Pevné palivo ve formě palivového dřeva, uhlí a briket zůstává relevantní i přes vznik jiných zdrojů výroby tepla. Elektřina a plyn nejsou všude dostupné a jsou dražší. Ale neefektivní kamna na dřevo a kotlíková kamna, která do ovzduší vydávají velké množství tepla, se stávají minulostí. Dnes je oblíbenější pyrolýzní kotel, který se od nich liší dobou hoření a vyšší účinností. Pro pohodlný pobyt ve venkovském domě je to nejúspornější z hlediska spotřeby paliva a nejpohodlnější jednotka k použití.
Princip pyrolýzního spalování
Ke spalování dřeva nebo uhlí v klasických kamnech je nutný stálý přísun vzduchu, respektive kyslíku v něm obsaženého, bez kterého nejsou oxidační procesy doprovázející spalování možné. Kromě toho musí být přítok konstantní a dostatečný, jinak palivo bude doutnat a nebude hořet, což spolu s kouřem vyvrhne do komína obrovské množství hořlavých plynů.
Dlouho hořící kotel na tuhá paliva s vodním okruhem funguje jinak, zadržuje tyto plyny, mísí je se vzduchem a způsobuje jejich spalování ve speciální komoře, čímž zcela přenáší teplo na vytápění domu. Právě plyn vznikající při pomalém spalování palivového dřeva je hlavním generátorem tepelné energie. Jeho spalovací teplota je mnohem vyšší než u pevných paliv.
Pyrolýzní pec se zásadně liší od obvyklého počtu komor a schopnosti regulovat objem vzduchu vstupujícího do nich pomocí klapek. Jeho přítok je speciálně omezen tak, aby hlavní palivo doutnalo a uvolňovalo hořlavé plyny.
Srovnání s konvenčními kotli: klady a zápory
Nejprve uvádíme jasná kritéria, podle kterých pyrolýzní kotel s dlouhým spalováním předčí klasická kamna na dřevo a plyn.
- Vysoká účinnost: v něm palivo téměř úplně shoří a odevzdává veškeré teplo do topného systému, zatímco účinnost běžných kamen na dřevo je v nejlepším případě 75 %.
- Úspora paliva díky vyššímu přenosu tepla.
- Dlouhodobé spalování jedné záložky: v závislosti na modelu kotle a objemu komory může pracovat od 5-6 hodin do dne, bez potřeby dalšího paliva a udržování příjemné teploty v prostorách.
- Není nutné časté čištění: protože palivové dříví zcela shoří a tvoří skromné množství jemného popela, je mnohem méně nutné kamna čistit.
K poznámce! Popel z pyrolýzních pecí lze použít jako hotové hnojivo pro pokojové, zahradní a zahradní rostliny.
- Spolehlivost: Díky jednoduché konstrukci jsou poruchy vzácné.
Jednou z nevýhod je nutnost používat pouze suché palivové dříví, aby část tepla nešla vysušit a odpařit vlhkost.
Jako běžný kotel na dřevo lze pyrolýzní jednotku instalovat pouze na podlahu. Je poměrně těžký a velký a vyžaduje spolu se zásobou paliva hodně místa, proto se doporučuje vyčlenit pro něj samostatnou technickou místnost – kotelnu.
Dalším nedostatkem je volatilita většiny těchto jednotek – pro správný chod jsou vybaveny ventilátory a odsavači kouře.
Konečně, dlouho hořící kotel bude stát více při nákupu a uvedení do provozu. Zvláště všestranný, schopný spalovat různé druhy pevných paliv. Práce pouze na dřevě je levnější.
Druhy a vlastnosti práce
Na rozdíl od klasických kotlů mají pyrolýzní kotle ne jednu, ale dvě spalovací komory. Dělí se na dva typy: se spodním a s horním spalováním.
Kotel se spodním spalováním
Palivo se umístí do horní komory, zapálí a zapne se ventilátor, který směšuje hořlavé plyny se vzduchem a destiluje je do druhé komory. Je umístěn pod vrškem a je od něj oddělen rošty – lamelovým dnem. V něm probíhá hlavní spalování, jehož teplota přesahuje 1000 stupňů, zatímco v nakládací komoře je mnohem nižší – 500-600 stupňů.
