Calderas de pirólisis: principio de funcionamiento y tipos de calderas para combustión prolongada.
Pasan los años, la ciencia y la tecnología avanzan y todavía se demandan combustibles sólidos. La quema de leña en una estufa tradicional o en una estufa de barriga no es muy efectiva, pero la situación cambió con las calderas de calentamiento por pirólisis: las unidades se caracterizan por su alta eficiencia y un funcionamiento relativamente simple.
De acuerdo, estos son argumentos bastante significativos al organizar el calentamiento autónomo. Si está buscando una caldera efectiva para el hogar, entonces debería echar un vistazo más de cerca a las calderas de pirólisis.
Le diremos cuánto tiempo están dispuestas y funcionan las unidades de combustión, cuáles son sus características técnicas y operativas, y también le brindaremos una descripción general de los modelos más calificados de fabricantes nacionales y extranjeros.
El contenido del artículo:
¿Qué es la pirólisis?
La leña es quizás el primer combustible en la historia humana. Casi todos saben qué tan rápido se queman al aire libre y que no se libera tanto calor. Pero la situación cambia cardinalmente si crea diferentes condiciones para el proceso de combustión.
La llamada combustión de pirólisis se lleva a cabo en cámaras cerradas. Allí se cargan leña u otros combustibles sólidos de un tipo similar: pellets, aserrín, desechos de madera, etc.
El combustible se enciende y luego se reduce la cantidad de aire que ingresa a la cámara.
Como saben, los procesos de oxidación ocurren durante la combustión, uno de los principales participantes es el oxígeno contenido en el aire. Si hay poco oxígeno, la reacción se ralentiza y la madera se quema lentamente, de hecho, en tales condiciones, simplemente arden lentamente. En este caso, se libera una cierta cantidad de energía térmica, cenizas y gas combustible.
El proceso de pirólisis no termina ahí. El gas obtenido al quemar combustible primario se mezcla con masas de aire y también se quema. Como resultado, emite mucha más energía térmica que cuando se usan generadores de calor estándar.
Por lo tanto, las calderas de pirólisis demuestran una eficiencia muy decente en comparación con su pura combustible sólido "hermanos", así como a menudo brindan la oportunidad de ahorrar significativamente en calefacción.
La ventaja de los equipos de calefacción de este tipo es que el principio de su funcionamiento y dispositivo es relativamente sencillo. La cantidad de aire que ingresa a la cámara de combustión está regulada por un regulador mecánico convencional. Un diseño simple garantiza la confiabilidad del dispositivo, averías en las calderas de pirólisis; este no es un fenómeno frecuente.
Otra ventaja de las calderas de pirólisis es un largo período de combustión. La carga completa del dispositivo con combustible le permite no interferir con el proceso durante varias horas, a veces más de un día, es decir no es necesario tirar constantemente leña al horno, como sucede con la quema abierta.
Por supuesto, esto no significa que la caldera de pirólisis pueda dejarse desatendida. Al igual que con otros equipos de calefacción, existen estrictas normas de seguridad.
Vale la pena recordar que la caldera de pirólisis no es omnívora: la humedad del combustible debe ser baja. De lo contrario, parte de la preciosa energía térmica no se gastará en calentar el refrigerante, sino en secar el combustible.
Cuando se realiza la combustión de pirólisis, el combustible se quema casi por completo, será necesario limpiar el dispositivo con mucha menos frecuencia que cuando se usa una caldera tradicional de combustible sólido. La ceniza fina obtenida después de la limpieza se usa como fertilizante. La combustión de combustible en tales calderas se lleva a cabo de arriba a abajo.
Por lo tanto, las posibilidades de circulación natural del aire en el horno son notablemente limitadas. El uso de inyección de aire forzado con la ayuda de un ventilador mejora significativamente la eficiencia del dispositivo, pero al mismo tiempo hace que la caldera sea volátil, porque el ventilador necesita energía eléctrica.
El dispositivo y el funcionamiento de la caldera de pirólisis.
El horno de la caldera de pirólisis se divide en dos compartimentos. En el primero, se quema leña, y en el segundo, se quema una mezcla de gases de pirólisis y aire. Separa la primera cámara de la segunda rejilla, sobre la cual se deposita el combustible.
El aire generalmente es forzado por un pequeño ventilador. Aunque en modelos pequeños, a veces se usa un extractor de humo para crear tracción.
