Princip činnosti pyrolýzního kotle – Telemetrie

Dostupná cena zemního plynu a rozšiřování sítí plynovodů udělaly z kotlů na toto palivo jedny z nejprodávanějších. Navzdory všem výhodám takové zařízení nemůže poskytnout úplnou autonomii domu. Energetické společnosti mohou přerušit dodávky plynu a někdy dochází k nehodám na potrubí. V nových chatových osadách se modré palivo neobjeví okamžitě a v malých vesnicích, kde se obyvatelé měst, unavení megacity, stále více stěhují, sní o plynovodech. Z těchto důvodů byste neměli odepisovat kotle na tuhá paliva, zejména inovativní modely.

Ve středověku bylo zaznamenáno, že nejvyšší teplota se neuvolňuje při spalování dřeva, ale při spalování uhlí. Objevila se profese uhlířů, kteří v jámách bez přístupu vzduchu získávali dřevěné uhlí, kterým se později topilo v kovárnách a domech. Podobný proces se v naší době nazýval pyrolýza a kotle využívající k ohřevu vody principy středověkých hořáků na dřevěné uhlí se začaly nazývat pyrolýza.

<strong>Základní principy práce</strong>

Topné zařízení tohoto typu se skládá ze dvou komor, první je nakládací komora, do ní se vkládá a zapaluje suché palivové dříví. Po pohlcení celého objemu paliva plameny se kotel vrátí do normálního provozu. Přívod vzduchu v komoře je omezen, v důsledku čehož shoří pouze část dřeva a uvolňuje se pyrolýzní (palivový) plyn. Výsledný plyn je čerpán do druhé komory, nazývané přídavné spalování. Vzduch je zde čerpán pomocí čerpadel v prostředí bohatém na kyslík, spaluje se topný plyn, přičemž se uvolňuje velké množství tepla. Proces je velmi podobný spalování zemního plynu, což činí dálkové ovládání topení co nejjednodušší. V důsledku spalování paliva a pyrolýzního plynu se uvolňuje velké množství tepla a Účinnost zařízení může dosáhnout 70-100%.

<strong>Výhody pyrolýzního kotle</strong>

Topné zařízení tohoto typu má vysoká cena, náročné na vlhkost paliva a je nestálý. To vše je kompenzováno následujícím výhody pyrolýzních kotlů:

• Úplné spalování paliva s minimálním množstvím popela;
• Možnost použití neštípaného palivového dřeva;
• Nastavitelný proces spalování;
• Vysoká úroveň automatizace;
• Doba hoření je 8-12 hodin.

Obsazeno gsm teploměr Kotel tohoto typu vám umožní ovládat teplotu v domě pomocí chytrého telefonu.

Kotle na pyrolýzu mohou využívat principu dlouhého spalování a mají vodní okruh. Zvyšuje se účinnost takového inovativního zařízení a zjednodušuje se údržba. Na rozdíl od kotlů s přímým spalováním na tuhá paliva úspora palivového dřeva zvýší 2-3krát. Řízení hořícího topného plynu zajišťuje rovnoměrný ohřev chladicí kapaliny.

Pyrolýzní kotle lze použít ve výrobě i v soukromých domech. Protože palivo musí být dostatečně suché (vlhkost ne více než 20%), pak jsou nejideálnější podmínky pro použití tohoto zařízení v truhlářských dílnách a prodejnách nábytku. Kotle mohou spalovat odpad z této výroby, který svými parametry plně odpovídá požadavkům použité technologie.

V soukromém sektoru je lepší používat pyrolýzní kotle na pelety. Tento typ paliva, vyrobený z odpadu z nábytku, truhlářství a zpracování dřeva, se vyznačuje dostupnou cenou a účinností.

Pelety jsou vhodné na skladování a jejich kompaktnost umožňuje instalaci kotlů s malými spalovacími komorami. Takové zařízení je malých rozměrů a klade menší nároky na organizaci kotelny v domě. Pokud je možné zorganizovat dodatečné sušení palivového dřeva, pak jsou omezení při výběru pyrolýzního kotle zcela odstraněna a můžete si zakoupit jakýkoli model, který se vám líbí.

O pyrolýzních kotlích existuje mnoho mýtů. Zpočátku je to způsobeno tím, že se v poslední době objevilo velké množství „kulibinů“, kteří produkt své „garážové kreativity“ vydávali za pyrolýzní kotel, aniž by absolutně chápali podstatu pyrolýzního procesu.
Tvůrci mýtů ve svých opusech zpravidla uvažují přesně o takových jednotkách a vyvozují závěry o všech pyrolýzních kotlích obecně. V logice se tomu říká samplovací chyba – tedy chyba, při které je na základě nesprávného vzorku vyvozen závěr o celé množině.
Zda se tak děje záměrně nebo z důvodu nízké kvalifikace autora – odpověď na tuto otázku ponecháme mimo závorku. Zde je pro nás důležitější oddělit mouchy od řízků a ukázat čtenáři nekonzistentnost argumentů a nelogičnost závěrů takových „odborníků“.

