Chaudière à pyrolyse

Points d’article

• D’où vient la phase gazeuse lors de la combustion de combustibles solides?
• Chaudière à pyrolyse – dispositif et principe de fonctionnement
• Avantages et inconvénients des chaudières à pyrolyse
• Prix ​​et fabricants, critères de choix d’une chaudière à pyrolyse
• Comment installer et faire fonctionner une chaudière à pyrolyse

Dans cet article: comment se forme le gaz générateur dans les chaudières à pyrolyse; comment la chaudière à pyrolyse fonctionne et fonctionne; ses caractéristiques positives et négatives; fabricants, prix et critères de sélection; installation et fonctionnement des chaudières à pyrolyse

Un indicateur de la combustion complète du combustible dans le four et, par conséquent, de sa transformation complète en énergie thermique pour chauffer les pièces d’habitation est … la fumée provenant de la cheminée. Si cette fumée est visible, comme on dit, à l’œil nu, les gaz du four s’échappent par le tuyau, qui pourraient être convertis en énergie. Il n’existe aujourd’hui qu’un seul type de chaudières capables de brûler complètement le combustible solide contenu dans celles-ci, y compris de générer et de brûler sa phase gazeuse, et ce sont des chaudières à pyrolyse..

D’où vient la phase gazeuse lors de la combustion de combustibles solides?

Pour voir la phase gazeuse de vos propres yeux, allumez une allumette ordinaire et éteignez-la après que la flamme s’est enflammée. Avez-vous remarqué la fumée blanche provenant de l’allumette dès qu’elle est éteinte? C’est la phase même gazeuse qui se produit lorsque le bois est fortement chauffé. Le gaz de pyrolyse (générateur) se compose de dioxyde, de monoxyde de carbone, de méthane et d’autres hydrocarbures. D’ailleurs, c’est sur la pyrolyse du bois que se fonde le travail des fumeurs et du fumage lui-même..

Comment fonctionnent les cuisinières ménagères ordinaires, qui sont traditionnellement équipées dans les maisons privées des zones rurales? Le premier remplissage de combustible est à bois, il chauffe le poêle à la température requise, puis le charbon est posé. Lorsque le premier signet est enflammé, de la fumée sort de la cheminée dans les clubs, car la température du four est trop basse pour une combustion de combustible de haute qualité, puis l’intensité du dégagement de fumée diminue (le charbon est brûlé), mais la combustion complète de la phase gazeuse du charbon ne se produit pas et ces gaz quittent le four dans la cheminée, puis dans l’atmosphère.

Pour obtenir et allumer la phase gazeuse, une température de 450 à 1100 ° C est nécessaire; par conséquent, de l’énergie thermique supplémentaire est générée, ce qui permet d’augmenter le rendement de la chaudière de chauffage. Mais seule une température élevée ne suffira pas, une alimentation forcée de portions d’air soigneusement calculées sera nécessaire (une petite quantité ne permettra pas au carburant de brûler complètement, mais s’il y a beaucoup d’air, il va simplement chauffer et s’évaporer dans le tuyau avec la chaleur) et une chambre de combustion de gaz qui n’a pas de longueur moins d’un demi-mètre. Une alimentation en air réglable en mode manuel n’est pas possible, vous avez ici besoin d’un automatisme capable de surveiller la température à l’intérieur de la chaudière et, selon ces données, de réduire ou d’augmenter l’alimentation en air. En l’absence de chambre de combustion, les gaz de pyrolyse se refroidiront, n’ayant passé que 400 mm le long des parois froides de la chaudière, leur combustion s’arrêtera et ils s’évaporeront toujours dans le tuyau.

Chaudière à pyrolyse – dispositif et principe de fonctionnement

Sa conception contient deux chambres – la chambre supérieure est conçue pour ranger et brûler du combustible solide, la chambre inférieure est utilisée pour brûler les gaz du générateur. Le bois de chauffage placé dans la chambre supérieure est en outre séché lors du processus de combustion et de formation de la phase gazeuse (le processus de pyrolyse du bois est exothermique), dans la même chambre, l’air forcé par le ventilateur est chauffé. Entre les chambres supérieure et inférieure de la chaudière de pyrolyse, il y a une buse de grille en céramique capable de résister à des températures élevées – à travers les trous qu’elle contient, les gaz formés lors de la pyrolyse du bois dans des conditions de manque d’oxygène pénètrent dans la chambre inférieure. Les cendres restantes après la combustion complète du combustible s’accumulent également dans la chambre inférieure de la chaudière.

