrai. Laika gaitā šie elementi izdeg un būs periodiski jāaizstāj.

Degvielas kameras otrās daļas izejā parasti tiek uzstādīts vilkmes regulators.Šī ir automātiska ierīce, kas nosaka dzesēšanas šķidruma temperatūru un atkarībā no saņemtajiem datiem regulē degošās gāzes kustības intensitāti. Tas pasargā ierīci no iespējamās pārkaršanas.

Ir vērts atzīmēt, ka ārējais siltummainis šādos katlos reaģē uz šķidruma cirkulācijas ātruma izmaiņām siltummainī, t.i. pret temperatūras svārstībām. Uz ierīces virsmas nekavējoties veidojas kondensāta slānis, kas izraisa koroziju, it īpaši, ja runa ir par tērauda katliem.

Vēlams ņemt ierīci no čuguna, kas daudz labāk pretojas šādiem efektiem.

Lai gan degvielai ilgstošas ​​degšanas pirolīzes katlos vajadzētu sadegt bez atlikumiem, praksē tas ne vienmēr notiek. Dažreiz pelnu kūkas, veidojot daļiņas, kuras ir grūti noņemt ar gaisa plūsmu.

Ja kurtuvē uzkrājas liels daudzums šādu atlikumu, var novērot ievērojamu iekārtas siltuma jaudas samazināšanos. Tāpēc augšējais sadegšanas katls joprojām ir periodiski jātīra.

Šāda veida ierīču īpatnība ir tāda, ka degvielai degot, to var pārlādēt, negaidot, kamēr sadegs visa degvielas slodze. Tas ir ērti, ja nepieciešams atbrīvoties no viegli uzliesmojošiem sadzīves atkritumiem.

Ir arī augstākās degšanas katlu šķirnes, kas darbojas ne tikai ar koksnes kurināmo, bet arī ar akmeņoglēm. Šāda veida pirolīzes katlos nav sarežģītu automātisko vadības bloku, tāpēc nopietni bojājumi ir ārkārtīgi reti.

Augšējā sadegšanas katla konstrukcija ļauj kurtuvi noslogot tikai daļēji, ja nepieciešams. Tomēr šajā gadījumā degvielas augšējā slāņa aizdedzināšana var nebūt vienkārša.Pati degviela ir jāizžāvē, malka no atklātas malkas kaudzes šādam katlam nav piemērota.

Šāda veida iekārtām nevajadzētu izmantot arī lielu frakciju degvielu, t.i. Koksne būs jāsasmalcina mazos gabaliņos.

Gāzes ģeneratora katlu darbības iezīmes

Pirolīzes katla darbības efektivitāte lielā mērā ir atkarīga no degvielas veida un kvalitātes. Tehniski kurtuvē var iekraut ne tikai malku, bet arī ogles un pat kūdru, lielākā daļa mūsdienu katlu modeļu ir paredzēti vairāku veidu kurināmā izmantošanai.

Koksne atkarībā no veida izdeg apmēram 5-6 stundās. Jo cietāka koksne, jo ilgāk tā deg.

Mūsdienu pirolīzes sadedzināšanas katlu modeļi var darboties ar dažāda veida koksnes kurināmo: malku, briketēm, granulām, akmeņoglēm, kūdru utt.

Melno ogļu sadedzināšana prasīs apmēram desmit stundas, un tikpat daudz brūnogļu gruzdēs astoņas stundas. Praksē pirolīzes tehnoloģija demonstrē visaugstāko siltuma pārnesi, ja to iekrauj ar sausu koku. Par optimālu tiek uzskatīta malka ar mitruma saturu ne vairāk kā 20% un aptuveni 45-65 cm garu.

Ja piekļuve šādai degvielai nav pieejama, varat izmantot ogles vai citu organisko degvielu: īpašu zāģu skaidu briketes un koksnes granulas, kokapstrādes atkritumi, kūdra, celulozi saturoši materiāli u.c.