La presencia de ventilación forzada puede considerarse la principal diferencia entre la caldera de pirólisis y el modelo clásico de combustible sólido. La carcasa del dispositivo consta de dos partes insertadas entre sí. El espacio entre las paredes está lleno de refrigerante, cuyo papel tradicionalmente es desempeñado por el agua.
Primero, el combustible se carga en el primer compartimento del horno de la caldera de pirólisis, luego se enciende el ventilador y se prende fuego al combustible. Los gases combustibles resultantes se transfieren al segundo compartimento, se mezclan con aire y se queman.
La temperatura de combustión puede alcanzar los 1200 ° C. El agua en el intercambiador de calor exterior se calienta y circula a través del sistema de calefacción del hogar. Los residuos de los productos de combustión se eliminan a través de la chimenea.
Se puede reprochar un precio relativamente alto para los dispositivos que utilizan el principio de pirólisis de la combustión. Una caldera convencional de combustible sólido cuesta significativamente menos. Pero en las calderas de larga duración, la leña se quema casi por completo, lo que no se puede decir sobre la caldera clásica.
Al elegir una caldera de pirólisis, debe recordarse que los modelos económicos de baja potencia generalmente están diseñados solo para leña. Las modificaciones costosas pueden funcionar en diferentes tipos de combustible.
Además, será necesario cargar combustible en el dispositivo al máximo, reducir la carga conduce a una mayor formación de cenizas y hollín, y también afecta negativamente el funcionamiento de la unidad en su conjunto.
Calderas de combustión superior
Una de las opciones para un dispositivo de pirólisis es una caldera de combustión superior. El principio de funcionamiento de estas dos unidades es muy similar.
Del mismo modo, se carga una gran cantidad de combustible sólido de baja humedad en el horno, el aire se fuerza a la fuerza y el combustible arde con una cantidad reducida de oxígeno. Una válvula que controla el flujo de oxígeno se coloca en posición.
Pero las calderas de larga duración no tienen cenicero ni rejilla. La parte inferior es una placa de metal en blanco. Tales calderas están diseñadas para que la madera se queme por completo, y la pequeña cantidad de cenizas que quedan en el horno es expulsada por el aire.
Dichos dispositivos se caracterizan por su alta eficiencia y también funcionan a temperaturas superiores a 1000 ° C.
La característica principal de tales dispositivos es que realmente proporcionan una larga vida a plena carga. La cámara de combustible en tales dispositivos generalmente tiene la forma de un cilindro.
El combustible se carga desde arriba, desde arriba, en el centro, se bombea el aire necesario para la combustión.
Por lo tanto, una lenta combustión lenta de la capa superior de combustible. El combustible se quema gradualmente, su nivel en el horno disminuye. Al mismo tiempo, la posición del dispositivo para suministrar aire al horno cambia, este elemento es móvil en tales modelos y prácticamente se encuentra en la capa superior de leña.
La segunda etapa de combustión se lleva a cabo en la parte superior del horno, que está separada del compartimento inferior por un grueso disco de metal. Los gases de pirólisis calientes resultantes de la combustión de combustible debajo se expanden y se mueven hacia arriba.
Aquí se mezclan con aire y se queman, transfiriendo adicionalmente al intercambiador de calor una porción sólida de energía térmica.
El rayo que sostiene el disco, que divide la cámara de combustión en dos partes, como este disco, está constantemente expuesto a altas temperaturas durante el funcionamiento de la caldera de combustión superior. Con el tiempo, estos elementos se queman, tendrán que ser reemplazados periódicamente.
A la salida de la segunda parte de la cámara de combustible, generalmente se instala un regulador de tiro. Este es un dispositivo automático que determina la temperatura del refrigerante y, según los datos recibidos, regula la intensidad del movimiento del gas combustible. Protege el dispositivo de un posible sobrecalentamiento.
Vale la pena señalar que el intercambiador de calor externo en tales calderas responde a cambios en la velocidad de circulación del fluido en el intercambiador de calor, es decir. fluctuaciones de temperatura. Una capa de condensado se forma inmediatamente en la superficie del dispositivo, lo que provoca corrosión, especialmente cuando se trata de calderas de acero.
Es preferible tomar un dispositivo hecho de hierro fundido, que es mucho mejor resistente a dicho impacto.