Mýtus 1. Pyrolýzní kotel bez dmychadla je naprostý nesmysl, jelikož v tomto kotli vzduch proudí shora dolů, sám tudy nepůjde, je nutný ventilátor.

1 skutečnost. Bezventilátorové verze pyrolýzních kotlů existují, ale jsou omezeny na 25 kW. Jsou náročnější na tah, tedy na výšku a provedení komína, ventilátorové kotle nemají omezení výkonu a jsou účinnější.

Mýtus 2. Pyrolýza je rozklad látky v nepřítomnosti nebo nedostatku kyslíku. A když se v pyrolýzním kotli pročišťuje vzduch, tak k jaké pyrolýze dochází, když nejenže není nedostatek kyslíku, ale do spalovací komory je také vháněn vzduch.

2 skutečnost. Skutečný pyrolýzní kotel se skládá ze dvou komor: nakládací (pyrolýzní) komora je nahoře a spalovací komora na plyn je dole. Do nakládací komory je přiváděno podstatně méně vzduchu, než je potřeba pro úplné spálení, ale dost pro pyrolýzu. Vzduch je vháněn do spodní komory, kde hoří pyrolýzní plyn.

Mýtus 3. Proces pyrolýzy (uvolňování těkavých látek ze dřeva) je přítomen nejen v pyrolýzním kotli, ale obecně všude tam, kde se spaluje dřevo.

3 skutečnost. Masivní dřevo nehoří v doslovném slova smyslu, plynné látky, které se při teplotách nad 250°C uvolňují ze zahřátého „aktivního“ povrchu polena, se vznítí. Při této teplotě může hořet pouze část plynných chemických sloučenin (reagovat s kyslíkem ve vzduchu), zbývající nespálená část se změní na saze. Tato část může být až 50 % suché hmoty palivového dřeva. V pyrolýzním kotli při 700-800°C se dřevo přemění na směs hořlavých plynů a poté zcela shoří a nezanechají žádné nespálené částice.

Mýtus 4. Palivo v pyrolýzních kotlích nespaluje efektivněji než v klasických. A to, že na dně topeniště nevidíte popel, neznamená, že se tam „prakticky netvoří“ (jak tvrdí prodejci pyrolýzních kotlů), ale že popel odlétá spolu s proudem vzduchu do komín.

4 skutečnost. V pyrolýzních kotlích totiž palivo hoří efektivněji než v klasických. Popel je nehořlavá minerální sloučenina obsažená v palivu (do 1 %). Právě oni zůstávají na dně pece v pyrolýzních kotlích. U běžných kotlů se do popela přidává nespálený uhlík (saze), který v pyrolýzních kotlích při vysokých teplotách zcela vyhoří.

Mýtus 5. Pyrolýzní kotle využívající mokré dřevo nebudou vůbec fungovat.

5 skutečnost. Budou, ale se ztrátou až 50 % výkonu, tedy budou fungovat jako běžné kotle. Běžný kotel na surové dřevo však produkuje méně tepla.

Mýtus 6. Výrobce tvrdí, že pyrolýzní kotle mohou spalovat dřevo až do 75% vlhkosti. Ale přenos tepla surového palivového dřeva je 2krát nižší – energie se spotřebuje na odpařování vody, v důsledku toho nedoutná.

6 skutečnost. Tento mýtus by mohl být zcela ignorován, protože nemá nic společného s pyrolýzními kotli. Považovali jsme ale za svou povinnost poznamenat: pokud výrobce tvrdí, že v jeho pyrolýzním kotli lze spalovat dřevo s vlhkostí až 75 %, pak tento kotel buď není pyrolýzní, nebo tento výrobce není slušný.

Mýtus 7. K nadspotřebě palivového dřeva často dochází mimo sezónu, kdy stačí v chladné noci v kotli trochu zapálit. Tím vlastně zcela odpadá vysoká účinnost pyrolýzních kotlů.

7 skutečnost. Z tohoto důvodu dobrý výrobce kotlů, např. ATMOS, doporučuje instalovat ve spojení s kotlem i zásobník tepla. Pak se přebytečné teplo uloží do termosky a ve správný čas se spotřebuje. A kotel bude pracovat krátkou dobu na maximální výkon. A účinnost se nesníží a koroze nebude hrozit.

Mýtus 8. Porucha, nesprávná obsluha nebo nenakonfigurovaná automatizace pyrolýzního kotle ohrožuje masivní uvolňování CO, protože oxid uhelnatý zcela neshoří.

8 skutečnost. Ne více než u klasického kotle na tuhá paliva. Kromě toho je pyrolýzní kotel také hermeticky uzavřen.

Mýtus 9. Klasický kotel může plnit i funkce pyrolýzního kotle – mechanický řetízek termostatu ovládá vzduchovou klapku, kotel přechází na doutnání s přívodem sekundárního vzduchu.

9 skutečnost. Nemůže. Žádná vysoká teplota – žádná pyrolýza.

