Chaudières à pyrolyse: principe de fonctionnement et types de chaudières à longue durée de vie

Les années passent, la science et la technologie avancent et les combustibles solides sont toujours en demande. La combustion du bois dans un poêle traditionnel ou dans un poêle à ventre n'est pas très efficace, mais la situation a été modifiée par les chaudières à pyrolyse - les unités se caractérisent par une efficacité élevée et un fonctionnement relativement simple.

D'accord, ce sont des arguments assez importants lors de l'organisation d'un chauffage autonome. Si vous cherchez une chaudière efficace pour la maison, vous devriez regarder de plus près les chaudières à pyrolyse.

Nous vous dirons pendant combien de temps les unités de combustion sont disposées et fonctionnent, quelles sont leurs caractéristiques techniques et opérationnelles, et vous fournirons également un aperçu des modèles les plus cotés des fabricants nationaux et étrangers.

Qu'est-ce que la pyrolyse

Le bois de chauffage est peut-être le tout premier combustible de l'histoire humaine. Presque tout le monde sait à quelle vitesse ils brûlent à l'air libre et que peu de chaleur est libérée. Mais la situation change radicalement si vous créez des conditions différentes pour le processus de combustion.

La combustion dite de pyrolyse est effectuée dans des chambres fermées. Du bois de chauffage ou d'autres combustibles solides de type similaire y sont chargés: granulés, sciure, déchets de bois, etc.

Le carburant s'enflamme, puis la quantité d'air entrant dans la chambre est réduite.

Comme vous le savez, les processus d'oxydation se produisent pendant la combustion, dont l'un des principaux participants est l'oxygène contenu dans l'air. S'il y a peu d'oxygène, la réaction ralentit et le bois brûle lentement, en fait dans de telles conditions, ils couvent tout simplement. Dans ce cas, une certaine quantité d'énergie thermique, de cendres et de gaz combustible est libérée.

Le processus de pyrolyse ne s'arrête pas là. Le gaz obtenu en brûlant du combustible primaire est mélangé à des masses d'air et brûle également. En conséquence, il émet beaucoup plus d'énergie thermique que lors de l'utilisation de générateurs de chaleur standard.

Par conséquent, les chaudières à pyrolyse démontrent une efficacité très décente par rapport à leur "frères" à combustibles solides, ainsi que souvent l'occasion d'économiser considérablement sur le chauffage.

L'avantage d'un équipement de chauffage de ce type est que le principe de son fonctionnement et de son dispositif est relativement simple. La quantité d'air entrant dans la chambre de combustion est régulée par un amortisseur mécanique conventionnel. Une conception simple garantit la fiabilité de l'appareil, les pannes des chaudières à pyrolyse - ce n'est pas un phénomène fréquent.

Ce diagramme montre clairement toutes les étapes du processus de combustion par pyrolyse. La température à l'intérieur de l'appareil peut atteindre 1200 ° C (+)

Un autre avantage des chaudières à pyrolyse est une longue période de combustion. Le chargement complet de l'appareil avec du carburant vous permet de ne pas interférer avec le processus pendant plusieurs heures, parfois plus d'une journée, c'est-à-dire il n'est pas nécessaire de jeter constamment du bois de chauffage dans le four, comme cela se produit avec la combustion à ciel ouvert.

Bien sûr, cela ne signifie pas que la chaudière de pyrolyse peut être laissée sans surveillance. Comme pour les autres équipements de chauffage, il existe des règles de sécurité strictes.

Il convient de rappeler que la chaudière de pyrolyse n'est pas omnivore - l'humidité du combustible doit être faible. Sinon, une partie de la précieuse énergie thermique ne sera pas dépensée pour chauffer le liquide de refroidissement, mais pour sécher le carburant.