Aby palivové dříví rychle nehořelo, je k nim omezen přístup vzduchu mechanickou klapkou. Pec je plně zatížena, protože při nízkém zatížení dlouho hořící pyrolýzní pec nepracuje efektivně a při spalování paliva se tvoří velké množství sazí a popela.
Pro informaci! Pokud je palivové dříví vlhké, pak při odpařování vlhkosti jsou vnitřní stěny jednotky pokryty sazemi a dehtem, které snižují přenos tepla a způsobují vyhasnutí ohně. Kvalitu paliva určíte podle barvy plamene – měla by být světlá, žlutobílá, nikoli červenooranžová.
Chladivo v takových kotlích se nachází v prostoru mezi dvojitými stěnami pláště – tzv. vnější výměník tepla. Vysoká teplota spalování a velká vyhřívaná plocha výměníku vede k rychlému ohřevu vody a dobré cirkulaci v systému.
V takových pecích není popelník, protože hlavní část spalin je vyhazována komínem, ve spodní komoře zůstává pouze malé množství jemného popela.
Kotel s horním spalováním
Kotel na dřevo na ohřev vody s horní plynovou spalovací komorou je uspořádán jinak. Obvykle má válcový tvar, komory v něm nejsou odděleny roštem, ale pohyblivým potrubím pro přívod vzduchu s kotoučem.
- Před naložením paliva se pohyblivý prvek zvedne pomocí lanka umístěného vně.
- Dřevo se nakládá dveřmi a zapaluje.
- Kotouč se spustí přímo na palivové dříví a do spalovací komory se vhání vzduch.
- Při pomalém spalování paliva jeho hladina v komoře klesá a mění se poloha rozdělovače vzduchu.
- Hořlavé plyny se řítí nahoru a ohýbají se kolem disku a vstupují do horní komory, kde se mísí se vzduchem a vyhoří.
- Intenzita plynů vstupujících do horní komory je řízena automatickým regulátorem tahu, který určuje teplotu vody ve výměníku tepla.
Takové dlouho hořící pyrolýzní kotle s vodním okruhem jsou méně oblíbené než ty, ve kterých je plynová spalovací komora umístěna níže. Protože musí pravidelně měnit pohyblivý prvek rozvodu vzduchu s diskem. Je neustále vystaven horkým plynům a plamenům, takže vyhoří.
Ale na druhou stranu do něj můžete dát palivo nebo spálit domácí odpadky, aniž byste čekali, až vyhoří hlavní záložka. Chcete-li to provést, stačí zvednout disk nad úroveň dveří.
Kindling funkce
Poté, co jste zjistili, co je pyrolýzní kotel a jak funguje, měli byste se naučit, jak jej správně roztavit. Zejména poprvé nebo po delší době nečinnosti. Studené topeniště se musí předehřát, k čemuž se na dně nejprve zapálí jemný podpal a nechá se otevřeným průvanem dobře rozhořet. Dřevěné štěpky a tenká polena se kladou, dokud se komora neohřeje a vytvoří se v ní doutnající uhlíky, které mohou zapálit hlavní záložku.
Topeniště se naloží až nahoru a palivové dřevo se nechá dobře rozhořet, načež se klapka zakryje a tah se sníží.
Popis videa
Jak uvést kotel na dřevo do provozního režimu je znázorněno na videu:
Pokud funguje správně, není prakticky žádný viditelný kouř, protože palivo téměř úplně shoří. Snížení množství škodlivých látek vypouštěných komínem do ovzduší je dalším důležitým plusem pyrolýzních pecí.
Hlavní kritéria pro výběr jednotky
Nákup ohřívače je zodpovědná záležitost, nejen vytvoření pohodlného mikroklimatu v domě závisí na správné volbě, ale také na snadné údržbě, výdajích na palivo a bezpečnosti. Když budete vědět, jaké vlastnosti musíte věnovat pozornost, bude snazší udělat správnou volbu. Patří mezi ně výkon, zpracování, doba nepřetržitého provozu, druh použitého paliva.
Vybírá se podle vytápěné plochy. Nejjednodušší výpočet výkonu je založen na následujícím vztahu: je zapotřebí 10 kW na 2 m 1 za předpokladu, že výška stropu není větší než 3 metry. Pokud je to více, přidejte dalších 3-5%. Existují další metody výpočtu, například tepelné ztráty.
