Pyrolyse-Heizkessel: Funktionsprinzip und Arten von Langzeitkesseln

Die Jahre vergehen, Wissenschaft und Technologie schreiten voran, und die Nachfrage nach festen Brennstoffen bleibt bestehen.Das Verbrennen von Holz in einem herkömmlichen Ofen oder Dickbauchofen ist nicht sehr effektiv, aber Pyrolyse-Heizkessel haben die Situation verändert – die Geräte zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad und eine relativ einfache Bedienung aus.

Stimmen Sie zu, das sind durchaus wichtige Argumente bei der Einrichtung einer autonomen Heizung. Wenn Sie auf der Suche nach einem effizienten Heizkessel für Ihr Zuhause sind, sollten Sie sich Pyrolysekessel genauer ansehen.

Wir erklären Ihnen, wie Langzeitbrenner konstruiert und funktionieren, welche technischen und betrieblichen Merkmale sie haben und geben Ihnen einen Überblick über die am besten bewerteten Modelle in- und ausländischer Hersteller.

Was ist Pyrolyse?

Brennholz ist vielleicht der allererste Brennstoff in der Geschichte der Menschheit. Fast jeder weiß, wie schnell sie im Freien verbrennen und dass nicht viel Wärme freigesetzt wird. Die Situation ändert sich jedoch radikal, wenn andere Bedingungen für den Verbrennungsprozess geschaffen werden.

Die sogenannte Pyrolyseverbrennung erfolgt in geschlossenen Kammern. Dort wird Brennholz oder andere feste Brennstoffe ähnlicher Art verladen: Pellets, Sägemehl, Holzabfälle usw.

Der Kraftstoff wird gezündet und dann wird die in die Kammer eintretende Luftmenge reduziert.

Bekanntlich treten bei der Verbrennung oxidative Prozesse auf, an denen der in der Luft enthaltene Sauerstoff einer der Hauptakteure ist. Wenn wenig Sauerstoff vorhanden ist, verlangsamt sich die Reaktion und das Holz brennt langsam; tatsächlich glimmt es unter solchen Bedingungen einfach. Dabei wird eine gewisse Menge an Wärmeenergie, Asche und brennbarem Gas freigesetzt.

Der Pyrolyseprozess ist damit noch nicht beendet.Das durch die Verbrennung des Primärbrennstoffs entstehende Gas vermischt sich mit Luftmassen und verbrennt ebenfalls. Dadurch wird deutlich mehr Wärmeenergie freigesetzt als beim Betrieb herkömmlicher Wärmeerzeuger.

Daher weisen Pyrolysekessel im Vergleich zu ihren reinen Kesseln einen sehr guten Wirkungsgrad auf Festbrennstoff-„Brüder“, und bieten oft auch die Möglichkeit, deutlich Heizkosten zu sparen.

Der Vorteil derartiger Heizgeräte besteht darin, dass das Funktionsprinzip und der Aufbau relativ einfach sind. Die in die Brennkammern eintretende Luftmenge wird durch einen herkömmlichen mechanischen Dämpfer gesteuert. Der einfache Aufbau gewährleistet die Zuverlässigkeit des Gerätes; Ausfälle bei Pyrolysekesseln sind keine Seltenheit.

Dieses Diagramm zeigt deutlich alle Phasen des Pyrolyse-Verbrennungsprozesses. Die Temperatur im Inneren des Geräts kann 1200°C (+) erreichen.

Ein weiteres „Plus“ von Pyrolysekesseln ist die lange Brenndauer. Wenn Sie das Gerät vollständig mit Kraftstoff beladen, können Sie den Prozess mehrere Stunden lang, manchmal sogar länger als einen Tag, nicht stören, d. h. Es ist nicht notwendig, ständig Holz in den Feuerraum zu füllen, wie es bei der offenen Verbrennung der Fall ist.

Dies bedeutet natürlich nicht, dass der Pyrolysekessel unbeaufsichtigt gelassen werden kann. Wie bei anderen Heizgeräten gelten auch hier strenge Sicherheitsvorschriften.

Es sei daran erinnert, dass ein Pyrolysekessel kein Allesfresser ist – der Feuchtigkeitsgehalt des Brennstoffs sollte niedrig sein. Andernfalls wird ein Teil der kostbaren Wärmeenergie nicht für die Erwärmung des Kühlmittels, sondern für die Trocknung des Kraftstoffs aufgewendet.

