Caldaie per riscaldamento a pirolisi: principio di funzionamento e tipi di caldaie per bruciature lunghe

Gli anni passano, la scienza e la tecnologia vanno avanti e i combustibili solidi sono ancora richiesti. Bruciare legna in una stufa tradizionale o in una stufa a ventosa non è molto efficace, ma la situazione è stata cambiata dalle caldaie per riscaldamento a pirolisi: le unità sono caratterizzate da un'alta efficienza e un funzionamento relativamente semplice.

D'accordo, questi sono argomenti abbastanza significativi quando si organizza il riscaldamento autonomo. Se stai cercando una caldaia efficace per la casa, allora dovresti dare un'occhiata più da vicino alle caldaie a pirolisi.

Ti diremo per quanto tempo saranno disposte e funzionanti le unità di combustione, quali sono le loro caratteristiche tecniche e operative e ti forniremo anche una panoramica dei modelli più votati di produttori nazionali ed esteri.

Cos'è la pirolisi

La legna da ardere è forse il primo combustibile nella storia umana. Quasi tutti sanno quanto velocemente si bruciano all'aria aperta e che non viene rilasciato molto calore. Ma la situazione cambia a livello cardinale se si creano condizioni diverse per il processo di combustione.

La cosiddetta combustione della pirolisi viene eseguita in camere chiuse. Lì vengono caricati legna da ardere o altri combustibili solidi di tipo simile: pellet, segatura, scarti di legno, ecc.

Il combustibile viene acceso e quindi la quantità di aria che entra nella camera viene ridotta.

Come sapete, durante la combustione si verificano processi di ossidazione, uno dei principali partecipanti è l'ossigeno contenuto nell'aria. Se c'è poco ossigeno, la reazione rallenta e il legno brucia lentamente, infatti in tali condizioni semplicemente bruciano. In questo caso, viene rilasciata una certa quantità di energia termica, cenere e gas combustibile.

Il processo di pirolisi non finisce qui. Il gas ottenuto bruciando il combustibile primario viene miscelato con masse d'aria e anche ustioni. Di conseguenza, emette molta più energia termica rispetto all'uso di generatori di calore standard.

Pertanto, le caldaie a pirolisi dimostrano un'efficienza molto decente rispetto alla loro puramente "fratelli" a combustibile solido, oltre a fornire spesso l'opportunità di risparmiare significativamente sul riscaldamento.

Il vantaggio di apparecchiature di riscaldamento di questo tipo è che il principio del suo funzionamento e dispositivo è relativamente semplice. La quantità di aria che entra nella camera di combustione è regolata da un convenzionale smorzatore meccanico. Un design semplice garantisce l'affidabilità del dispositivo, guasti per le caldaie a pirolisi: questo non è un fenomeno frequente.

Questo diagramma mostra chiaramente tutte le fasi del processo di combustione della pirolisi. La temperatura all'interno del dispositivo può raggiungere i 1200 ° C (+)

Un altro vantaggio delle caldaie a pirolisi è un lungo periodo di combustione. Il caricamento completo del dispositivo con carburante consente di non interferire con il processo per diverse ore, a volte più di un giorno, ad es. non è necessario lanciare costantemente legna da ardere nella fornace, come accade a fuoco aperto.

Naturalmente, ciò non significa che la caldaia per pirolisi possa essere lasciata incustodita. Come per altre apparecchiature di riscaldamento, esistono rigide norme di sicurezza.

Vale la pena ricordare che la caldaia per pirolisi non è onnivora: l'umidità del carburante dovrebbe essere bassa. Altrimenti, parte della preziosa energia termica non sarà spesa per riscaldare il liquido di raffreddamento, ma per asciugare il combustibile.

Le caldaie a combustione a pirolisi, specialmente in ghisa, hanno un peso fisico significativo, quindi sono sempre rappresentate solo da modelli a pavimento

Quando viene realizzata la combustione della pirolisi, il combustibile si esaurisce quasi completamente, sarà necessario pulire il dispositivo molto meno spesso rispetto a quando si utilizza una tradizionale caldaia a combustibile solido. Come fertilizzante viene utilizzata la cenere fine ottenuta dopo la pulizia. La combustione del combustibile in tali caldaie viene effettuata dall'alto verso il basso.