Les chaudières à pyrolyse, en particulier en fonte, ont un poids physique important, elles ne sont donc toujours représentées que par des modèles au sol

Lorsque la combustion par pyrolyse est réalisée, le combustible brûle presque complètement, il sera nécessaire de nettoyer l'appareil beaucoup moins souvent que lors de l'utilisation d'une chaudière à combustible solide traditionnelle. Les cendres fines obtenues après nettoyage sont utilisées comme engrais. La combustion du combustible dans ces chaudières s'effectue de haut en bas.

Par conséquent, les possibilités de circulation naturelle de l'air dans le four sont sensiblement limitées. L'utilisation de l'injection d'air forcée à l'aide d'un ventilateur améliore considérablement l'efficacité de l'appareil, mais rend en même temps la chaudière volatile, car le ventilateur a besoin d'énergie électrique.

Le dispositif et le fonctionnement de la chaudière de pyrolyse

Le four de la chaudière à pyrolyse est divisé en deux compartiments. Dans le premier, le bois de chauffage est brûlé et dans le second, un mélange de gaz de pyrolyse et d'air est brûlé secondaire. Sépare la première chambre de la deuxième grille, sur laquelle le combustible est déposé.

L'air est généralement forcé par un petit ventilateur. Bien que dans les petits modèles, un aspirateur de fumée soit parfois utilisé pour créer une traction.

Ce schéma montre le dispositif de la chaudière à pyrolyse de combustion inférieure. Le bois de chauffage brûle lentement avec une petite quantité d'oxygène et émet des gaz combustibles (+)

La présence de ventilation forcée peut être considérée comme la principale différence entre la chaudière à pyrolyse et le modèle classique à combustible solide. Le boîtier de l'appareil se compose de deux parties insérées l'une dans l'autre. L'espace entre les murs est rempli d'un liquide de refroidissement, dont le rôle est traditionnellement joué par l'eau.

Tout d'abord, le combustible est chargé dans le premier compartiment du four de la chaudière de pyrolyse, puis le ventilateur est allumé et le combustible est mis à feu. Les gaz combustibles résultants sont transférés dans le deuxième compartiment, mélangés à l'air et brûlés.

La température de combustion peut atteindre 1200 ° C. L'eau de l'échangeur de chaleur extérieur est chauffée et circule dans le système de chauffage domestique. Les résidus de produits de combustion sont éliminés par la cheminée.

On peut reprocher à un prix relativement élevé des appareils utilisant le principe de pyrolyse de la combustion. Une chaudière à combustible solide conventionnelle coûte beaucoup moins cher. Mais dans les chaudières à long feu, le bois de chauffage brûle presque complètement, ce qui ne peut pas être dit de la chaudière classique.

Le bois de chauffage pour la chaudière à pyrolyse a certaines exigences de taille et d'humidité. Des informations détaillées peuvent être trouvées dans les instructions du fabricant.

Lors du choix d'une chaudière à pyrolyse, il ne faut pas oublier que les modèles bon marché à faible puissance sont généralement conçus uniquement pour le bois de chauffage. Des modifications coûteuses sont capables de travailler sur différents types de carburant.

De plus, il sera nécessaire de charger le carburant au maximum dans l'appareil, la réduction de la charge entraîne une formation accrue de cendres et de suie et affecte également négativement le fonctionnement de l'unité dans son ensemble.

Chaudières à combustion supérieure

L'une des options d'un appareil de pyrolyse est une chaudière à combustion supérieure. Le principe de fonctionnement de ces deux unités est très similaire.

De la même manière, une grande quantité de combustible solide de faible humidité est chargée dans le four, l'air est forcé et le combustible brûle avec une quantité réduite d'oxygène. Une vanne qui contrôle le débit d'oxygène est mise en place.

Schéma du dispositif de la chaudière à combustion supérieure. Le four d'une telle chaudière a un fond mort, les particules de produits de combustion sont évacuées par la cheminée (+)

Mais les chaudières à combustion longue n'ont ni cendrier ni grille. Le fond est une plaque métallique vierge. Ces chaudières sont conçues pour que le bois brûle complètement et que la petite quantité de cendres restant dans le four soit soufflée par l'air.