Aunque el combustible en las calderas de pirólisis de combustión prolongada debe arder sin dejar residuos, en la práctica esto no siempre sucede. A veces la ceniza se sinteriza, formando partículas que son difíciles de eliminar con la ayuda de una corriente de aire.
Si una gran cantidad de tales residuos se acumulan en el horno, se puede observar una disminución notable en la producción de calor de la unidad. Por lo tanto, la caldera de combustión superior debe limpiarse periódicamente.
Una característica de los dispositivos de este tipo es que, a medida que se quema el combustible, se puede cargar sin esperar a que se queme todo el marcador de combustible. Esto es conveniente cuando necesita deshacerse de los desechos domésticos combustibles.
También hay variedades de calderas de combustión superior que funcionan no solo con leña, sino también con carbón. No hay unidades de control automático complejas en las calderas de pirólisis de este tipo, por lo tanto, las averías graves son extremadamente raras.
El diseño de la caldera de combustión superior permite cargar el horno solo parcialmente si es necesario. Sin embargo, en este caso, disparar la capa superior de combustible puede no ser fácil. El combustible en sí debe secarse, la leña de troncos abiertos no es adecuada para tal caldera.
El combustible de fracciones grandes tampoco debe usarse para este tipo de equipo, es decir la leña deberá cortarse en trozos pequeños.
Características de operación de calderas generadoras de gas.
La eficiencia de la caldera de pirólisis depende del tipo y la calidad del combustible. Técnicamente, puede cargar en el horno no solo madera, sino también carbón e incluso turba, la mayoría de los modelos modernos de calderas están diseñados para usar varios tipos de combustible.
La madera se quema en aproximadamente 5-6 horas, dependiendo de la variedad. Cuanto más firme es el árbol, más tiempo se quema.
Se gastarán unas diez horas en la combustión del carbón negro, y la misma cantidad de carbón marrón arderá en ocho horas. En la práctica, la técnica de pirólisis demuestra la mayor transferencia de calor cuando se carga con un árbol seco. La leña con un contenido de humedad de no más del 20% y una longitud de aproximadamente 45-65 cm se considera óptima.
Si no hay acceso a dicho combustible, se puede utilizar carbón u otros combustibles fósiles: especial briquetas de aserrín y pellets de madera, desechos de procesamiento de madera, turba, materiales de pulpa, etc.
Antes de comenzar la operación de la caldera, estudie cuidadosamente las recomendaciones del fabricante del dispositivo con respecto al combustible.
El combustible demasiado húmedo en tales dispositivos es inaceptable. Cuando se quema, se forma vapor de agua adicional en la cámara de combustión, lo que contribuye a la formación de subproductos como el alquitrán y el hollín.
Las paredes de la caldera se ensucian, la transferencia de calor disminuye, con el tiempo, la caldera puede incluso dejar de funcionar y apagarse.
Si se coloca combustible seco en el horno y la caldera está configurada correctamente, el gas de pirólisis obtenido como resultado del funcionamiento del dispositivo producirá una llama de color blanco amarillento. Dicha combustión va acompañada de una emisión insignificante de subproductos de la combustión del combustible.
Si el color de la llama se pinta de manera diferente, tiene sentido verificar la calidad del combustible, así como la configuración del dispositivo.
A diferencia de los dispositivos convencionales de combustible sólido, antes de cargar leña en calderas de pirólisis que funcionan con combustible sólido, el horno debe calentarse.
Para hacer esto, realice los siguientes pasos:
- Se carga una pequeña leña seca (papel, astillas de madera, etc.) en la parte inferior del horno.
- Enciéndelo con una antorcha de materiales similares.
- Cerrar la puerta de la cámara de combustión.
- La puerta de la cámara de carga se deja entreabierta.
- Agregue porciones de leña mientras se quema.
- El proceso se repite hasta que se forme una capa de carbón latente en el fondo.
En este punto, el horno ya se está calentando a unos 500-800 ° C, creando condiciones para cargar el combustible principal. No use gasolina, queroseno ni ninguna otra sustancia líquida similar para encender la leña. Antes de calentar el horno de una caldera de larga duración, asegúrese de que el dispositivo esté listo para funcionar.
Para hacer esto, verifique la tracción, la estanqueidad de las puertas, la facilidad de servicio de los mecanismos de bloqueo y el equipo de ajuste, la presencia de refrigerante en el sistema de calefacción etc.