Pertanto, le possibilità di circolazione naturale dell'aria nel forno sono notevolmente limitate. L'uso dell'iniezione forzata di aria con l'aiuto di un ventilatore migliora significativamente l'efficienza del dispositivo, ma allo stesso tempo rende la caldaia volatile, perché il ventilatore necessita di energia elettrica.

Il dispositivo e il funzionamento della caldaia per pirolisi

La fornace della caldaia per pirolisi è divisa in due scomparti. Nel primo, la legna viene bruciata e nel secondo viene bruciata una miscela di gas di pirolisi e aria. Separa la prima camera dalla seconda griglia, su cui è posato il combustibile.

L'aria è di solito forzata da un piccolo ventilatore. Sebbene nei modelli di piccole dimensioni, a volte viene utilizzato un aspiratore di fumo per creare trazione.

Questo diagramma mostra il dispositivo della caldaia a pirolisi a bassa combustione. La legna da ardere brucia lentamente con una piccola quantità di ossigeno ed emette gas combustibile (+)

La presenza di ventilazione forzata può essere considerata la principale differenza tra la caldaia a pirolisi e il classico modello a combustibile solido. L'alloggiamento del dispositivo è costituito da due parti inserite l'una nell'altra. Lo spazio tra le pareti è riempito con un refrigerante, il cui ruolo è tradizionalmente svolto dall'acqua.

Innanzitutto, il combustibile viene caricato nel primo compartimento del forno della caldaia per pirolisi, quindi il ventilatore viene acceso e il combustibile viene dato alle fiamme. I gas combustibili risultanti vengono trasferiti nel secondo compartimento, miscelati con aria e bruciati.

La temperatura di combustione può raggiungere i 1200 ° C. L'acqua nello scambiatore di calore esterno viene riscaldata e fatta circolare attraverso il sistema di riscaldamento domestico. I residui dei prodotti della combustione vengono rimossi attraverso il camino.

Un prezzo relativamente elevato può essere rimproverato per i dispositivi che utilizzano il principio della pirolisi della combustione. Una caldaia convenzionale a combustibile solido costa molto meno. Ma nelle caldaie a combustione lunga, la legna da ardere si brucia quasi completamente, cosa che non si può dire della classica caldaia.

La legna da ardere per la caldaia a pirolisi ha determinati requisiti di dimensioni e umidità. Informazioni dettagliate sono disponibili nelle istruzioni del produttore.

Quando si sceglie una caldaia per pirolisi, è necessario ricordare che i modelli economici a bassa potenza sono generalmente progettati solo per legna da ardere. Modifiche costose sono in grado di funzionare su diversi tipi di carburante.

Inoltre, sarà necessario caricare il combustibile nel dispositivo al massimo, riducendo il carico porta ad una maggiore formazione di ceneri e fuliggine e influisce negativamente sul funzionamento dell'unità nel suo insieme.

Caldaie a combustione elevata

Una delle opzioni per un dispositivo di pirolisi è una caldaia a combustione superiore. Il principio di funzionamento di queste due unità è molto simile.

Allo stesso modo, una grande quantità di combustibile solido a bassa umidità viene caricata nel forno, l'aria viene forzata forzatamente e il combustibile brucia con una ridotta quantità di ossigeno. Viene posizionata una valvola che controlla il flusso di ossigeno.

Schema del dispositivo della caldaia a combustione superiore. Il forno di una tale caldaia ha un fondo morto, le particelle di prodotti della combustione vengono rimosse attraverso il camino (+)

Ma le caldaie a combustione lunga non hanno né una bacinella né una griglia. Il fondo è una piastra metallica vuota. Tali caldaie sono progettate in modo che il legno si bruci completamente e la piccola quantità di cenere rimasta nella fornace venga espulsa dall'aria.