Pirms katla ekspluatācijas uzsākšanas rūpīgi jāizpēta ierīces ražotāja ieteikumi par degvielu.

Pirolīzes sadedzināšanas katlos gaisa padevi regulē parastie mehāniskie vārsti. Sarežģītas elektronikas trūkums nodrošina augstu ierīces kļūdu toleranci

Pārāk mitra degviela šādās ierīcēs ir nepieņemama.Tai degot kurtuvē, veidojas papildu ūdens tvaiki, kas veicina tādu blakusproduktu veidošanos kā darva un sodrēji.

Katla sienas kļūst netīras, siltuma pārnese samazinās, un laika gaitā katls var pat pārstāt darboties un izdzist.

Ja pirolīzes sadedzināšanas katlam izmantojat koksni ar pārāk augstu mitruma līmeni, ierīces iekšienē radīsies apstākļi darvas veidošanās procesam, kas pasliktinās ierīces siltuma pārnesi un var izraisīt bojājumus.

Ja kurtuvē tiek ievietota sausa degviela un katls ir pareizi konfigurēts, ierīces darbības rezultātā radusies pirolīzes gāze radīs dzeltenbaltu liesmu. Šādu sadegšanu pavada nenozīmīga degvielas sadegšanas blakusproduktu izdalīšanās.

Ja liesmas krāsa atšķiras, ir jēga pārbaudīt degvielas kvalitāti, kā arī ierīces iestatījumus.

Pirolīzes gāzes, kas sajauktas ar gaisu, deg ar vienmērīgu dzeltenbaltu liesmu. Ja liesmas krāsa ir mainījusies, iespējams, būs jāpārbauda katla iestatījumi vai degvielas kvalitāte

Atšķirībā no parastajām cietā kurināmā ierīcēm, pirms malkas iekraušanas pirolīzes katlos, kas darbojas ar cieto kurināmo, kurtuve ir iepriekš jāuzsilda.

Lai to izdarītu, veiciet tālāk norādītās darbības.

1. Ievietojiet kurtuves apakšā mazu sausu kurināmo (papīru, skaidas utt.).
2. Viņi to aizdedzināja, izmantojot lāpu, kas izgatavota no līdzīgiem materiāliem.
3. Aizveriet sadegšanas kameras durvis.
4. Iekraušanas kameras durvis ir nedaudz atvērtas.
5. Pievieno degšanas porcijas, kad tas deg.
6. Procesu atkārto, līdz apakšā veidojas gruzdošu ogļu slānis.

Uz šo brīdi kurtuve jau ir sasilusi līdz aptuveni 500-800°C, radot apstākļus galvenās kurināmā iepildīšanai. Neizmantojiet benzīnu, petroleju vai citas līdzīgas šķidras vielas, lai iekurtu kurtu.Pirms ilgstošas ​​degšanas katla krāsns uzsildīšanas jāpārliecinās, vai ierīce ir gatava lietošanai.

Pirolīzes sadedzināšanas katlu raksturīga iezīme ir neliels pelnu un pelnu daudzums, kas atvieglo ierīces tīrīšanas un apkopes procesu.

Lai to izdarītu, pārbaudiet caurvēja esamību, durvju hermētiskumu, bloķēšanas mehānismu un vadības iekārtu izmantojamību, klātbūtni dzesēšanas šķidrums apkures sistēmā un tā tālāk.

Pēc tam jums vajadzētu ieslēgt termostatu, lai pārliecinātos, ka ierīcei tiek piegādāts spriegums. Pēc tam atveriet tiešās vilkmes aizbīdni un vēdiniet katlu 5-10 minūtes.

Populāru modeļu apskats

Jāsaprot, ka jebkurš pirolīzes katls ir diezgan smaga vienība, kas nav paredzēta piekārtai pie sienas. Šādas ierīces var izmantot gan nelielas mājas, gan plašu kotedžu apkurei. Tāpat kā citi siltummezgli, ilgi degošie katli atšķiras pēc jaudas.