De tels dispositifs se caractérisent par un rendement élevé et fonctionnent également à des températures supérieures à 1000 ° C.

La principale caractéristique de ces appareils est qu'ils offrent vraiment une longue durée de vie à pleine charge. La chambre à carburant de ces appareils se présente généralement sous la forme d'un cylindre.

Le carburant y est chargé par le haut, par le haut, au centre, l'air nécessaire à la combustion est pompé.

Dans les chaudières à combustion supérieure, un dispositif d'injection d'air est un élément mobile qui descend lorsque le bois brûle

Ainsi, une lente combustion lente de la couche supérieure de carburant. Le combustible s'éteint progressivement, son niveau dans le four diminue. Dans le même temps, la position du dispositif d'alimentation en air du four change, cet élément est mobile dans de tels modèles et il repose pratiquement sur la couche supérieure de bois de chauffage.

La deuxième étape de combustion s'effectue dans la partie supérieure du four, qui est séparée du compartiment inférieur par un disque métallique épais. Les gaz de pyrolyse chauds résultant de la combustion du combustible en dessous se dilatent et montent.

Ici, ils se mélangent à l'air et brûlent, transférant en outre à l'échangeur de chaleur une partie solide de l'énergie thermique.

La poutre qui maintient le disque, qui divise la chambre de combustion en deux parties, comme ce disque lui-même, est constamment exposée à des températures élevées pendant le fonctionnement de la chaudière à combustion supérieure. Au fil du temps, ces éléments s'éteignent, ils devront être remplacés périodiquement.

A la sortie de la deuxième partie de la chambre à carburant, un régulateur de tirage est généralement installé. Il s'agit d'un appareil automatique qui détermine la température du liquide de refroidissement et, en fonction des données reçues, régule l'intensité du mouvement du gaz combustible. Il protège l'appareil d'une éventuelle surchauffe.

Il convient de noter que l'échangeur de chaleur externe de ces chaudières réagit aux changements du débit de circulation du fluide dans l'échangeur de chaleur, c'est-à-dire les fluctuations de température. Une couche de condensat se forme immédiatement à la surface de l'appareil, ce qui provoque de la corrosion, en particulier pour les chaudières en acier.

Il est préférable de prendre un appareil en fonte, qui résiste beaucoup mieux à un tel impact.

Bien que le combustible des chaudières à pyrolyse à longue durée de vie doive brûler sans résidus, en pratique, cela ne se produit pas toujours. Parfois, les cendres sont frittées, formant des particules difficiles à éliminer à l'aide d'un flux d'air.

Si un grand nombre de ces résidus s'accumulent dans le four, une diminution notable de la production de chaleur de l'unité peut être observée. Par conséquent, la chaudière à combustion supérieure doit être nettoyée périodiquement.

Une caractéristique des dispositifs de ce type est que, lorsque le carburant brûle, il peut être chargé sans attendre que le signet de carburant entier brûle. C'est pratique lorsque vous devez vous débarrasser des déchets ménagers combustibles.

Il existe également des variétés de chaudières à combustion supérieure qui fonctionnent non seulement avec du bois de chauffage, mais aussi avec du charbon. Il n'y a pas d'unités de contrôle automatique complexes dans les chaudières à pyrolyse de ce type, donc les pannes graves sont extrêmement rares.

La conception de la chaudière à combustion supérieure ne permet de charger le four que partiellement si nécessaire. Cependant, dans ce cas, le tir de la couche supérieure de carburant peut ne pas être facile. Le combustible lui-même doit être séché, le bois de chauffage des bûches ouvertes ne convient pas à une telle chaudière.

Le carburant de grandes fractions ne doit pas non plus être utilisé pour ce type d'équipement, c'est-à-dire le bois de chauffage devra être coupé en petits morceaux.

Caractéristiques de fonctionnement des chaudières à gaz

L'efficacité de la chaudière de pyrolyse dépend du type et de la qualité du combustible. Techniquement, vous pouvez charger dans le four non seulement du bois, mais aussi du charbon et même de la tourbe, la plupart des modèles de chaudières modernes sont conçus pour utiliser plusieurs types de combustibles.