1 – carburant, 2 – air primaire, 3 – air secondaire, 4 – gaz d’échappement, 5, 6 – entrée et sortie d’eau
A – chambre de gazéification, B – grille, C – post-combustion, D – conduit de gaz, E – évacuation des fumées

L’alimentation en air forcé avec régulation de son volume est produite par un ventilateur fournissant de l’air à travers le conduit d’air situé dans la chambre supérieure de la chaudière à pyrolyse, ou à l’aide d’un ventilateur d’extraction de fumée installé à l’intérieur du tuyau d’échappement.

La chaudière à pyrolyse fonctionne comme ceci: du combustible (bois) est mis dans la chambre supérieure, allumé, la porte de la chambre se ferme et le ventilateur de la chaudière se met en marche. Dès que la température à l’intérieur de la chambre supérieure s’élève au-dessus de 250 ° C, le bois commence à se carboniser, libérant du gaz générateur qui traverse la buse dans la chambre inférieure. Ici, de l’air secondaire est ajouté aux gaz obtenus à la suite de la pyrolyse par pressurisation et ils brûlent, renvoyant une partie de la chaleur au niveau inférieur du remplissage de carburant. Air secondaire – flux d’air qui se courbe autour du combustible dans la chambre supérieure sur les côtés ou entre par des fentes spéciales dans la porte de la chambre inférieure de la chaudière à pyrolyse.

L’apport de chaleur de la chaudière à pyrolyse et son transfert vers le liquide de refroidissement (eau ou air) est effectué par le contact de la canalisation avec le liquide de refroidissement à l’intérieur avec le fond de la chambre inférieure de la chaudière.

Avec une charge complète de la chambre à combustible (supérieure), la chaudière à pyrolyse génère de la chaleur de 6 à 12 heures, en fonction de la qualité du combustible et des besoins en chaleur.

Si nous divisons les processus se déroulant dans la chaudière de pyrolyse par étapes, ce qui suit se produit:

1. Température 450 ° С – le bois de chauffage est séché et dégazé;
2. Température 560 ° С – le gaz du générateur connecté à l’air secondaire est incinéré;
3. Température 1100 ° C – les restes de gaz de pyrolyse sont brûlés, la chaleur est renvoyée vers la couche inférieure de carburant dans la chambre supérieure;
4. Température 160 ° С – évacuation des produits de postcombustion dans la cheminée.

Avantages et inconvénients des chaudières à pyrolyse

Tout d’abord, seules les chaudières à pyrolyse sont capables de brûler du gaz générateur, c’est-à-dire les capacités similaires aux gaz de pyrolyse de postcombustion annoncées par les fabricants de chaudières à convection de type Buleryan ne correspondent pas à la réalité.

Caractéristiques positives:

• rendement élevé atteint par deux étapes de combustion du carburant, rendement élevé – jusqu’à 90%;
• la production de chaleur à partir d’un onglet de combustible dure environ 12 heures (un poêle à bois conventionnel fonctionne sur un onglet pendant pas plus de 4 heures);
• peu de déchets en raison de la combustion presque complète du bois de chauffage, le nettoyage du cendrier dans la chambre inférieure et des canaux de cheminée est rarement nécessaire;
• le processus de combustion permet l’automatisation, est facilement régulé et contrôlé;
• s’intègre dans presque tous les systèmes de chauffage sans nécessiter de changements majeurs;
• les bûches non coupées sont autorisées;
• respect de l’environnement obtenu en brûlant plus de substances nocives dans la chambre inférieure, grâce auxquelles elles ne sont pas émises dans l’atmosphère.

Caractéristiques négatives:

• le besoin d’électricité nécessaire au fonctionnement du ventilateur (extracteur de fumée);
• coût élevé, par rapport aux chaudières de chauffage conventionnelles – environ 2 fois;
• la nécessité d’une faible teneur en humidité du carburant, c’est-à-dire le bois de chauffage doit être sec, avoir une teneur en humidité ne dépassant pas 20%;
• nécessite une charge élevée en fonctionnement, lorsqu’elle descend en dessous de 50%, la stabilité de la combustion est perturbée, le goudron s’accumule dans le canal de fumée.

Prix ​​et fabricants, critères de choix d’une chaudière à pyrolyse

Les chaudières à pyrolyse des sociétés tchèques Dakon, OPOP et Atmos, Slovenian Attack, German Viessmann, Austrian Wirbel sont représentées sur le marché russe. Le coût d’une chaudière à pyrolyse d’une capacité de 20 kW sera en moyenne de 45000 roubles.