Tali dispositivi sono caratterizzati da alta efficienza e funzionano anche a temperature superiori a 1000 ° C.

La caratteristica principale di tali dispositivi è che offrono davvero una lunga durata a pieno carico. La camera del carburante in tali dispositivi è solitamente sotto forma di un cilindro.

Il carburante viene caricato al di sopra, dall'alto, al centro, viene pompata l'aria necessaria per la combustione.

Nelle caldaie a combustione elevata, un dispositivo di iniezione dell'aria è un elemento mobile che si abbassa mentre il legno brucia

Pertanto, una lenta combustione dello strato superiore di carburante. Il carburante si esaurisce gradualmente, il suo livello nella fornace diminuisce. Allo stesso tempo, la posizione del dispositivo per fornire aria al forno cambia, questo elemento è mobile in tali modelli e praticamente giace sullo strato superiore di legna da ardere.

Il secondo stadio di combustione viene eseguito nella parte superiore della fornace, che è separata dal compartimento inferiore da uno spesso disco metallico. I gas caldi di pirolisi derivanti dalla combustione del combustibile sottostante si espandono e si spostano verso l'alto.

Qui si mescolano con l'aria e si bruciano, trasferendo inoltre allo scambiatore di calore una porzione solida di energia termica.

Il raggio che regge il disco, che divide la camera di combustione in due parti, come questo disco stesso, è costantemente esposto alle alte temperature durante il funzionamento della caldaia a combustione superiore. Nel corso del tempo, questi elementi si esauriscono, dovranno essere sostituiti periodicamente.

All'uscita dalla seconda parte della camera del carburante, di solito è installato un regolatore di tiraggio. Questo è un dispositivo automatico che determina la temperatura del liquido di raffreddamento e, a seconda dei dati ricevuti, regola l'intensità di movimento del gas combustibile. Protegge il dispositivo da possibili surriscaldamenti.

Vale la pena notare che lo scambiatore di calore esterno in tali caldaie risponde alle variazioni della velocità di circolazione del fluido nello scambiatore di calore, ad es. fluttuazioni di temperatura. Uno strato di condensa si forma immediatamente sulla superficie del dispositivo, causando corrosione, specialmente quando si tratta di caldaie in acciaio.

È preferibile prendere un dispositivo in ghisa, che è molto più resistente a un tale impatto.

Sebbene il combustibile nelle caldaie a pirolisi a combustione lunga debba bruciare senza lasciare residui, in pratica ciò non sempre accade. A volte la cenere viene sinterizzata, formando particelle che sono difficili da rimuovere con l'aiuto di un flusso d'aria.

Se un gran numero di tali residui si accumula nel forno, si può osservare una notevole diminuzione della potenza termica dell'unità. Pertanto, la caldaia a combustione superiore deve essere pulita periodicamente.

Una caratteristica dei dispositivi di questo tipo è che, quando il carburante brucia, può essere caricato senza attendere che l'intero segnalibro del carburante bruci. Ciò è utile quando è necessario eliminare i rifiuti domestici combustibili.

Esistono anche varietà di caldaie a combustione elevata che lavorano non solo sul combustibile a legna, ma anche sul carbone. Non esistono unità di controllo automatiche complesse nelle caldaie a pirolisi di questo tipo, quindi gravi guasti sono estremamente rari.

Il design della caldaia a combustione superiore consente di caricare il forno solo parzialmente se necessario. Tuttavia, in questo caso, sparare lo strato superiore di carburante potrebbe non essere facile. Il combustibile stesso deve essere essiccato, la legna da ardere dai tronchi aperti non è adatta per una tale caldaia.

Anche il carburante di grandi frazioni non deve essere utilizzato per questo tipo di apparecchiatura, ad es. la legna da ardere dovrà essere tagliata in piccoli pezzi.

Caratteristiche di funzionamento delle caldaie generatrici di gas

L'efficienza della caldaia per pirolisi dipende dal tipo e dalla qualità del combustibile. Tecnicamente, puoi caricare nel forno non solo legno, ma anche carbone e persino torba, i modelli di caldaia più moderni sono progettati per utilizzare diversi tipi di carburante.

