Caldaie a pirolisi a combustione lunga con circuito idraulico: caratteristiche di funzionamento
PERla combustione a combustibile solido è un'alternativa ai dispositivi di riscaldamento a gas ed elettrici. Le caldaie a gas o pirolisi a combustione lunga con un circuito idraulico sono dispositivi che consentono di bruciare non solo combustibile solido, ma anche gas combustibili che vengono rilasciati durante questo processo. Questo principio di utilizzo dell'energia fa bene all'ambiente e fa risparmiare carburante. Ci sono anche degli svantaggi: condizioni operative difficili e prezzo elevato. Come determinare la media aurea e ottenere il massimo beneficio - nel materiale sottostante.
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Caldaie a gas
Le caldaie a gas o pirolisi a combustione lunga con un circuito idraulico sono caldaie che a loro volta generano gas combustibili dal combustibile che vi viene immesso. Il circuito idraulico fa contemporaneamente parte dell'impianto di riscaldamento e dell'impianto di sicurezza della caldaia.
Pirolisi come processo fisico-chimico
La combustione è un processo complesso che produce molta fuliggine e gas. Il 30% del volume totale delle sostanze emesse è anidride carbonica, il resto è monossido di carbonio, ossido di azoto, alcol metilico, furano, acido acetico, benzene, acetone e un'enorme quantità di altre sostanze volatili. Tutto tranne CO2, può essere ossidato, cioè bruciato di nuovo, mentre riceve un po 'più di energia termica.
La pirolisi è un processo a due fasi in cui la produzione di gas combustibili viene prima stimolata e poi bruciata. Per fare ciò, il combustibile solido viene incendiato e lasciato funzionare, quindi l'apporto di ossigeno viene ridotto, stimolando la combustione. La legna da ardere brucia a una temperatura di 200-800 gradi, i materiali di carbone e idrocarburi bruciano a temperature fino a 1300-1500 gradi. In questo caso, i gas vengono rilasciati attivamente, che in condizioni atmosferiche sono poco attivi o inerti.
Nella camera di combustione interna alla caldaia le temperature sono estremamente elevate, questi gas reagiscono con l'ossigeno fornito dall'esterno.All'inizio, l'aria atmosferica passa attraverso speciali condotti d'aria, si riscalda alle temperature sopra descritte e solo dopo viene miscelata con i gas combustibili. Ha luogo una postcombustione intensiva della miscela di gas. Esternamente, sembra che la combustione del gas naturale fornito ad alta pressione, si formi una potente torcia stabile. Il calore generato è dal 4 al 10% del calore totale prodotto dalla caldaia.
Come funziona la caldaia
La pirolisi a combustione lunga o le caldaie a gas con circuito idraulico sono una camera dotata di partizioni speciali e condotti d'aria. Lo speciale design del soffiatore consente di regolare la quantità di ossigeno erogata. Nella parte superiore della caldaia, dove avviene la postcombustione, sono presenti degli ugelli che suddividono il gas in piccoli flussi al fine di ridurre l'intensità della combustione. La griglia si trova più in alto del normale, è installata in modo che la distanza dal fondo non sia inferiore a ¼ dell'altezza totale della caldaia. Questo per garantire che ci sia spazio sufficiente per l'evacuazione dei gas.
L'aria fresca, necessaria per un'ulteriore ossidazione, viene fornita dal basso, attraversa un apposito condotto d'aria fino alla zona di combustione dei gas, pur essendo riscaldata alla temperatura di esercizio. Nella parte superiore della caldaia sono presenti speciali tubi con fori, che aiutano a distribuire uniformemente i gas.
L'intera circolazione all'interno della caldaia è assicurata da una turbina elettrica. Senza di esso, in condizioni di carenza di ossigeno, la combustione e l'ossidazione aggiuntiva sono impossibili. In caso di interruzione di corrente è necessario aprire il cancello per garantire un tiraggio naturale, mentre la caldaia continua a funzionare nella modalità di un impianto convenzionale a combustibile solido.
Video: caldaia a pirolisi: miti e realtà
Tipi di caldaie a gas
Il principio di funzionamento di tutte le caldaie a gas è lo stesso, tuttavia, ci sono diverse opzioni di progettazione:
- Una caldaia con una camicia d'acqua: il suo corpo è costituito da due strati di metallo, tra i quali scorre l'acqua.
- Le caldaie a serpentina sono dispositivi con un sistema di scambio termico inefficace; vengono prodotti dispositivi a bassa potenza.
- Caldaie volatili e non volatili. Il processo di pirolisi è possibile solo con circolazione forzata. Le caldaie non volatili che generano gas sono un mito; senza elettricità, questo dispositivo può funzionare solo in modalità normale. caldaia a combustibile solido.
