Caldaia a pirolisi

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In questo articolo: come si forma il gas del generatore nelle caldaie a pirolisi; come funziona e funziona la caldaia per pirolisi; le sue caratteristiche positive e negative; produttori, prezzi e criteri di selezione; installazione e funzionamento di caldaie a pirolisi

Caldaia a pirolisi

Un indicatore della completa combustione del combustibile nella fornace e, di conseguenza, della sua completa trasformazione in energia termica per il riscaldamento degli alloggi è … il fumo proveniente dal camino. Se questo fumo è visibile, come si suol dire, ad occhio nudo, i gas del forno fuoriescono attraverso il tubo, che potrebbero essere convertiti in energia. Oggi esiste un solo tipo di caldaie in grado di bruciare completamente il combustibile solido in esse contenuto, compresa la generazione e la combustione della sua fase gassosa, e queste sono caldaie a pirolisi..

Da dove viene la fase gassosa quando si brucia combustibile solido?

Per vedere la fase gassosa con i tuoi occhi, accendi un fiammifero regolare ed estinguilo dopo che la fiamma si è accesa. Hai notato il fumo bianco proveniente dall’incontro non appena si è spento? Questa è la fase gassosa che si verifica quando il legno è fortemente riscaldato. Il gas di pirolisi (generatore) è costituito da biossido, monossido di carbonio, metano e altri idrocarburi. A proposito, è sulla pirolisi del legno che si basa il lavoro dei fumatori e del fumo stesso.

Come funzionano le normali stufe domestiche, che sono tradizionalmente attrezzate in case private nelle aree rurali? Il primo rifornimento di carburante è a legna, riscalda la stufa alla temperatura richiesta, quindi viene posato il carbone. Dal camino, quando viene acceso il primo segnalibro, il fumo si riversa nei club, perché la temperatura del forno è troppo bassa per la combustione di alta qualità del combustibile, quindi l’intensità dell’emissione di fumo diminuisce (il carbone viene alimentato), ma non si verifica la combustione completa della fase gassosa del carbone e questi gas lasciano il forno nel camino, quindi nell’atmosfera.

Per ottenere e accendere la fase gassosa, è necessaria una temperatura da 450 a 1100 ° C; di conseguenza, viene generata energia termica aggiuntiva, che consente di aumentare l’efficienza della caldaia di riscaldamento. Ma non sarà sufficiente solo una temperatura elevata, sarà necessaria una fornitura forzata di porzioni di aria accuratamente calcolate (una piccola quantità non consentirà al combustibile di bruciare completamente, ma se c’è molta aria, semplicemente si riscalderà ed evaporerà nel tubo insieme al calore) e una camera di combustione a gas che non ha lunghezza meno di mezzo metro. L’erogazione d’aria regolabile in modalità manuale non è possibile, qui è necessaria un’automazione in grado di monitorare la temperatura all’interno della caldaia e, secondo questi dati, ridurre o aumentare la fornitura d’aria. In assenza di una camera di combustione, i gas di pirolisi si raffreddano, dopo aver passato solo 400 mm lungo le pareti fredde della caldaia, la loro combustione si fermerà e evaporeranno comunque nel tubo.

Caldaia a pirolisi – dispositivo e principio di funzionamento

Il suo design contiene due camere: quella superiore è progettata per stivare e bruciare combustibile solido, quella inferiore è utilizzata per bruciare gas del generatore. Il combustibile ligneo posto nella camera superiore viene ulteriormente essiccato nel processo di combustione e nella formazione della fase gassosa (il processo di pirolisi del legno è esotermico), nella stessa camera viene forzata l’aria forzata forzatamente dal ventilatore. Tra le camere superiore e inferiore della caldaia per pirolisi, c’è un ugello a griglia in ceramica in grado di resistere alle alte temperature – attraverso i fori al suo interno, i gas formati durante la pirolisi del legno in condizioni di mancanza di ossigeno penetrano nella camera inferiore. Le ceneri rimaste dopo la completa combustione del combustibile si accumulano anche nella camera inferiore della caldaia.