Il legno si brucia in circa 5-6 ore, a seconda della varietà. Più solido è l'albero, più a lungo brucia.

I moderni modelli di caldaie a combustione a pirolisi possono lavorare su vari tipi di combustibili legnosi: legna da ardere, bricchette, pellet, carbone, torba, ecc.

Circa dieci ore saranno impiegate per la combustione del carbone nero e la stessa quantità di carbone brace brucerà entro otto ore. In pratica, la tecnica di pirolisi dimostra il più alto trasferimento di calore quando viene caricata con un albero secco. La legna da ardere con un contenuto di umidità non superiore al 20% e una lunghezza di circa 45-65 cm è considerata ottimale.

Se non è possibile accedere a tale combustibile, è possibile utilizzare carbone o altri combustibili fossili: speciali bricchette di segatura e pellet di legno, scarti di lavorazione del legno, torba, materiali in pasta di legno, ecc.

Prima di avviare il funzionamento della caldaia, studiare attentamente le raccomandazioni del produttore del dispositivo in merito al carburante.

Nelle caldaie a combustione a pirolisi, la presa d'aria è regolata da valvole meccaniche convenzionali. La mancanza di elettronica sofisticata offre un'elevata tolleranza ai guasti

Il carburante troppo umido in tali dispositivi è inaccettabile. Quando viene bruciato, si forma ulteriore vapore acqueo nel focolaio, che contribuisce alla formazione di sottoprodotti come catrame e fuliggine.

Le pareti della caldaia si sporcano, il trasferimento di calore diminuisce, nel tempo, la caldaia potrebbe persino smettere di funzionare e spegnersi.

Se si utilizza legna da ardere con umidità troppo elevata per la caldaia a pirolisi, all'interno del dispositivo ci saranno condizioni per la formazione di catrame, che degraderà il trasferimento di calore del dispositivo e può portare a rotture

Se il combustibile secco viene immesso nel forno e la caldaia è installata correttamente, il gas di pirolisi ottenuto a seguito del funzionamento del dispositivo produrrà una fiamma giallo-bianca. Tale combustione è accompagnata da un'emissione trascurabile di sottoprodotti della combustione del combustibile.

Se il colore della fiamma viene verniciato in modo diverso, ha senso controllare la qualità del carburante e le impostazioni del dispositivo.

I gas di pirolisi miscelati con aria bruciano con una fiamma giallo-bianca fissa. Se il colore della fiamma è cambiato, potrebbe essere necessario controllare le impostazioni della caldaia o la qualità del carburante

A differenza dei tradizionali dispositivi a combustibile solido, prima di caricare legna da ardere in caldaie a pirolisi funzionanti a combustibile solido, il forno deve essere riscaldato.

Per fare ciò, procedere come segue:

1. Un piccolo accendino secco (carta, trucioli di legno, ecc.) Viene caricato sul fondo del forno
2. Dagli fuoco con una torcia di materiali simili.
3. Chiudere la porta della camera di combustione.
4. La porta della camera di carico è leggermente socchiusa.
5. Aggiungi porzioni di accensione mentre brucia.
6. Il processo si ripete fino a quando uno strato di carbone fumante si forma sul fondo.

A questo punto, il forno si sta già riscaldando fino a circa 500-800 ° C, creando le condizioni per il caricamento del combustibile principale. Non usare benzina, cherosene o altre sostanze liquide simili per illuminare l'accensione. Prima di riscaldare il forno di una caldaia a combustione lunga, assicurarsi che il dispositivo sia pronto per il funzionamento.

Una caratteristica delle caldaie a combustione a pirolisi è una piccola quantità di cenere e cenere, che facilita il processo di pulizia del dispositivo e la sua manutenzione

Per fare ciò, controllare la trazione, la tenuta delle porte, la manutenzione dei meccanismi di bloccaggio e delle attrezzature di regolazione, la presenza di liquido di raffreddamento nel sistema di riscaldamento eccetera

Quindi accendere il termostato per assicurarsi che il dispositivo stia ricevendo tensione. Successivamente, viene aperto il cancello di tiraggio diretto e la caldaia viene ventilata per 5-10 minuti.