Mýtus 10. Úspora pyrolýzního kotle je tak malá, že nemá smysl je přeplácet.
Pokud například během 7 měsíců (sezóny) spotřebujete palivové dříví v hodnotě 20 000 rublů. na pyrolýze ušetříme asi 1 rublů. Navíc 800 W ventilátor po dobu 80 měsíců za cenu 7 rublů. na 5 kW elektřiny spotřebuje více než 1 1500 rublů. Celková úspora ne více než 200 rublů ročně.

10 skutečnost. Spotřeba palivového dřeva pro dům o ploše 100 m2 (kotel 12-15 kW) je cca 11-13 m3 za sezónu. Úspora při použití pyrolýzního kotle bude 2-3 m3. Ne tak moc. Ale! Pokud si vezmete dům o rozloze 200-300 m2 (40 kW kotel), pak je to již 8 m3 nebo 12 000 rublů.
Pokud vezmeme průměrné náklady na 40 kW pyrolýzní kotel – 200 000 rublů a klasický – 80 000 rublů, pak jsou úspory 12 000 rublů. za sezónu nám dá asi 10 let návratnosti (ve skutečnosti méně, vezmeme-li v úvahu každoroční růst cen pohonných hmot). A dobré pyrolýzní kotle „žijí“ 20–40 let.
Pokud zvýšíme výkon kotle, budou úspory ještě výraznější, protože při několikanásobném zvýšení výkonu kotle se několikrát zvýší i spotřeba paliva a cena kotle se zvýší nejvýše 1,5-2krát.
Zapomínat bychom neměli ani na úsporu skladových prostor úměrně úsporám paliva.

Závěr lze vyvodit takto: pyrolýzní kotle poskytují výrazné úspory při vysokých výkonech. U malých domů, pokud z rovnice vypustíte pohodlí a snadnou údržbu a zaměříte se pouze na čísla, úspora se nezdá tak výrazná.

Nyní k ventilátoru. Odtahový ventilátor (pro kotle nízkého a středního výkonu) má výkon 50W. Průměrný počet plnohodnotných topenišť za den je 1 (s přihlédnutím k mimosezóně), průměrná doba trvání je 8 hodin, ventilátor běží periodicky, maximálně 5-6 hodin. Za 7 měsíců bude ventilátor pracovat 1260 hodin. Při zatížení 50 W a ceně 5 rublů. za 1 kW*hodinu získáme 315 rublů za topnou sezónu.

Mýtus 11. C+2H₂+ 2O₂=CO₂+ 2H₂O – takto vypadá spalovací reakce. V důsledku toho se tvoří oxid uhličitý a voda. Když ke spalování nedojde úplně, nevzniká oxid uhličitý, ale oxid uhelnatý, CO a čistý uhlík C ve formě sazí. Množství tepla při takovém rozkladu bude mnohem nižší než při běžném spalování. A v kotli a komíně se budou hromadit saze.

11 skutečnost. Ve skutečnosti produkty pyrolýzy vypadají takto: N₂ — 28 %, CH₄ – 25 %, CO – 33 %, CO₂ – 9 %, N₂ — 2,1 %, O₂ – 1,6% a další 2-3% – uhlík a další hořlavé sloučeniny. Volný C (uhlík) by byly saze, pokud by se nespaloval za pomoci sekundárního vzduchu. Ze jmenovaných součástí pouze N₂ a CO₂ nepoužitelné jako zdroje energie, zbytek bude reagovat s kyslíkem a vytvoří CO₂ a H₂O.

Mýtus 12. Vysoká teplota spalování v pyrolýzním kotli není pozorována po celé ploše, ale v jediném bodě – kde vzduch z trysky vstupuje do komory. V ostatních částech kotle je nižší než u klasického kotle a je nerovnoměrný. To způsobuje nerovnoměrné zahřívání výměníku a možnost tvorby bublin, které mohou způsobit explozi páry a její poruchu.

12 skutečnost. Na tomto velmi jediném „malém místě“ je instalována keramická deska, která jej chrání před vyhořením (koneckonců 1100 °C u hořáku). Má symetrické křivky a rovnoměrně směřuje teplo do hlavní části výměníku. Navíc naprosto všechny podlahové kotle mají v různých bodech nerovnoměrný ohřev, ale díky nucené (nebo přirozené) cirkulaci se voda neustále míchá.

Mýtus 13. Vezměme si jako příklad kotel Buderus Logano S 171. Má účinnost zcela typickou pro kotel s přímým spalováním – 87 %. A doba hoření je 3 hodiny, jako u běžného kotle bez jakékoliv pyrolýzy. Výkon kotle je 50 kW a cena je 3500 $. Za takové peníze se dá koupit dobrý běžný kotel.

13 skutečnost. O účinnosti 87 % se u klasického tuhého paliva ani nesní, ale u pyrolýzního je to norma. Pracuje tři hodiny na jedné záložce v režimu přímého spalování, v režimu pyrolýzy – 8-10 hodin, v závislosti na druhu dřeva.