Caldaia a pirolisi
1 – carburante, 2 – aria primaria, 3 – aria secondaria, 4 – gas di scarico, 5, 6 – ingresso e uscita acqua
A – camera di gassificazione, griglia B, bruciatore post-combustione, condotto D – gas, aspiratore di fumo E

La fornitura di aria forzata con regolazione del suo volume è prodotta da una ventola che fornisce aria attraverso il condotto dell’aria situato nella camera superiore della caldaia di pirolisi o con l’aiuto di una ventola di scarico del fumo installata all’interno del tubo di scarico.

La caldaia a pirolisi funziona così: il combustibile (legna) viene messo nella camera superiore, acceso, la porta della camera si chiude e il ventilatore della caldaia si accende. Non appena la temperatura all’interno della camera superiore supera i 250 ° C, il legno inizia a carbonizzarsi, rilasciando gas del generatore che fluisce attraverso l’ugello nella camera inferiore. Qui, l’aria secondaria viene aggiunta ai gas ottenuti a seguito della pirolisi mediante pressurizzazione e bruciano, riportando parte del calore al livello inferiore del riempimento di carburante. Aria secondaria – flusso d’aria che si piega attorno al combustibile nella camera superiore ai lati o entra attraverso speciali fessure nella porta della camera inferiore della caldaia per pirolisi.

L’assunzione di calore dalla caldaia a pirolisi e il suo trasferimento al liquido di raffreddamento (acqua o aria) viene effettuato attraverso il contatto della tubazione con il liquido di raffreddamento all’interno con il fondo della camera inferiore della caldaia.

Con un carico completo della camera del combustibile (superiore), la caldaia a pirolisi genera calore da 6 a 12 ore, a seconda della qualità del combustibile e delle esigenze di calore.

Se dividiamo i processi che si svolgono nella caldaia per pirolisi in più fasi, si verifica quanto segue:

  1. Temperatura 450 ° С – il combustibile a legna viene essiccato e degassato;
  2. Temperatura 560 ° С – il gas generatore collegato all’aria secondaria viene incenerito;
  3. Temperatura 1100 ° С – i resti del gas di pirolisi vengono bruciati, il calore viene restituito allo strato inferiore di combustibile nella camera superiore;
  4. Temperatura 160 ° С – scarico di prodotti di postcombustione nel camino.

Pro e contro delle caldaie a pirolisi

Innanzitutto, solo le caldaie a pirolisi sono in grado di bruciare gas del generatore, ad es. capacità simili ai gas di pirolisi post-combustione pubblicizzati dai produttori di caldaie a convezione di tipo Buleryan non corrispondono alla realtà.

Pro e contro delle caldaie a pirolisi

Caratteristiche positive:

  • alta efficienza, raggiunta da due fasi di combustione del combustibile, alta efficienza – fino al 90%;
  • la generazione di calore da una scheda del combustibile dura circa 12 ore (una stufa a legna convenzionale funziona su una scheda per non più di 4 ore);
  • scarso scarto a causa della combustione quasi completa di combustibile di legno, raramente è necessaria la pulizia del cassetto cenere nella camera inferiore e dei canali del camino;
  • il processo di combustione consente l’automazione, è facilmente regolabile e controllabile;
  • si integra in quasi tutti i sistemi di riscaldamento senza richiedere grandi cambiamenti;
  • è consentita la posa di tronchi non tritati;
  • rispetto dell’ambiente ottenuto bruciando sostanze più dannose nella camera inferiore, a causa delle quali non vengono emesse nell’atmosfera.

Caratteristiche negative:

  • la necessità di elettricità necessaria per il funzionamento del ventilatore (aspiratore di fumo);
  • costo elevato, rispetto alle caldaie di riscaldamento convenzionali – circa 2 volte;
  • la necessità di un basso contenuto di umidità del carburante, ad es. la legna da ardere deve essere secca, con un contenuto di umidità non superiore al 20%;
  • richiede un carico elevato durante il funzionamento, quando scende al di sotto del 50%, la stabilità della combustione è disturbata, il catrame si accumula nel canale del fumo.

Prezzo e produttori, criteri per la scelta di una caldaia per pirolisi

Le caldaie a pirolisi delle società ceche “Dakon”, “OPOP” e “Atmos”, lo sloveno “Attack”, il tedesco “Viessmann”, l’austriaco “Wirbel” vengono presentate sul mercato russo. Il costo di una caldaia a pirolisi con una capacità di 20 kW sarà in media 45.000 rubli.