Pyrolyse-Verbrennungskessel, insbesondere solche aus Gusseisen, haben ein erhebliches physisches Gewicht und werden daher immer nur als Standmodelle dargestellt

Bei der Pyrolyseverbrennung verbrennt der Brennstoff nahezu vollständig; das Gerät muss deutlich seltener gereinigt werden als beim Betrieb eines herkömmlichen Festbrennstoffkessels. Die nach der Reinigung anfallende Feinasche wird als Dünger verwendet. Die Brennstoffverbrennung in solchen Kesseln erfolgt von oben nach unten.

Daher sind die Möglichkeiten einer natürlichen Luftzirkulation im Feuerraum spürbar eingeschränkt. Der Einsatz der Zwangslufteinblasung mittels Ventilator verbessert die Effizienz des Gerätes deutlich, macht den Kessel aber gleichzeitig energieabhängig, da der Ventilator zum Betrieb Strom benötigt.

Entwurf und Betrieb eines Pyrolysekessels

Der Feuerraum des Pyrolysekessels ist in zwei Abschnitte unterteilt. Im ersten wird Brennholz verbrannt, im zweiten erfolgt die Sekundärverbrennung eines Gemisches aus Pyrolysegasen und Luft. Die erste Kammer ist von der zweiten durch einen Rost getrennt, auf den der Brennstoff gelegt wird.

Die Luft wird normalerweise durch einen kleinen Ventilator gefördert. Allerdings wird bei kleinen Modellen manchmal ein Rauchabzug verwendet, um Zug zu erzeugen.

Dieses Diagramm zeigt den Aufbau eines Pyrolysekessels mit Bodenverbrennung. Brennholz brennt langsam mit wenig Sauerstoff und setzt brennbare Gase frei (+)

Das Vorhandensein einer Zwangsbelüftung kann als Hauptunterschied zwischen einem Pyrolysekessel und einem klassischen Festbrennstoffmodell angesehen werden. Der Gerätekörper besteht aus zwei ineinander gesteckten Teilen. Der Raum zwischen den Wänden ist mit einem Kühlmittel gefüllt, dessen Rolle traditionell Wasser spielt.

Zuerst wird Brennstoff in die erste Kammer des Ofens des Pyrolysekessels geladen, dann wird der Ventilator eingeschaltet und der Brennstoff gezündet.Die entstehenden brennbaren Gase gelangen in die zweite Kammer, vermischen sich mit Luft und verbrennen.

Die Verbrennungstemperatur kann 1200°C erreichen. Das Wasser im externen Wärmetauscher wird erwärmt und durch das Heizsystem des Hauses zirkuliert. Reste von Verbrennungsprodukten werden durch den Schornstein entfernt.

Geräten, die das Pyrolyse-Verbrennungsprinzip nutzen, ist ein relativ hoher Preis vorzuwerfen. Ein herkömmlicher Festbrennstoffkessel kostet deutlich weniger. Aber in Langzeitkesseln verbrennt Holz fast vollständig, was man von einem klassischen Kessel nicht sagen kann.

An Brennholz für einen Pyrolysekessel werden bestimmte Anforderungen hinsichtlich Größe und Feuchtigkeit gestellt. Detaillierte Informationen finden Sie in den Anweisungen des Herstellers

Bei der Auswahl eines Pyrolysekessels sollten Sie bedenken, dass preiswerte Modelle mit geringer Leistung in der Regel nur für Brennholz ausgelegt sind. Teure Modifikationen können unterschiedlich funktionieren Kraftstoffarten.

Darüber hinaus müssen Sie das Gerät maximal mit Kraftstoff befüllen; eine Reduzierung der Beladung führt zu einer erhöhten Asche- und Rußbildung und wirkt sich auch negativ auf den Betrieb des gesamten Geräts aus.

Top-Verbrennungskessel

Eine der Optionen für ein Pyrolysegerät ist ein Oberverbrennungskessel. Das Funktionsprinzip dieser beiden Einheiten ist sehr ähnlich.

Auf die gleiche Weise wird eine große Menge fester Brennstoffe mit niedriger Luftfeuchtigkeit in den Feuerraum geladen, Luft wird hineingedrückt und der Brennstoff kann mit einer reduzierten Sauerstoffmenge glimmen. Das Ventil, das den Sauerstofffluss reguliert, wird an der gewünschten Position installiert.

Schema eines Top-Verbrennungskessels. Der Feuerraum eines solchen Kessels hat einen festen Boden, Partikel von Verbrennungsprodukten werden durch den Schornstein (+) entfernt.

Doch Langzeitkessel haben weder einen Aschekasten noch einen Rost.Der Boden ist eine leere Metallplatte. Solche Kessel sind so konzipiert, dass das Holz vollständig verbrennt und die kleine Menge Asche, die im Feuerraum verbleibt, mit Luft ausgeblasen wird.