Poradenství! Pro vytápění soukromého domu je lepší zvolit kotle na tuhá paliva s dlouhým spalováním s rezervou výkonu nejméně 10%. Například při ploše domu 180 m 2 musí mít jednotka výkon alespoň 20 kW.
Kotle s litinovým tělem jsou považovány za nejlepší – tato slitina je méně náchylná ke korozi. Většina moderních modelů je však vyrobena z ocelového plechu, jehož tloušťka musí odpovídat výkonu zařízení. U domácích jednotek s výkonem nepřesahujícím 65 kW stačí, aby tloušťka vnitřních stěn byla 5 mm a vnější 4 mm. S rostoucím výkonem by se měly směrem nahoru měnit i tyto parametry.
Dlouho hořící kotel na dřevo s vodním okruhem dokáže zajistit nejen vytápění, ale i ohřev vody v domácnosti. K tomu je vybaven přídavným výměníkem tepla, který je napojen na systém TUV.
Volí se v závislosti na druhu paliva a požadované době hoření.
Nezůstávejte ve výběru pouze dováženého vybavení. Výrobky výrobců z naší země a sousedních zemí nejsou v žádném případě horší než jeho, ale jsou mnohem levnější.
Popis videa
V tomto videu odborník říká, co ještě může být důležité při výběru pyrolýzního kotle:
Druhy pevných paliv
Různé druhy paliva mají různé náklady, množství generovaného tepla, dobu hoření a dostupnost pro určitou oblast. Před výběrem topidla se musíte rozhodnout, co v něm budete pálit. Můžete si koupit univerzální jednotku, ale její cena obvykle “kousne”.
Topeniště na spalování uhlí musí mít svislé stěny a výšku minimálně půl metru. Všechny dveře jsou hermeticky uzavřeny. Nevýhodou tohoto paliva je nutnost zachovat jeho stejnoměrnou vrstvu, a protože je obtížné jej zapálit, měla by být včas přidána nová dávka, která zabrání úplnému spálení na rošt. Plus – velmi dlouhé vypalování jedné záložky, jejíž trvání může dosáhnout jednoho dne.
Topný kotel na dřevo umožňuje použití pouze suchého paliva s vlhkostí do 20 %. V závislosti na technických vlastnostech může povolit i nakládání nenasekaného palivového dřeva. Jedná se o nejekologičtější tuhé palivo, jeho nevýhodou je však nerovnoměrnost a poměrně vysoká rychlost spalování, která závisí na druhu spalovaného dřeva a jeho hustotě. Průměrná doba provozu kamen na dřevo je 5-6 hodin.
V současnosti vytápění dřevem stále více konkuruje rašelině. Tento druh paliva se vyrábí ve formě lisovaných briket. Stojí výrazně méně než uhlí a je mnohem pohodlnější nakládat.
Pelety jsou palivové brikety vyrobené z odpadního dřeva různých tvarů a velikostí. Jejich výhody: rovnoměrné spalování, vysoká výhřevnost, minimální tvorba kouře, spalování beze zbytku. I když briketa není vyhořelá, lze ji znovu použít. Velkým plusem je pohodlné balení, stejně jako nulová vlhkost pelet.
K poznámce! Při použití palivového dřeva nebo briket jako hlavního paliva lze k nim přidat piliny, ale ne více než 25-30%.
Popis videa
Z tohoto krátkého videa zjistíte, jaká je spotřeba jednotlivých druhů paliva v pyrolýzních kotlích:
Nejdůležitější znaky
Po zjištění, co je pyrolýzní kotel a jaké jsou jeho výhody oproti klasickým typům kamen na tuhá paliva, můžete vážně uvažovat o jeho využití k vytápění domova, dílny nebo garáže. Při stejném objemu paliva dává mnohem více tepla, protože plyny vznikající při spalování uhlí nebo palivového dřeva se neuvolňují do atmosféry, ale jsou dodatečně spalovány v samostatné komoře. Pro většinu majitelů domů je jejich nejdůležitější výhodou dlouhá doba hoření bez nutnosti přikládat novou porci paliva.
Spalování paliva v klasických kotlích na tuhá paliva je dobrou alternativou k využití tradičních zdrojů energie jako je zemní plyn nebo elektřina pro vytápění domu. Tato zařízení ale plně nevyužívají energii spalování dřeva. Při provozu běžného kotle plyn uvolněný z paliva při vysoké teplotě jednoduše jde ven spolu se zplodinami spalování. Princip činnosti pyrolýzního kotle umožňuje použití tohoto plynu, čímž se zvyšuje účinnost jednotky a dobu trvání intervalu mezi zatíženími paliva. Taková zařízení se také nazývají generátory plynu.