Le bois brûle en 5 à 6 heures environ, selon la variété. Plus l'arbre est ferme, plus il brûle longtemps.

Les modèles modernes de chaudières à pyrolyse peuvent fonctionner sur différents types de combustibles ligneux: bois de chauffage, briquettes, granulés, charbon, tourbe, etc.

Une dizaine d'heures seront consacrées à la combustion du charbon noir, et la même quantité de charbon brun brûlera en huit heures. En pratique, la technique de pyrolyse démontre le transfert de chaleur le plus élevé lorsqu'elle est chargée avec un arbre sec. Le bois de chauffage dont la teneur en humidité ne dépasse pas 20% et d'une longueur d'environ 45 à 65 cm est considéré comme optimal.

S'il n'y a pas accès à ce combustible, du charbon ou d'autres combustibles fossiles peuvent être utilisés: spécial briquettes de sciure et granulés de bois, déchets de transformation du bois, tourbe, matières à pâte, etc.

Avant de démarrer la chaudière, étudiez attentivement les recommandations du fabricant de l'appareil concernant le combustible.

Dans les chaudières à pyrolyse, la prise d'air est régulée par des vannes mécaniques conventionnelles. Le manque d'électronique sophistiquée offre une tolérance élevée aux pannes

Un carburant trop humide dans de tels appareils est inacceptable. Lorsqu'il est brûlé, de la vapeur d'eau supplémentaire se forme dans la chambre de combustion, ce qui contribue à la formation de sous-produits tels que le goudron et la suie.

Les parois de la chaudière se salissent, le transfert de chaleur diminue, avec le temps, la chaudière peut même cesser de fonctionner et s'éteindre.

Si vous utilisez du bois de chauffage avec une humidité trop élevée pour une chaudière à pyrolyse, des conditions se produiront à l'intérieur de l'appareil pour la formation de goudron, ce qui dégradera le transfert de chaleur de l'appareil et peut conduire à des pannes

Si du combustible sec est mis dans le four et que la chaudière est correctement installée, le gaz de pyrolyse obtenu à la suite du fonctionnement de l'appareil produira une flamme jaune-blanche. Cette combustion s'accompagne d'une émission négligeable de sous-produits de la combustion de carburant.

Si la couleur de la flamme est peinte différemment, il est logique de vérifier la qualité du carburant, ainsi que les paramètres de l'appareil.

Les gaz de pyrolyse mélangés à l'air brûlent avec une flamme jaune-blanc stable. Si la couleur de la flamme a changé, vous devrez peut-être vérifier les réglages de la chaudière ou la qualité du combustible

Contrairement aux appareils à combustible solide conventionnels, avant de charger du bois de chauffage dans des chaudières à pyrolyse fonctionnant au combustible solide, le four doit être chauffé.

Pour ce faire, procédez comme suit:

1. De petits bois d'allumage secs (papier, copeaux de bois, etc.) sont chargés au fond du four
2. Mettez-y le feu avec une torche en matériaux similaires.
3. Fermez la porte de la chambre de combustion.
4. La porte de la chambre de chargement est légèrement entrouverte.
5. Ajoutez des portions de bois d'allumage pendant qu'il brûle.
6. Le processus est répété jusqu'à ce qu'une couche de charbon qui couve se forme au fond.

À ce stade, le four chauffe déjà jusqu'à environ 500-800 ° C, créant des conditions pour le chargement du combustible principal. N'utilisez pas d'essence, de kérosène ou d'autres substances liquides similaires pour allumer le petit bois. Avant de chauffer la fournaise d'une chaudière à combustion longue, assurez-vous que l'appareil est prêt à fonctionner.

Une caractéristique des chaudières à pyrolyse est une petite quantité de cendres et de cendres, ce qui facilite le processus de nettoyage de l'appareil et son entretien

Pour ce faire, vérifiez la traction, l'étanchéité des portes, le bon fonctionnement des mécanismes de verrouillage et de réglage des équipements, la présence de liquide de refroidissement dans le système de chauffage etc.