Izvēloties pirolīzes sadedzināšanas katlu, jums jākoncentrējas uz tādiem rādītājiem kā ierīces siltuma jauda, ​​iekraušanas kameras izmērs, sekundārās ķēdes klātbūtne utt.

Pircēji parasti koncentrējas uz šo rādītāju.

Starp populārākajiem šāda aprīkojuma modeļiem ir jāatzīmē:

• Atmosfēra (Ukraina) - tiek attēlotas ar ierīcēm, kas var darboties gan ar koksni, gan oglēm, jauda svārstās no 14 līdz 75 kilovatiem.
• Uzbrukums (Slovākija) - spēj apsildīt platības līdz 950 kv. m, daži modeļi spēj turpināt darbu pat strāvas padeves pārtraukumu laikā.
• Bosch (Vācija) - augstas kvalitātes produkti no labi pazīstama zīmola, jauda svārstās no 21-38 kilovatiem.
• Buderus (Vācija), ko pārstāv valdnieki Elektromet Un Logano, pirmais Eiropā ir labi pazīstams kā klasiska pirolīzes katla versija, otrā ir modernākas versijas, kas paredzētas privātmājām.
• Gefest (Ukraina) - lieljaudas ierīces ar efektivitāti līdz 95%.
• KT-2E (Krievija) ir īpaši paredzēts lielām dzīvojamām telpām, iekārtas jauda ir 95 kilovati.
• Opop (Čehija) - salīdzinoši lēti katli, uzticami un izturīgi, jauda 25-45 kilovati.
• Stropuva (ražots Lietuvā vai Ukrainā) ar jaudu septiņi kilovati vai vairāk ir diezgan piemēroti nelielam mājoklim, taču modeļu klāstā ir arī jaudīgākas ierīces.
• Viessmann (Vācija) - ideāla izvēle privātām mājsaimniecībām, jauda sākas no 12 kilovatiem, moderno tehnoloģiju izmantošana ļauj ietaupīt degvielu.
• "Buran" (Ukraina) ar jaudu līdz 40 kilovatiem ir vēl viena populāra iespēja lielu kotedžu īpašniekiem.
• "Loģika" (Polija) 20 kilovatu lieljaudas ierīces viegli silda telpas līdz 2 tūkstošiem kvadrātmetru. m, tas drīzāk ir katls rūpnieciskām vajadzībām: apkures darbnīcām, birojiem, siltumnīcām utt.

Izvēloties pirolīzes katlu privātmājai, jāpievērš uzmanība modeļiem ar divām ķēdēm, lai ne tikai apsildītu mājokli, bet arī nodrošinātu to ar autonomu karstā ūdens padevi.

Siltummainis karstā ūdens apgādei var būt uzglabāšanas vai plūsmas tipa. Pēdējam variantam tiek izmantoti katlu modeļi ar palielinātu siltuma jaudu.

Ja vēlaties ietaupīt naudu, varat mēģināt izgatavot pirolīzes katlu ar savām rokām. Tās montāžas tehnoloģija ir aprakstīta Šis raksts.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Šis video skaidri parāda pirolīzes katla darbības principu:

Detalizētu pārskatu par augstākā līmeņa sadedzināšanas katla darbību var atrast šeit:

Pirolīzes katli nav lēti, taču tie ir pilnībā vērts ieguldīt to iegādē. Pareizi uzstādot un apkopjot, šādas ierīces nodrošinās jūsu mājoklim stabilu un lētu siltumu.

Vai meklējat pirolīzes katlu mājas apkurei? Vai arī jums ir pieredze šādu iekārtu ekspluatācijā? Lūdzu, atstājiet komentārus par rakstu un dalieties iespaidos par pirolīzes katlu izmantošanu. Atsauksmes veidlapa atrodas apakšējā blokā.