Pyrolýzní kotel v sekci
Z čeho je sestava plynového generátoru vyrobena?
Hlavním rozdílem od klasického kotle na dřevo je přítomnost přídavné spalovací komory, ve které se uvolněný plyn dopalujea v primární peci se vyrábí z palivového dřeva s nedostatkem kyslíku. Uspořádání komor a zařízení pyrolýzního kotle může být různé, pec může být umístěna jak zdola, tak shora, to nemění princip činnosti. Tradičně je umístěn níže, nad popelníkem, ve kterém je umístěna zásuvka pro snadné čištění. Víko popelníku je vyklápěcí a v provozním režimu slouží k regulaci množství vzduchu vstupujícího do topeniště. To je realizováno pomocí řetězového pohonu, který je napínán nebo uvolňován termostatem. Ten je instalován v horní části kotle.
Princip činnosti pyrolýzního kotle
Všechny hlavní prvky a detaily instalace lze vidět prozkoumáním podrobného výkresu pyrolýzního kotle. Hlavní topeniště je vybaveno dvířky pro přikládání palivového dřeva a je během provozu těsně uzavřeno. Nad ním je uspořádána sekundární spalovací komora, ve které jsou umístěna zařízení pro přívod vzduchu. Mohou mít různé konfigurace v zařízeních od různých výrobců, ale jejich úkol je stejný: přivádět ohřátý vzduch do komory přídavného spalování mnoha otvory o určitém průměru. Vzduch se ohřívá na cestě od popelníkových dvířek k rozdělovačům.
Konstrukce pyrolýzního kotle umožňuje čištění horní dohořívací komory, k tomu je vybavena speciálními dvířky. Prostory obou komor jsou vzájemně propojeny kanálem, kterým stoupají plyny ke spalování. Vnější plášť nástavby je vodní plášť vyhřívaný oběma topeništi. Pro přívod chladicí kapaliny do topného systému jsou do něj vyříznuty závitové trubky. Regulace teploty a tlaku vody se provádí pomocí přístrojů instalovaných na předním panelu.
Komín pro pyrolýzní kotel se svou konstrukcí neliší od potrubí pro vypouštění spalin klasických jednotek. Jedním z požadavků je dostatečný tah pro provoz kotle. Nejjednodušší konstrukce jednotky neumožňuje instalaci ventilátoru, takže ke spalování dochází v důsledku přirozeného tahu. Druhým požadavkem je, aby část potrubí umístěná na ulici byla izolována. Důvodem je nízká teplota spalin (až 150 ⁰С), proto je pravděpodobnost kondenzace na nich a rychlé zničení materiálu potrubí velmi vysoká.
Popis schématu provozu pyrolýzních kotlů
Úplný obrázek o provozu jednotky může poskytnout schéma pyrolýzního kotle. Nejprve je hlavní topeniště naplněno palivem a zapáleno. Klapka popelníku je přitom maximálně otevřená. Po vzplanutí palivového dřeva se dveře začnou zavírat, proces hoření se zpomalí a změní se v rozklad. Poté začíná intenzivní uvolňování dřevoplynu, který stoupá a vstupuje do sekundárního přídavného spalování. Ohřátý vzduch je tam přiváděn množstvím kalibrovaných otvorů. Ten vstupuje do kanálu stejným otvorem pod krytem popelníku a po cestě přijímá teplo z horké stěny topeniště.
Schematické schéma kotle
Celý technologický proces probíhá díky přirozenému tahu vytvářenému komínem, takže rychlosti vzduchu a spalin v kanálech jsou nízké. Schéma provozu pyrolýzního kotle spočívá v tom, že v sekundární komoře vstupuje ohřátý vzduch do termochemické reakce s dřevními plyny a zapaluje je. Díky tomu se spalují nejen plyny, ale i malé těkavé částice, takže kouř z komína není téměř vidět. Spalování pyrolýzního paliva je ve skutečnosti šetrnější k životnímu prostředí než tradiční spalování, protože zplodiny hoření obsahují mnohem méně oxidů uhlíku a dusíku a také částic popela.
