Pyrolyspannor för uppvärmning: funktionsprincip och typer av långbrännande pannor

Åren går, vetenskap och teknik går framåt, men fasta bränslen är fortfarande efterfrågade. Att bränna ved i en traditionell kamin eller i en enkel kamin är inte särskilt effektivt, men situationen förändrades av pyrolyspannor för uppvärmning – aggregaten kännetecknas av hög verkningsgrad och relativt enkel drift.

Håller du med, det är tillräckligt betydelsefulla argument vid anläggning av autonom uppvärmning. Om du letar efter en effektiv panna för hemmet, så bör du titta närmare på pyrolyspannor.

Vi berättar hur aggregaten för lång förbränning är konstruerade och fungerar, vad deras tekniska och operativa egenskaper är, samt ger en översikt över de mest rankade modellerna från inhemska och utländska tillverkare.

Vad är pyrolys?

Ved – det är kanske det allra första bränslet i mänsklighetens historia. Nästan alla vet hur snabbt det brinner i öppen luft, och att värmen som avges inte är så stor. Men situationen förändras radikalt om man skapar andra förhållanden för förbränningsprocessen.

Den så kallade pyrolysförbränningen sker i slutna kammare. Där laddar man ved eller annat fast bränsle av liknande typ: pellets, sågspån, träavfall etc.

Bränslet tänds och sedan minskar man mängden luft som kommer in i kammaren.

Som bekant uppstår oxidationsprocesser vid förbränning, där en av de viktigaste deltagarna – syret i luften. Om syret är knappt saktar reaktionen ner och veden brinner långsamt, i praktiken glöder den bara under sådana förhållanden. Då frigörs en viss mängd värmeenergi, aska och brännbar gas.

Pyrolysprocessen slutar inte där. Den gas som erhålls vid förbränning av det primära bränslet blandas med luftmassor och brinner också. Därmed frigörs betydligt mer värmeenergi än vid drift av standardvärmegeneratorer.

Därför uppvisar pyrolyspannor en mycket bra verkningsgrad jämfört med sina rent fastbränsle-"syskon", och ger ofta möjlighet att spara avsevärt på uppvärmningen.

Fördelen med denna typ av värmeteknik är att dess funktionsprincip och konstruktion är relativt enkel. Mängden luft som kommer in i förbränningskamrarna regleras av en vanlig mekanisk spjäll. Den enkla konstruktionen garanterar enhetens tillförlitlighet, fel på pyrolyspannor – är inte vanligt förekommande.

Detta schema visar tydligt alla steg i pyrolysförbränningsprocessen. Temperaturen inuti enheten kan nå 1200°C (+)

Ännu en "fördel" med pyrolyspannor – lång förbränningsperiod. En full laddning av enheten med bränsle gör att man inte behöver ingripa i processen på flera timmar, ibland mer än ett dygn, d.v.s. det finns inget behov av att ständigt lägga på ved i eldstaden, som vid öppen förbränning.

Naturligtvis betyder det inte att pyrolyspannan kan lämnas utan uppsikt. Precis som med annan värmeteknik finns det strikta säkerhetsföreskrifter.

Det är värt att komma ihåg att pyrolyspannan inte är allätande – bränslets fuktighet måste vara låg. Annars går en del av den dyrbara värmeenergin inte åt till att värma upp värmebäraren, utan till att torka bränslet.

Pyrolysförbränningspannor, särskilt de i gjutjärn, har en betydande fysisk vikt, därför finns de alltid endast som golvmodeller.

Vid pyrolysförbränning brinner bränslet nästan fullständigt, och man behöver rengöra enheten mycket mer sällan än vid drift av en traditionell fastbränslepanna. Den fina askan som erhålls efter rengöring används som gödningsmedel. Förbränning av bränsle i sådana pannor sker i riktning uppifrån och ner.

Därför är möjligheterna till naturlig luftcirkulation i eldstaden avsevärt begränsade. Användning av forcerad lufttillförsel med en fläkt förbättrar avsevärt enhetens effektivitet, men gör samtidigt pannan strömberoende eftersom fläkten kräver elektricitet.

Konstruktion och funktion av en pyrolyspanna

Eldstaden i en pyrolyspanna är uppdelad i två fack. I det första förbränns veden, och i det andra sker sekundär förbränning av blandningen av pyrolysgaser och luft. Det första facket skiljs från det andra av en rost, på vilken bränslet läggs.