Solche Geräte zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus und arbeiten auch bei Temperaturen über 1000°C.

Das Hauptmerkmal solcher Geräte ist, dass sie bei voller Beladung wirklich eine lange Lebensdauer bieten. Die Kraftstoffkammer in solchen Geräten hat normalerweise die Form eines Zylinders.

Der Brennstoff wird von oben eingefüllt und die für die Verbrennung notwendige Luft wird von oben in die Mitte gepumpt.

Bei oben brennenden Kesseln ist die Lufteinblasvorrichtung ein bewegliches Element, das sich beim Ausbrennen des Holzes nach unten bewegt.

Dadurch wird ein langsames Schwelen der obersten Brennstoffschicht gewährleistet. Der Brennstoff verbrennt nach und nach, sein Füllstand im Feuerraum sinkt. Gleichzeitig ändert sich die Position der Vorrichtung zur Luftzufuhr zum Feuerraum; dieses Element ist bei solchen Modellen beweglich und liegt praktisch auf der obersten Brennholzschicht.

Die zweite Verbrennungsstufe findet im oberen Teil des Feuerraums statt, der vom unteren Teil durch eine dicke Metallscheibe getrennt ist. Heiße Pyrolysegase, die bei der Verbrennung des darunter liegenden Brennstoffs entstehen, dehnen sich aus und bewegen sich nach oben.

Hier vermischen sie sich mit Luft und verbrennen, wobei sie zusätzlich einen erheblichen Teil der Wärmeenergie an den Wärmetauscher übertragen.

Der Balken, der die Scheibe trägt, die die Brennkammer in zwei Teile teilt, steht wie diese Scheibe selbst während des Betriebs des oberen Verbrennungskessels ständig unter dem Einfluss hoher Temperaturen. Mit der Zeit brennen diese Elemente durch und müssen regelmäßig ersetzt werden.

Am Auslass des zweiten Teils der Brennstoffkammer wird üblicherweise ein Zugregler installiert.Dabei handelt es sich um ein automatisches Gerät, das die Temperatur des Kühlmittels ermittelt und abhängig von den empfangenen Daten die Intensität der Bewegung des brennbaren Gases regelt. Es schützt das Gerät vor möglicher Überhitzung.

Es ist zu beachten, dass der externe Wärmetauscher in solchen Kesseln auf Änderungen der Geschwindigkeit der Flüssigkeitszirkulation im Wärmetauscher reagiert, d. h. auf Temperaturschwankungen. Auf der Oberfläche des Gerätes bildet sich sofort eine Kondensatschicht, die insbesondere bei Stahlkesseln zu Korrosion führt.

Nehmen Sie am besten ein Gerät aus Gusseisen, das solchen Einflüssen deutlich besser standhält.

Obwohl der Brennstoff in langbrennenden Pyrolysekesseln rückstandsfrei verbrennen sollte, ist dies in der Praxis nicht immer der Fall. Manchmal verklumpt die Asche und bildet Partikel, die sich mit einem Luftstrom nur schwer entfernen lassen.

Wenn sich eine große Menge solcher Rückstände im Feuerraum ansammelt, kann es zu einem spürbaren Rückgang der Heizleistung des Gerätes kommen. Daher sollte der obere Verbrennungskessel dennoch regelmäßig gereinigt werden.

Die Besonderheit von Geräten dieser Art besteht darin, dass der Kraftstoff beim Verbrennen nachgeladen werden kann, ohne darauf warten zu müssen, dass die gesamte Kraftstoffladung verbrannt ist. Dies ist praktisch, wenn Sie brennbaren Hausmüll entsorgen müssen.

Es gibt auch Varianten von Aufsatzkesseln, die nicht nur mit Holz, sondern auch mit Kohle betrieben werden. Bei Pyrolysekesseln dieses Typs gibt es keine komplexen automatischen Steuereinheiten, sodass schwerwiegende Ausfälle äußerst selten sind.

Die Konstruktion des oberen Verbrennungskessels ermöglicht bei Bedarf eine nur teilweise Beladung des Feuerraums. In diesem Fall ist es jedoch möglicherweise nicht einfach, die oberste Kraftstoffschicht zu entzünden.Der Brennstoff selbst muss getrocknet sein; Brennholz aus einem offenen Holzstoß ist für einen solchen Kessel nicht geeignet.

Für diese Art von Geräten sollte auch kein Kraftstoff mit großen Fraktionen verwendet werden, d. h. Das Holz muss in kleine Stücke gehackt werden.