Palivové dřevo v topeništi hoří pomaleji než obvykle, takže jedno naložení vydrží na 10-12 hodin provozu v závislosti na výkonu plynového generátoru a vlhkosti palivového dřeva. Nastavení pyrolýzního kotle má omezit přívod spalovacího vzduchu. Jeho příliš málo neumožní nastartování termochemického procesu v sekundární peci a jeho příliš mnoho způsobí nedokonalé spalování plynů a snížení účinnosti jednotky. U spotřebiče s přirozeným tahem bude nutné upravit průtok vzduchu v každém jednotlivém případě, protože výška a průměr komína se mohou značně lišit. V souladu s tím bude tažná síla odlišná. V některých případech by měla být zvýšena zvednutím trubky do větší výšky.
Pokud je řetězový pohon víka popelníku vybaven termostatickým regulátorem, pak se nastavení zařízení omezí na nastavení požadované teploty chladicí kapaliny. Termočlánek, zabudovaný do vodního pláště plynového generátorového soustrojí, působí v závislosti na teplotě vody na pohon okruhu a sám zavírá nebo otevírá klapku a upravuje intenzitu spalování.
Porovnání pyrolýzního kotle a kotle na tuhá paliva
Pro vytvoření umělého tahu, který nebude závislý na parametrech komína, jsou kotle pyrolýzního typu navíc vybaveny dmychadlem a automatizační sadou, která reguluje jeho provoz. Pokud konvenční jednotka dokáže pracovat s účinností cca 85–90 %, pak ji foukací stroj pomáhá vyvinout až na 93 %. Zde je nevýhoda – závislost na vnějších zdrojích energie.
Výhody a nevýhody
Tento typ zdroje tepla má mnoho výhod:
- Princip činnosti a provozu pyrolýzních kotlů umožňuje dosažení vynikajících ukazatelů účinnosti při spalování pevných paliv – účinnost 90–93 %.
- Proces je šetrnější k životnímu prostředí, do ovzduší se uvolňuje mnohem méně škodlivých látek.
- Interval mezi nakládáním paliva není kratší než u dlouho hořících jednotek – 12 hodin, budete muset pracovat jako hasič ne více než 2krát denně.
- Údržba a čištění jednotky není problém, celý vnitřek je přístupný a řada jednotek je vybavena zásuvkou na popel. Princip činnosti pyrolýzního kotle je prakticky bezodpadový, zbývá velmi málo popela a popela, proto je nutné provoz provádět zřídka.
- Ziskovost. Odhadovaná spotřeba paliva na 100 m² prostoru s jeho výškou do 3 m je 10 kg za den.
- Zařízení s přirozeným tahem nezávisí na přítomnosti elektřiny v síti.
Jako každé jiné zařízení na pevná paliva, pyrolýzní topný kotel musí být chráněn před varem chladicí kapaliny uvnitř vodního pláště. To může vést k prasknutí pláště a nákladným opravám. Z tohoto důvodu výrobci dávají na své výrobky přídavná vodní chladicí topná tělesa, která mohou současně sloužit jako zdroj teplé vody pro potřeby domácnosti.
Mezi nevýhody jednotek pyrolýzního typu lze rozlišit následující:
- Požaduje se palivo s nízkým obsahem vlhkosti, vlhkost palivového dřeva by neměla překročit 25%. Proces intenzivního uvolňování plynů pro dodatečné spalování je velmi obtížný, pokud je palivové dřevo upřímně vlhké. To negativně ovlivňuje provoz pyrolýzního kotle a snižuje jeho účinnost.
- Provozní praxe ukazuje, že na stěnách primární komory se časem objevují usazeniny dehtu a pryskyřic, protože teplota v ní je relativně nízká a jako palivo se nejčastěji bere březové nebo jehličnaté dřevo. Tento plak musí být pravidelně odstraňován, což ztěžuje přenos tepla do vodního pláště.
- Náklady jsou vyšší než u klasického kotle na tuhá paliva. To je oprávněné, protože procesní technologie je pokročilejší a poskytuje vysoký výkon, což ušetří provoz.
Závěr
Při výběru zdroje tepla pro dům je lepší zaměřit se na výrobky střední cenové kategorie, v této věci byste neměli příliš šetřit. Koneckonců, pohodlí a teplo vašeho domova závisí na tom, jak funguje pyrolýzní kotel.