Luften tillförs vanligtvis forcerat med hjälp av en liten fläkt. Även om man i mindre modeller ibland använder en rökgasfläkt för att skapa drag.

Detta schema visar konstruktionen av en pyrolyspanna med bottenförbränning. Veden förbränns långsamt med lite syre och producerar brännbar gas (+)

Förekomsten av forcerad ventilation kan betraktas som den främsta skillnaden mellan en pyrolyspanna och en klassisk fastbränslepanna. Pannans hölje består av två delar som är insatta i varandra. Utrymmet mellan väggarna fylls med värmebärare, som traditionellt är vatten.

Först laddas bränsle i det första facket i pyrolyspannans eldstad, sedan slås fläkten på och bränslet tänds. De brännbara gaserna som bildas förflyttar sig till det andra facket, blandas med luft och förbränns.

Förbränningstemperaturen kan nå 1200°C. Vattnet i den yttre värmeväxlaren värms upp och cirkulerar i husets värmesystem. Restprodukterna från förbränningen avlägsnas via skorstenen.

En nackdel med enheter som använder pyrolysprincipen är deras relativt höga pris. En vanlig fastbränslepanna kostar betydligt mindre. Men i pannor med lång förbränning bränns veden nästan helt upp, vilket inte kan sägas om klassiska pannor.

Veden för en pyrolyspanna har särskilda krav på storlek och fukthalt. Detaljerad information finns i tillverkarens anvisningar.

När du väljer en pyrolyspanna bör du komma ihåg att billigare modeller med låg effekt oftast endast är avsedda för ved. Dyrare varianter kan arbeta med olika bränsletyper.

Dessutom måste bränslet laddas maximalt i enheten; minskad belastning leder till ökad bildning av aska och sot, samt påverkar aggregatets funktion negativt.

Pannor med övre förbränning

En variant av pyrolysenheten är en panna med toppförbränning. Funktionsprincipen för dessa två aggregat är mycket likartad.

På samma sätt lastar man in en stor mängd fast bränsle med låg fuktighet i eldstaden, luft blåses in påtvingat och man säkerställer att bränslet glöder vid en reducerad syremängd. Spjället som reglerar syreflödet ställs in i rätt läge.

Schema över en panna med toppförbränning. Eldstaden i en sådan panna har en blind botten, partiklar från förbränningsprodukter avlägsnas via skorstenen (+)

Men långbrännande pannor har varken asklåda eller roster. Botten består av en blind metallplatta. Sådana pannor är konstruerade så att veden brinner helt och den lilla mängd aska som blir kvar i eldstaden blåses bort av luften.

Sådana enheter har hög verkningsgrad och arbetar även vid temperaturer över 1000°C.

Huvudegenskapen hos sådana enheter – de säkerställer verkligen lång drifttid vid full last. Bränslekammaren i sådana enheter är vanligtvis utformad som en cylinder.

I den laddas bränsle ovanifrån, och ovanifrån, i mitten, blåses den luft som behövs för förbränning in.

I pannor med toppförbränning är anordningen för lufttillförsel – en rörlig del som sänker sig nedåt allteftersom veden brinner.

På så sätt sker en långsam glödning av det översta bränsleskiktet. Bränslet brinner gradvis och dess nivå i eldstaden sjunker. Samtidigt ändras positionen för anordningen som tillför luft till eldstaden; detta element är rörligt i sådana modeller och ligger praktiskt taget på det översta vedlagret.

Den andra förbränningsfasen sker i den övre delen av eldstaden, som är avskild från den nedre avdelningen med en tjock metallskiva. De heta pyrolysgaserna som bildas vid förbränning av bränslet nedtill expanderar och rör sig uppåt.

Här blandas de med luft och brinner, vilket ytterligare överför en rejäl mängd termisk energi till värmeväxlaren.

Balken som håller skivan som delar förbränningskammaren i två delar, liksom själva skivan, utsätts ständigt för hög temperatur under driften av en panna med toppförbränning. Med tiden brinner dessa element upp och måste bytas ut med jämna mellanrum.

Vid utloppet från den andra delen av bränslekammaren är vanligtvis en dragregulator installerad. Det är en automatisk enhet som bestämmer temperaturen på värmeöverföringsmediet och reglerar intensiteten hos brännbar gasflödet beroende på de insamlade data. Den skyddar enheten från eventuell överhettning.