Merkmale des Betriebs von Gasgeneratorkesseln

Der Wirkungsgrad eines Pyrolysekessels hängt maßgeblich von der Art und Qualität des Brennstoffs ab. Technisch gesehen kann nicht nur Holz, sondern auch Kohle und sogar Torf in den Feuerraum geladen werden; die meisten modernen Kesselmodelle sind für die Verwendung mehrerer Brennstoffarten ausgelegt.

Holz brennt je nach Holzart in etwa 5–6 Stunden. Je härter das Holz, desto länger brennt es.

Moderne Modelle von Pyrolyse-Verbrennungskesseln können mit verschiedenen Arten von Holzbrennstoffen betrieben werden: Brennholz, Briketts, Pellets, Kohle, Torf usw.

Das Verbrennen von Steinkohle dauert etwa zehn Stunden, und die gleiche Menge Braunkohle wird acht Stunden lang schwelen. In der Praxis zeigt die Pyrolysetechnik bei Beladung mit trockenem Holz die höchste Wärmeübertragung. Als optimal gilt Brennholz mit einem Feuchtigkeitsgehalt von maximal 20 % und einer Länge von etwa 45-65 cm.

Wenn kein Zugang zu einem solchen Brennstoff besteht, können Sie Kohle oder einen anderen organischen Brennstoff verwenden: speziell Sägemehlbriketts und Holzpellets, Abfälle aus der Holzverarbeitung, Torf, zellulosehaltige Materialien usw.

Bevor Sie den Kessel in Betrieb nehmen, sollten Sie die Empfehlungen des Geräteherstellers zum Brennstoff sorgfältig lesen.

Bei Pyrolyse-Verbrennungskesseln wird die Luftzufuhr durch herkömmliche mechanische Ventile reguliert. Der Verzicht auf komplexe Elektronik gewährleistet eine hohe Fehlertoleranz des Gerätes

Zu nasser Kraftstoff in solchen Geräten ist nicht akzeptabel.Beim Verbrennen im Feuerraum entsteht zusätzlich Wasserdampf, der zur Bildung von Nebenprodukten wie Teer und Ruß beiträgt.

Die Wände des Kessels verschmutzen, die Wärmeübertragung nimmt ab und mit der Zeit kann der Kessel sogar den Betrieb einstellen und ausfallen.

Wenn Sie für einen Pyrolyse-Verbrennungskessel Holz mit zu hoher Luftfeuchtigkeit verwenden, kommt es im Inneren des Gerätes zu Teerbildung, die die Wärmeübertragung des Gerätes verschlechtert und zu Ausfällen führen kann

Wenn trockener Brennstoff in den Feuerraum gegeben wird und der Kessel richtig konfiguriert ist, erzeugt das beim Betrieb des Geräts entstehende Pyrolysegas eine gelb-weiße Flamme. Eine solche Verbrennung geht mit einer unbedeutenden Freisetzung von Nebenprodukten der Kraftstoffverbrennung einher.

Wenn die Farbe der Flamme unterschiedlich ist, ist es sinnvoll, die Qualität des Brennstoffs sowie die Einstellungen des Geräts zu überprüfen.

Mit Luft vermischte Pyrolysegase brennen mit einer gleichmäßigen gelb-weißen Flamme. Wenn sich die Farbe der Flamme verändert hat, müssen Sie möglicherweise die Kesseleinstellungen oder die Brennstoffqualität überprüfen

Im Gegensatz zu herkömmlichen Festbrennstoffgeräten muss der Feuerraum vor dem Laden von Brennholz in Pyrolysekessel, die mit Festbrennstoffen betrieben werden, vorgeheizt werden.

Führen Sie dazu die folgenden Schritte aus:

1. Legen Sie kleines, trockenes Anzündholz (Papier, Holzspäne usw.) auf den Boden des Feuerraums.
2. Sie zündeten es mit einer Fackel aus ähnlichen Materialien an.
3. Schließen Sie die Feuerraumtür.
4. Die Laderaumtür bleibt leicht geöffnet.
5. Fügen Sie beim Brennen Portionen Anzündholz hinzu.
6. Der Vorgang wird wiederholt, bis sich am Boden eine Schicht glimmender Kohlen bildet.

Zu diesem Zeitpunkt hat sich der Feuerraum bereits auf ca. 500–800 °C erwärmt und somit die Voraussetzungen für die Beladung mit dem Hauptbrennstoff geschaffen. Verwenden Sie zum Anzünden des Anzündholzes kein Benzin, Kerosin oder ähnliche flüssige Substanzen.Bevor Sie den Ofen eines Langzeitkessels aufwärmen, sollten Sie sicherstellen, dass das Gerät betriebsbereit ist.