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Vantaggi e svantaggi
Il principio della pirolisi, che è parzialmente implementato nelle caldaie domestiche a gas, viene utilizzato nell'industria per lo smaltimento di vari rifiuti. La combustione e l'ossidazione aggiuntiva ripetuta dei prodotti di decomposizione è un modo per ridurre la quantità di emissioni nocive nell'atmosfera. Dopo che combustibile e gas vengono bruciati in un generatore di gas o in una caldaia domestica, nell'atmosfera vengono rilasciati solo anidride carbonica e vapore acqueo.
I vantaggi ambientali di tali caldaie sono evidenti, ma in termini di efficienza e praticità sono seriamente inferiori, ad esempio, alle caldaie a combustione lunga. Non è facile accelerare la caldaia a parametri tali da rendere possibile la pirolisi. Ciò richiede una temperatura elevata e un po 'di tempo. Le caldaie a pirolisi a lungo termine con un circuito idraulico vengono arrestate nelle seguenti condizioni:
- abbassamento della temperatura dell'acqua di ritorno;
- interruzione di corrente;
- carburante di qualità inadeguata.
Il processo di pirolisi deve essere interrotto immediatamente non appena la circolazione pompa nell'impianto di riscaldamento... Senza raffreddamento, la caldaia esploderà semplicemente.Per interrompere il processo, è necessario aprire il cancello, fornendo un tiraggio naturale e la rimozione dei gas combustibili. Il ventilatore dovrebbe essere aperto al minimo. Dopo che la temperatura è scesa, la caldaia deve essere spenta. Se la volumetria dell'impianto di riscaldamento non è grande ed è possibile la circolazione naturale, la caldaia può continuare a funzionare al 50% del carico a cancello aperto.
Condizioni d'uso
Le caldaie a pirolisi sono in grado di funzionare entro un intervallo di temperatura rigorosamente definito. Il sistema di questo dispositivo è chiuso, quindi deve essere regolato con precisione. Ovviamente non è possibile monitorare costantemente la qualità del combustibile, il suo contenuto di umidità e misurare la massa della legna da ardere al momento del carico. C'è sempre il pericolo di surriscaldamento o, al contrario, temperatura insufficiente.
Il primo problema può essere eliminato con un circuito idraulico. Il corpo caldaia funge da scambiatore di calore: le sue pareti sono doppie, l'acqua circola tra di loro. A volte una serpentina aggiuntiva viene aggiunta a una delle pareti della caldaia, che funge da sistema di raffreddamento di emergenza e allo stesso tempo da circuito sanitario.
Se la temperatura è inferiore alla temperatura di esercizio, il processo di pirolisi si interrompe o non si avvia affatto. Allo stesso tempo, la caldaia funziona nella modalità di un dispositivo a combustibile solido convenzionale. Per questo motivo, la temperatura di ritorno deve essere di almeno 60 gradi Celsius ea 40 gradi la pirolisi si arresta in tutti i tipi di caldaie. Per questo motivo, nell'impianto di riscaldamento è installato un ponticello aggiuntivo: un bypass, che funge da piccolo circuito e consente alla caldaia di entrare in modalità pirolisi.
È necessario installare sensori di temperatura per controllare il processo, ma sarà necessario aprire e chiudere manualmente le valvole di bypass. Le caldaie a pirolisi sono generalmente caldaie manuali. Secondo il passaporto del dispositivo, è possibile utilizzare legna da ardere, bricchetti e pellet. Nella vita reale, i combustibili ad alta intensità energetica come il carbone vengono aggiunti alla legna da ardere. Esiste una pratica di bruciare i rifiuti domestici, ma contiene gomma e altri polimeri, che è irto di spiacevoli conseguenze.
Importante! È vietato bruciare carbone, gomma e altri combustibili ad alta intensità energetica in caldaie di bassa e media potenza (fino a 40 kW)! Le piccole dimensioni della camera, la potenza della ventola insufficiente e un piccolo volume del liquido di raffreddamento porteranno al surriscaldamento e alla distruzione della caldaia, che è accompagnata da un'esplosione e un incendio! Nelle caldaie ad alta potenza, le proporzioni devono essere rigorosamente osservate: il carburante ad alta intensità energetica non deve superare il 20% del carico totale.
Quando le caldaie a pirolisi sono efficaci
I vantaggi delle caldaie a pirolisi a combustione lunga con circuito idraulico sono la compatibilità ambientale. L'efficienza dichiarata dai produttori è solo del 4 - 10% superiore rispetto alle prestazioni di una caldaia a combustibile solido convenzionale. Ovviamente la scelta dovrebbe essere basata sulla considerazione delle caratteristiche individuali dell'impianto di riscaldamento e delle preferenze dei proprietari.
Video: il principio di funzionamento della caldaia a pirolisi DG "Trayan"