Lors du choix d’une chaudière de ce type, il vaut mieux s’arrêter chez les fabricants européens, car les chaudières à pyrolyse domestiques ont souvent des caractéristiques de qualité médiocre. Regardez de près la chaudière, en particulier le boîtier de la chambre inférieure et la buse – la chaudière durera plus longtemps si les éléments mentionnés ci-dessus sont en céramique qui peut résister à des températures élevées. Assurez-vous qu’il y a deux chambres de combustion dans la chaudière, qu’il y a une alimentation en air réglable aux deux chambres. Le canal dans lequel le liquide de refroidissement circule ne doit être en contact qu’avec la chambre inférieure de la chaudière à pyrolyse et le canal de la cheminée, sinon les températures élevées requises pour la pyrolyse et la post-combustion des gaz dans les chambres du four ne seront pas formées – le liquide de refroidissement enlèvera activement la chaleur.

La garantie du fabricant pour le fonctionnement de la chaudière à pyrolyse doit être supérieure à un an, en cas de brûlure possible des parois de la chambre – au moins 10 ans.

Faites attention aux garanties pour l’automatisation de la chaudière et la buse – leur coût en cas de réparation peut atteindre 50% du coût de la chaudière elle-même.

Lors de la sélection de la puissance de la chaudière, il faut partir de la zone à chauffer. Le choix d’une chaudière à pyrolyse de faible puissance ou trop puissante entraînera sa défaillance prématurée: dans le premier cas, en raison de charges extrêmes; dans le second – en raison de l’accumulation de condensat dans le canal de la cheminée.

Évaluer méticuleusement l’apparence de la chaudière, inspecter les soudures, connaître l’épaisseur et la qualité du métal utilisé dans sa construction. Les parois intérieures de la chaudière doivent être en acier de chaudière fortement allié d’une épaisseur de 4 mm ou plus – si le vendeur a appelé l’acier à partir duquel les chambres de la chaudière à pyrolyse sont formées comme « structurel », alors refuser d’acheter et quitter cette sortie (l’acier de construction ne résistera pas aux températures élevées dans les fours chaudière et brûle dans deux à trois ans).

La conception de la chaudière à pyrolyse décrite dans cet article a été testée par des utilisateurs européens et domestiques et est la plus efficace – les modèles improvisés de certains fabricants nationaux et européens, dont la conception diffère de la « classique », n’ont le plus souvent pas la capacité de générer ou de brûler des gaz de pyrolyse.

Comment installer et faire fonctionner une chaudière à pyrolyse

Ces chaudières doivent être placées à l’extérieur des zones résidentielles. Selon les normes de sécurité incendie, la base de la chaudière à pyrolyse doit être en brique ou en pierre, la surface au sol devant les chambres du four doit être recouverte d’une feuille de métal de 1,5 à 2 mm d’épaisseur. La distance minimale entre les murs ou objets de la chaufferie et le tambour de la chaudière est de 200 mm. Les fabricants de chaudières à pyrolyse recommandent d’isoler la cheminée avec une feuille de laine minérale – le refroidissement des gaz de combustion entraînera l’accumulation de condensat et de goudron.

Les chaudières à pyrolyse, cependant, comme toutes les autres chaudières de chauffage fonctionnant au combustible combustible, nécessitent un apport constant d’air frais – un trou de ventilation dans la chaufferie d’une surface minimale de 100 cm² absolument nécessaire.

Méfiez-vous de la teneur en humidité des bûches de bois placées dans le four supérieur de la chaudière – dans le fonctionnement des chaudières à pyrolyse, c’est un facteur important pour leur succès et leur long service.

Important: les fabricants interdisent catégoriquement de brûler des matières synthétiques dans les chaudières à pyrolyse. les produits de combustion qui en résultent corroderont activement le corps interne de la chaudière, réduisant considérablement sa durée de vie.

Pendant le fonctionnement, il est nécessaire de retirer les cendres du fond des chambres du four (environ une fois par semaine, la fréquence dépend de l’intensité du travail et de la puissance de cette chaudière), assurez-vous que les trous de la buse situés entre les chambres supérieure et inférieure ne sont pas obstrués par des cendres. Une fois par mois, il est nécessaire de nettoyer complètement les chambres du four, une fois par semaine – les portes des fours à l’aide d’un grattoir.

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