Ein charakteristisches Merkmal von Pyrolyse-Verbrennungskesseln ist eine geringe Menge Asche und Asche, was die Reinigung des Geräts und seine Wartung erleichtert

Überprüfen Sie dazu das Vorhandensein von Zugluft, die Dichtheit der Türen, die Funktionsfähigkeit von Schließmechanismen und Steuergeräten sowie das Vorhandensein Kühlmittel im Heizsystem usw.

Anschließend sollten Sie den Thermostat einschalten, um sicherzustellen, dass das Gerät mit Spannung versorgt wird. Anschließend die Direktzugklappe öffnen und den Kessel 5-10 Minuten lang belüften.

Überprüfung beliebter Modelle

Es versteht sich, dass es sich bei jedem Pyrolysekessel um ein ziemlich schweres Gerät handelt, das nicht zum Aufhängen an der Wand gedacht ist. Solche Geräte können sowohl zum Heizen eines kleinen Hauses als auch geräumiger Ferienhäuser verwendet werden. Wie andere Heizgeräte auch lange brennende Kessel variieren in der Leistung.

Bei der Auswahl eines Pyrolyse-Verbrennungskessels sollten Sie sich auf Indikatoren wie die Wärmeleistung des Geräts, die Größe der Ladekammer, das Vorhandensein eines Sekundärkreislaufs usw. konzentrieren.

Käufer konzentrieren sich normalerweise auf diesen Indikator.

Unter den beliebten Modellen solcher Geräte sollten wir erwähnen:

• Atmosphäre (Ukraine) – werden durch Geräte repräsentiert, die sowohl mit Holz als auch mit Kohle betrieben werden können, die Leistung variiert zwischen 14 und 75 Kilowatt.
• Attacke (Slowakei) – kann Flächen bis zu 950 m² heizen. m, einige Modelle können auch bei Stromausfällen weiterarbeiten.
• Bosch (Deutschland) – hochwertige Produkte einer bekannten Marke, die Leistung variiert zwischen 21 und 38 Kilowatt.
• Buderus (Deutschland) vertreten durch Herrscher Elektromet Und LoganoDer erste ist in Europa als klassische Version eines Pyrolysekessels bekannt, der zweite ist eine modernere Version für Privathaushalte.
• Gefest (Ukraine) – Hochleistungsgeräte mit einem Wirkungsgrad von bis zu 95 %.
• KT-2E (Russland) ist speziell für große Wohngebäude konzipiert, die Leistung des Geräts beträgt 95 Kilowatt.
• Opop (Tschechische Republik) – relativ preiswerte Kessel, zuverlässig und langlebig, Leistung 25-45 Kilowatt.
• Stropuva (hergestellt in Litauen oder der Ukraine) mit einer Leistung ab sieben Kilowatt eignen sich durchaus für ein kleines Zuhause, die Modellpalette umfasst aber auch leistungsstärkere Geräte.
• Viessmann (Deutschland) - eine ideale Wahl für Privathaushalte, die Leistung beginnt ab 12 Kilowatt, durch den Einsatz moderner Technologien können Sie Kraftstoff sparen.
• „Buran“ (Ukraine) mit einer Leistung von bis zu 40 Kilowatt ist eine weitere beliebte Option für Besitzer großer Ferienhäuser.
• „Logik“ (Polen) Hochleistungsgeräte mit 20 Kilowatt heizen problemlos Räume von bis zu 2.000 Quadratmetern. m, es ist eher ein Kessel für industrielle Bedürfnisse: Heizwerkstätten, Büros, Gewächshäuser usw.

Bei der Auswahl eines Pyrolysekessels für ein Privathaus sollten Sie auf Modelle mit zwei Kreisläufen achten, um das Haus nicht nur zu heizen, sondern es auch autark mit Warmwasser zu versorgen.

Der Wärmetauscher für die Warmwasserversorgung kann vom Speicher- oder Durchflusstyp sein. Für die letztere Option werden Kesselmodelle mit erhöhter Wärmeleistung verwendet.

Wenn Sie Geld sparen möchten, können Sie versuchen, einen Pyrolysekessel mit Ihren eigenen Händen herzustellen. Seine Montagetechnik ist in beschrieben Dieser Artikel.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Dieses Video zeigt anschaulich das Funktionsprinzip eines Pyrolysekessels:

Eine detaillierte Übersicht über die Funktionsweise eines Top-Verbrennungskessels finden Sie hier:

Pyrolysekessel sind nicht billig, aber ihre Anschaffung lohnt sich auf jeden Fall. Bei ordnungsgemäßer Installation und Wartung versorgen solche Geräte Ihr Zuhause stabil und kostengünstig mit Wärme.

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