Det bör noteras att den yttre värmeväxlaren i sådana pannor reagerar på förändringar i vätskans cirkulationshastighet i värmeväxlaren, dvs. temperaturvariationer. På enhetens yta bildas omedelbart ett kondenslager som orsakar korrosion, särskilt när det gäller stålpannor.

Det är bättre att välja en anordning i gjutjärn, som motstår sådan påverkan betydligt bättre.

Även om bränslet i pyrolyspannor med lång förbränning borde brinna utan rest, är det inte alltid så i praktiken. Ibland sintrar askan och bildar partiklar som är svåra att ta bort med luftström.

Om en stor mängd sådana rester samlas i eldstaden, kan en märkbar minskning av enhetens värmeeffekt observeras. Därför bör en toppförbränningspanna rengöras med jämna mellanrum.

En egenskap hos enheter av denna typ är att man kan lägga till bränsle allt eftersom det brinner, utan att vänta på att hela bränsleladdningen brunnit upp. Detta är praktiskt när man behöver göra sig av med brännbart hushållsavfall.

Det finns även varianter av toppförbränningspannor som inte bara fungerar med träbränsle utan även med kol. Komplexa automatiska styrenheter saknas i pyrolyspannor av denna typ, så allvarliga fel förekommer mycket sällan.

Konstruktionen av en toppförbränningspanna gör det möjligt att endast delvis ladda eldstaden om det behövs. Men i så fall kan det vara svårt att tända det övre bränsleskiktet. Bränslet måste vara torkat, ved från en öppen vedhög passar inte för en sådan panna.

Bränsle med stora fraktioner bör inte heller användas för denna typ av utrustning, d.v.s. ved måste definitivt klyvas i mindre bitar.

Driftsegenskaper för gasgeneratorpannor

Effektiviteten hos en pyrolyspanna beror till stor del på bränsletyp och kvalitet. Tekniskt sett kan man ladda eldstaden inte bara med trä utan även med kol och till och med torv, de flesta moderna modeller är konstruerade för att använda flera bränsletyper.

Trä brinner på cirka 5-6 timmar, beroende på sort. Ju hårdare trä, desto längre brinner det.

Moderna modeller av pyrolyspannor kan arbeta med olika typer av träbränsle: ved, briketter, pellets, kol, torv etc.

Det tar cirka tio timmar för svart kol att brinna, medan samma mängd brunkol pyr i åtta timmar. I praktiken visar pyrolysteknik den högsta värmeavgivningen vid laddning med torrt trä. Optimalt anses ved med en fuktighet på högst 20% och en längd på cirka 45-65 cm.

Om sådant bränsle inte är tillgängligt kan man använda kol eller annat organiskt bränsle: speciella briketter av sågspån och träpellets, avfall från träbearbetning, torv, material med cellulosa etc.

Innan du börjar använda pannan bör du noggrant studera tillverkarens rekommendationer avseende bränsle.

I pyrolyspannor regleras lufttillförseln med vanliga mekaniska spjäll. Avsaknaden av avancerad elektronik ger hög feltolerans hos apparaten.

Alltför fuktigt bränsle är inte tillåtet i sådana anordningar. Vid förbränningen i ugnen bildas ytterligare vattenånga som bidrar till bildandet av biprodukter som tjära och sot.

Pannans väggar blir smutsiga, värmeöverföringen minskar, och med tiden kan pannan till och med sluta fungera och slockna.

Om man använder ved med alltför hög fuktighet i en pyrolyspanna, uppstår förhållanden inuti enheten som leder till bildning av tjära, vilket försämrar enhetens värmeöverföring och kan leda till skador.

Om torrt bränsle laddas i ugnen och pannan är korrekt inställd, kommer pyrolysgasen som produceras av enheten att ge en gulvit låga. Sådan förbränning åtföljs av försumbar utsläpp av biprodukter från bränsleförbränning.

Om lågan har en annan färg, är det vettigt att kontrollera bränslekvaliteten och enhetens inställningar.

Pyrolysgaser blandade med luft brinner med en jämn gulvit låga. Om lågans färg har ändrats kan det vara nödvändigt att kontrollera pannans inställningar eller bränslekvaliteten.

Till skillnad från vanliga fastbränsleanordningar bör ugnen förvärmas innan ved laddas i pyrolyspannor som arbetar med fast bränsle.

För att göra detta utför man följande steg:

1. Lägg fin torr tändved (papper, stickor etc.) på botten av ugnen.
2. Tänd den med en fackla av liknande material.
3. Stäng luckan till förbränningskammaren.
4. Lämna luckan till laddningskammaren något öppen.
5. Tillsätt portioner av tändved allteftersom den brinner.
6. Upprepa processen tills ett lager av glödande kol har bildats på botten.