Pro e contro delle caldaie a pirolisi

Quando si sceglie una caldaia di questo tipo, è meglio fermarsi ai produttori europei, perché Le caldaie per pirolisi domestica hanno spesso caratteristiche di bassa qualità. Guarda da vicino la caldaia, in particolare l’involucro della camera inferiore e l’ugello: la caldaia durerà più a lungo se gli elementi citati sono realizzati in ceramica che può resistere a temperature elevate. Accertarsi che ci siano due camere di combustione nella caldaia e che sia presente un’alimentazione d’aria regolabile per entrambe le camere. Il canale in cui circola il refrigerante dovrebbe essere in contatto solo con la camera inferiore della caldaia per pirolisi e il canale del camino, altrimenti le alte temperature richieste per la pirolisi e il post-combustione dei gas nelle camere del forno non si formeranno – il refrigerante toglierà attivamente il calore.

La garanzia del produttore per il funzionamento della caldaia a pirolisi deve essere superiore a un anno, per possibile esaurimento delle pareti della camera – almeno 10 anni.

Prestare attenzione alle garanzie per l’automazione della caldaia e l’ugello: il loro costo in caso di riparazione può arrivare fino al 50% del costo della caldaia stessa.

Quando si seleziona la potenza della caldaia, si dovrebbe procedere dall’area da riscaldare. La scelta di una caldaia a pirolisi a bassa potenza o eccessivamente potente porterà al suo prematuro fallimento: nel primo caso, a causa di carichi estremi; nel secondo – a causa dell’accumulo di condensa nel canale del camino.

Valutare meticolosamente l’aspetto della caldaia, ispezionare le saldature, scoprire lo spessore e il grado di metallo utilizzato nella sua costruzione. Le pareti interne della caldaia devono essere realizzate in acciaio per caldaie altamente legato con uno spessore di 4 mm o più – se il venditore ha chiamato l’acciaio da cui le camere della caldaia per pirolisi sono formate “strutturali”, quindi si rifiuta di acquistare e lasciare questo sbocco (l’acciaio strutturale non resisterà alle alte temperature nei forni caldaia e si brucia in due o tre anni).

Il design della caldaia per pirolisi descritto in questo articolo è stato testato da utenti europei e domestici ed è il più efficace – modelli improvvisati di alcuni produttori domestici ed europei, il cui design differisce da quello “classico”, molto spesso non hanno la capacità di generare o bruciare gas di pirolisi.

Come installare e utilizzare una caldaia per pirolisi

Queste caldaie devono essere collocate al di fuori delle aree residenziali. Secondo gli standard di sicurezza antincendio, la base per la caldaia a pirolisi deve essere in mattoni o pietra, l’area del pavimento davanti alle camere del forno deve essere coperta con una lamiera di spessore 1,5-2 mm. La distanza minima tra pareti o oggetti nel locale caldaia e nel tamburo della caldaia è di 200 mm. I produttori di caldaie a pirolisi raccomandano di isolare il camino con lana minerale in alluminio: il raffreddamento dei gas di combustione provoca l’accumulo di condensa e catrame.

Come installare e utilizzare una caldaia per pirolisi

Le caldaie a pirolisi, tuttavia, come qualsiasi altra caldaia per riscaldamento funzionante a combustibile, necessitano di una fornitura costante di aria fresca – un foro di ventilazione nel locale caldaia con una superficie minima di 100 cm2 assolutamente necessario.

Tenete d’occhio il contenuto di umidità dei tronchi di legno posizionati nella fornace superiore della caldaia – nel funzionamento delle caldaie a pirolisi questo è un fattore importante nel loro successo e lungo servizio.

Importante: i produttori vietano categoricamente la combustione di materiali sintetici nelle caldaie a pirolisi. i prodotti di combustione risultanti corrodono attivamente il corpo interno della caldaia, riducendone drasticamente la durata.

Durante il funzionamento, è necessario rimuovere la cenere dal fondo delle camere del forno (circa una volta alla settimana, la frequenza dipende dall’intensità di lavoro e dalla potenza di questa caldaia), assicurarsi che i fori nell’ugello situati tra le camere superiore e inferiore non siano ostruiti dalla cenere. Una volta al mese, è necessario pulire completamente le camere del forno, una volta alla settimana – le porte dei forni usando un raschietto.

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