Sfoglia modelli popolari

Dovrebbe essere chiaro che qualsiasi caldaia a pirolisi è un'unità piuttosto pesante, che non è pensata per essere appesa a una parete. Tali dispositivi possono essere utilizzati sia per il riscaldamento di una piccola casa, sia per cottage spaziosi. Come altre unità di riscaldamento, caldaie a combustione lunga variare in potenza.

Quando si sceglie una caldaia a combustione a pirolisi, si dovrebbe essere guidati da indicatori quali la potenza termica del dispositivo, la dimensione della camera di carico, la presenza di un secondo circuito, ecc.

Questo indicatore è generalmente orientato dagli acquirenti.

Tra i modelli popolari di questa tecnica vanno citati:

• Atmos (Ucraina) - rappresentato da dispositivi in ​​grado di funzionare su legno e carbone, la potenza varia da 14 a 75 kilowatt.
• attacco (Slovacchia) - in grado di far fronte al riscaldamento degli spazi fino a 950 metri quadrati. m, alcuni modelli sono in grado di continuare a funzionare anche in caso di interruzioni di corrente.
• Bosch (Germania) - prodotti di alta qualità di un noto marchio, la potenza varia tra 21-38 kilowatt.
• Buderus (Germania) rappresentata dai sovrani Elektromet e Logano, il primo è ben noto in Europa come una versione classica della caldaia a pirolisi, il secondo è versioni più moderne progettate per le case private.
• Gefest (Ucraina) - dispositivi ad alta potenza con efficienza fino al 95%.
• CT-2E (Russia) è appositamente progettato per grandi locali residenziali, la capacità dell'unità è di 95 chilowatt.
• Opop (Repubblica Ceca) - caldaie relativamente economiche, affidabili e durevoli, potenza 25-45 kilowatt.
• Stropuva (prodotto in Lituania o Ucraina) con una capacità di sette chilowatt è abbastanza adatto per una piccola casa, ma nella gamma di modelli sono presenti anche dispositivi più potenti.
• Viessmann (Germania) - una scelta ideale per le famiglie, la potenza parte da 12 kilowatt, l'uso di tecnologie moderne consente di risparmiare carburante.
• "Buran" (Ucraina) con una capacità fino a 40 chilowatt è un'altra opzione popolare per i proprietari di grandi cottage.
• "Logic" (Polonia) dispositivi ad alta potenza da 20 kilowatt riscaldano facilmente ambienti fino a 2 mila metri quadrati. m, è piuttosto una caldaia per esigenze industriali: officine di riscaldamento, uffici, serre, ecc.

Quando si sceglie una caldaia a pirolisi per una casa privata, è necessario prestare attenzione ai modelli con due circuiti al fine non solo di riscaldare l'abitazione, ma anche di fornire acqua calda autonoma.

Lo scambiatore di calore per l'acqua calda sanitaria può essere di tipo accumulatore o flusso. Per quest'ultima opzione, vengono utilizzati modelli di caldaie con maggiore potenza termica.

Se vuoi risparmiare denaro, puoi provare a creare una caldaia per pirolisi con le tue mani. La tecnologia del suo assemblaggio è descritta in questo articolo.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Questo video illustra il principio di funzionamento della caldaia per pirolisi:

Una panoramica dettagliata del funzionamento della caldaia a combustione superiore è disponibile qui:

Le caldaie a pirolisi non sono economiche, ma giustificano pienamente i fondi investiti nel loro acquisto. Con una corretta installazione e manutenzione, tali dispositivi forniranno alla casa un calore stabile ed economico.

Alla ricerca di una caldaia per pirolisi per riscaldare una casa? O hai esperienza nel funzionamento di tali unità? Si prega di lasciare commenti sull'articolo e condividere le vostre impressioni sull'uso delle caldaie a pirolisi. Il modulo di feedback si trova nel blocco inferiore.