Allumez ensuite le thermostat pour vous assurer que l'appareil reçoit une tension. Après cela, la porte à tirage direct est ouverte et la chaudière est ventilée pendant 5 à 10 minutes.

Parcourir les modèles populaires

Il faut comprendre que toute chaudière à pyrolyse est une unité assez lourde, qui n'est pas destinée à être accrochée à un mur. De tels appareils peuvent être utilisés à la fois pour chauffer une petite maison et pour des chalets spacieux. Comme les autres unités de chauffage, chaudières à combustion longue varient en puissance.

Lors du choix d'une chaudière à pyrolyse, il convient de se laisser guider par des indicateurs tels que la puissance thermique de l'appareil, la taille de la chambre de chargement, la présence d'un deuxième circuit, etc.

Cet indicateur est généralement orienté par les acheteurs.

Parmi les modèles populaires de cette technique, il convient de mentionner:

• Atmos (Ukraine) - représentée par des appareils pouvant fonctionner au bois et au charbon, la puissance varie de 14 à 75 kilowatts.
• Attaque (Slovaquie) - capable de faire face au chauffage des locaux jusqu'à 950 mètres carrés. m, certains modèles peuvent continuer à fonctionner même en cas de panne de courant.
• Bosch (Allemagne) - produits de haute qualité d'une marque bien connue, la puissance varie entre 21 et 38 kilowatts.
• Buderus (Allemagne) représentée par des dirigeants Elektromet et Logano, la première est bien connue en Europe comme une version classique de la chaudière à pyrolyse, la seconde est des versions plus modernes conçues pour les maisons privées.
• Gefest (Ukraine) - appareils haute puissance avec une efficacité jusqu'à 95%.
• KT-2E (Russie) est spécialement conçu pour les grands locaux résidentiels, la capacité unitaire est de 95 kilowatts.
• Opop (République tchèque) - chaudières relativement peu coûteuses, fiables et durables, puissance de 25 à 45 kilowatts.
• Stropuva (produit en Lituanie ou en Ukraine) avec une capacité de sept kilowatts est tout à fait adapté à une petite maison, mais des appareils plus puissants sont également présentés dans la gamme de modèles.
• Viessmann (Allemagne) - un choix idéal pour les ménages privés, la puissance commence à partir de 12 kilowatts, l'utilisation de technologies modernes vous permet d'économiser du carburant.
• «Bourane» (Ukraine) d'une capacité allant jusqu'à 40 kilowatts est une autre option populaire pour les propriétaires de grands chalets.
• «Logique» (Pologne) des appareils à haute puissance de 20 kilowatts chauffent facilement des pièces jusqu'à 2 000 mètres carrés. m, c'est plutôt une chaudière pour les besoins industriels: ateliers de chauffage, bureaux, serres, etc.

Lors du choix d'une chaudière à pyrolyse pour une maison privée, vous devez faire attention aux modèles à deux circuits afin non seulement de chauffer l'habitation, mais également de lui fournir une alimentation en eau chaude autonome.

L'échangeur de chaleur pour l'eau chaude sanitaire peut être de type stockage ou débit. Pour cette dernière option, des modèles de chaudières à puissance thermique accrue sont utilisés.

Si vous voulez économiser de l'argent, vous pouvez essayer de faire de vos propres mains une chaudière à pyrolyse. La technologie de son assemblage est décrite dans cet article.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Cette vidéo illustre le principe de fonctionnement de la chaudière de pyrolyse:

Un aperçu détaillé du fonctionnement de la chaudière à combustion supérieure est disponible ici:

Les chaudières à pyrolyse ne sont pas bon marché, mais justifient pleinement les fonds investis dans leur achat. Avec une installation et un entretien appropriés, ces appareils fourniront à la maison une chaleur stable et peu coûteuse.

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