Vid denna tidpunkt har ugnen värmts upp till cirka 500-800°C, vilket skapar förutsättningar för att ladda huvudbränslet. Använd inte bensin, fotogen eller andra liknande flytande ämnen för att tända tändveden. Innan du värmer upp ugnen i en långbrännande panna, se till att enheten är redo för drift.

En utmärkande egenskap hos pyrolyspannor – den lilla mängden aska och slagg, vilket underlättar rengöring och underhåll av enheten.

För detta kontrollerar man drag, dörrarnas täthet, funktionen hos låsmekanismer och regleringsutrustning, samt förekomsten av värmebärare i värmesystemet osv.

Därefter ska du slå på termostaten för att kontrollera att spänning kommer till enheten. Öppna sedan dragspjället och ventilera pannan i 5-10 minuter.

Översikt över populära modeller

Du bör förstå att en pyrolyspanna är en ganska tung anordning som inte är avsedd att hängas på väggen. Sådana enheter kan användas både för uppvärmning av ett litet hus och för rymliga villor. Liksom andra värmeanordningar skiljer sig långbrännande pannor åt i effekt.

När du väljer en pyrolyspanna bör du beakta faktorer som enhetens värmeeffekt, lastkammarens storlek, förekomsten av en sekundärkrets och liknande.

Det är denna indikator som köpare vanligtvis fokuserar på.

Bland de populära modellerna av sådan utrustning bör nämnas:

• Atmos (Ukraina) – representeras av enheter som kan arbeta både på ved och kol, effekten varierar mellan 14 och 75 kilowatt.
• Attack (Slovakien) – kan hantera uppvärmning av ytor upp till 950 kvm, vissa modeller kan fortsätta arbeta även vid elavbrott.
• Bosch (Tyskland) – högkvalitativa produkter från ett känt märke, effekten varierar mellan 21 och 38 kilowatt.
• Buderus (Tyskland) representeras av serierna Elektromet och Logano, den första är välkänd i Europa som ett klassiskt alternativ för pyrolyspanna, den andra är modernare versioner avsedda för privata hem.
• Gefest (Ukraina) – högeffektiva enheter med en verkningsgrad på upp till 95%.
• KT-2E (Ryssland) – speciellt utvecklad för stora bostadsutrymmen, enhetens effekt är 95 kilowatt.
• Opop (Tjeckien) – relativt billiga pannor, pålitliga och hållbara, effekt 25-45 kilowatt.
• Stropuva (tillverkad i Litauen eller Ukraina) med en effekt från sju kilowatt passar bra för ett litet hus, men i modellserien finns även kraftfullare enheter.
• Viessmann (Tyskland) – ett idealiskt val för privata bostäder, effekten börjar från 12 kilowatt, användning av modern teknik gör det möjligt att spara bränsle.
• “Buran” (Ukraina) med en effekt på upp till 40 kilowatt är ytterligare ett populärt alternativ för ägare av stora villor.
• “Logika” (Polen) – högeffektiva enheter på 20 kilowatt värmer med lätthet upp lokaler upp till 2 000 kvm, det är snarare en panna för industriella behov: uppvärmning av verkstäder, kontor, växthus etc.

När du väljer en pyrolyspanna för ett privat hem bör du uppmärksamma modeller med två kretsar, för att inte bara värma bostaden utan även förse den med autonom varmvattenförsörjning.

Värmeväxlare för varmvatten kan vara av ackumulerande eller genomströmningstyp. För det senare alternativet används pannmodeller med högre termisk effekt.

Vill du spara pengar kan du försöka bygga en pyrolysbrännare själv. Tekniken för monteringen beskrivs i den här artikeln.

Slutsatser och användbar video om ämnet

I den här videon visas tydligt principen för en pyrolysbrännare:

En detaljerad genomgång av en överförbränningspanna kan ses här:

Pyrolysbrännare är inte billiga, men de motiverar fullt ut investeringen. Med korrekt installation och underhåll kommer dessa enheter att förse hemmet med stabil och billig värme.

Letar du efter en pyrolysbrännare för att värma ditt hem? Eller har du erfarenhet av att använda sådana aggregat? Vänligen lämna kommentarer till artikeln och dela dina intryck av att använda pyrolysbrännare. Feedback-formuläret finns i det nedre avsnittet.