Luego encienda el termostato para asegurarse de que el dispositivo esté recibiendo voltaje. Después de eso, la puerta de tiro directo se abre y la caldera se ventila durante 5-10 minutos.
Buscar modelos populares
Debe entenderse que cualquier caldera de pirólisis es una unidad bastante pesada, que no está destinada a colgar en una pared. Dichos dispositivos se pueden usar tanto para calentar una casa pequeña como para cabañas espaciosas. Al igual que otras unidades de calefacción, calderas de larga duración varían en poder.
Este indicador generalmente está orientado por los compradores.
Entre los modelos populares de esta técnica se deben mencionar:
- Atmos (Ucrania): representada por dispositivos que pueden funcionar con madera y carbón, la potencia varía de 14 a 75 kilovatios.
- Atacar (Eslovaquia) - capaz de hacer frente a la calefacción de espacios de hasta 950 metros cuadrados. m, algunos modelos pueden continuar funcionando incluso en caso de cortes de energía.
- Bosch (Alemania): productos de alta calidad de una marca conocida, la potencia varía entre 21-38 kilovatios.
- Buderus (Alemania) representada por gobernantes Elektromet y Logano, el primero es bien conocido en Europa como una versión clásica de la caldera de pirólisis, el segundo es versiones más modernas diseñadas para hogares privados.
- Gefest (Ucrania): dispositivos de alta potencia con una eficiencia de hasta el 95%.
- KT-2E (Rusia) está especialmente diseñado para grandes instalaciones residenciales, la capacidad de la unidad es de 95 kilovatios.
- Opop (República Checa) - calderas relativamente económicas, confiables y duraderas, potencias de 25-45 kilovatios.
- Stropuva (producido en Lituania o Ucrania) con una capacidad de siete kilovatios es bastante adecuado para una casa pequeña, pero también se presentan dispositivos más potentes en la gama de modelos.
- Viessmann (Alemania): una opción ideal para hogares privados, el poder comienza con 12 kilovatios, el uso de tecnologías modernas le permite ahorrar combustible.
- "Buran" (Ucrania) con una capacidad de hasta 40 kilovatios es otra opción popular para los propietarios de grandes casas de campo.
- "Lógica" (Polonia) dispositivos de alta potencia de 20 kilovatios calientan fácilmente habitaciones de hasta 2 mil metros cuadrados. m, es más bien una caldera para necesidades industriales: talleres de calefacción, oficinas, invernaderos, etc.
Al elegir una caldera de pirólisis para una casa privada, debe prestar atención a los modelos con dos circuitos para no solo calentar la vivienda, sino también proporcionarle un suministro de agua caliente autónomo.
El intercambiador de calor para agua caliente sanitaria puede ser de almacenamiento o tipo de flujo. Para la última opción, se utilizan modelos de caldera de mayor potencia térmica.
Si desea ahorrar dinero, puede intentar hacer una caldera de pirólisis con sus propias manos. La tecnología de su montaje se describe en este articulo.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Este video ilustra el principio de funcionamiento de la caldera de pirólisis:
Una descripción detallada del funcionamiento de la caldera de combustión superior se puede encontrar aquí:
Las calderas de pirólisis no son baratas, pero justifican completamente los fondos invertidos en su compra. Con una instalación y mantenimiento adecuados, dichos dispositivos proporcionarán a la casa un calor estable y económico.
¿Busca una caldera de pirólisis para calentar una casa? ¿O tiene experiencia operando tales unidades? Deje comentarios sobre el artículo y comparta sus impresiones sobre el uso de calderas de pirólisis. El formulario de comentarios se encuentra en el bloque inferior.
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Una caldera de pirólisis es buena cuando no hay y no se espera que se conecte al gas, o si vives en un bosque. En otros casos, simplemente no está justificado, en mi opinión. Es demasiado caprichoso en operación y mantenimiento.
Debe controlar constantemente la calidad de la leña, deben estar secas, del mismo tamaño, debe controlar constantemente el estado de la chimenea, de lo contrario, el quemador la obstruirá y el condensado se corroerá. Aunque, mis amigos han tenido "Stropuva" durante 10 años: al principio hubo dificultades, ahora no he escuchado una sola queja de ellos sobre la caldera durante mucho tiempo.