FI-GS - Centrala termica pe lemne cu gazeificare

Principiul de functionare al cazanului cu gazeificare

Procesul de gazeificare a lemnului Lemnul (cu umiditate 18-20%) este încarcat în magazia de combustibil, unde în contact cu jarul produs pe suprafata refractara da nastere gazului de lemn prin procesul denumit "distilare a lemnului", care combinându-se cu aerul primar (de combustie) alcatuiesc un amestec de combustibil gazos. Acest combustibil este insuflat prin duza refractara în camera de ardere unde are loc arderea sub forma de "flacara rasturnata".
Etapele procesului de gazeificare si arderea gazului de lemn:

1. uscarea lemnului - se elimina vaporii de apa din lemn ce contin printre altele si rasini naturale.

2. carbonizarea (piroliza) - se formeaza gazul de lemn din lemnul uscat si se transforma în carbune prin procesul numit "distilare".

3. arderea primara - arderea combustibilului format (combustia) si cedare de caldura nivelului anterior si urmator.

4. arderea principala - amestecul de combustil este insuflat (transferat) prin duza refractara unde se autoaprinde la 560 °C în amestec cu aerul secundar.

5. arderea totala (finala) - are loc arderea gazului de lemn în camera de ardere în amestec cu aerul secundar la temperaturi de 1200 °C.

Urmeaza transferul caldurii la agentul termic primar prin schimbatorul cazanului dupa care gazele de ardere sunt evacuate pe canalul de fum.

FI-GS - Centrala termica pe lemne cu gazeificare

Generalitati

- FI-GS sunt cazane din oţel, cu funcţionare pe combustibil lemnos pe baza principiului gazeificării, fiind dotat cu ventilator de aer, care asigură alimentarea cu aer de combustie a camerelor de ardere. Aerul introdus de ventilator este dirijat pe două canale de aer - aerul primar (canalul superior) permite arderea de jos în sus (în masă) a lemnului şi trecerea gazului de lemn prin diuza refractară, iar aerul secundar (canalul inferior) ajută la arderea gazului de lemn;

- arderea lemnului prin aşa numitul proces “piroliză” permite atingerea unui randament de până la 89% şi o ardere ecologică, în urma căreia rezultă o cantitate minimă de cenuşă; combustibilul folosit trebuie să fie lemn uscat (umiditate max.20%), buşteni cu diametrul max. 200 mm şi deşeuri lemnoase în proporţie de 20%.

- cazanele au două compartimente despărţite de o placă de beton refractar prevăzută cu diuze de ardere; compartimentul superior are rol de magazie de combustibil şi cameră de gazeificare, iar cel inferior cameră de ardere unde are loc arderea propriu-zis a gazului de lemn; camera de ardere principală este concepută astfel încât gazele de ardere să parcurgă cele două căi convective pentru o mai bună cedare a căldurii către agentul termic, fiind apoi evacuate către coş.

- cazanele sunt echipate standard cu două schimbătoare de căldură: serpentină pentru producerea de apă caldă menajeră (în gama 18 - 40 KW) şi serpentină de răcire protecţie supraîncălzire cazan (pentru toată gama de puteri).

- pachetul standard mai cuprinde: ventilator de aer prevăzut cu clapetă de reglaj unisens, termostat de comandă ce reglează temperatura în cazan (prin pornirea,modularea turaţiei şi oprirea ventilatorului) intrerupător general, supapă de siguranţă, vătrai, răzuitoare, perie de sârmă.



Avantaje

- randament ridicat cu valori de până la 89%;

- arderea ecologică şi magazia de combustibil mare conferă o autonomie sporită (8- 12 ore);

- camera de combustibil spaţioasă, permite încărcarea si arderea buştenilor de dimensiuni mari, nefiind necesară crăparea acestora;

- economii mari prin folosirea combustibililor solizi;

- spre deosebire de celelalte cazane de pe piaţă, datorită poziţiei uşii de încărcare aflată mai jos decât partea superioară a magaziei de combustibil şi sistemului eficient de evacuare a gazelor arse prin clapeta acţionată manual, la alimentare nu permite ieşirea fumului în încăperea în care se află cazanul.

- consum redus de combustibil, datorită sistemului de funcţionare pe principiul gazeificării;

- datorită arderii aproape perfecte rezultă o cantitate minimă de cenuşă si reziduuri, îndepărtarea acestora făcându-se doar o dată pe săptămână;

- detaşarea uşoară a părţii din spate a cazanului permite accesul rapid pentru o curăţare eficientă a căilor de fum;

- funcţionarea controlată şi automatizată permite controlul arderii şi a temperaturii ambientale;

- schimbător (serpentină) de preparare apă caldă menajeră imersat în agentul termic primar la gama de puteri 18 - 40 KW. Furnizarea de apă caldă menajeră se realizează instantaneu şi în debit continuu, proporţional cu puterea cazanului (acoperă necesităţile unei bucătării/ sau unei băi cu duş). Pentru un consum mai mare de apă caldă menajeră şi la cazanele din gama de putere 50 - 150 KW se poate opta în vederea preparării ACM pentru un boiler produs de Termofarc;

- siguranţă în exploatare indiferent de condiţii:
- în cazul existenţei unei surse permanente de apă se poate instala în varianta de montaj cu vas de expansiune cu membrană (închis), serpentină de răcire, supapă termică şi supapă de siguranţă;
- utilizarea unor echipamente de tip hidrofor condiţionează montarea obligatorie a unui vas de expansiune deschis şi supapă de siguranţă;

- siguranţă şi confort:
- elementele de automatizare cuprinse în panoul de comandă permit funcţionarea cazanului fără necesitatea supravegherii lui, prin oprirea ventilatorului si implicit a arderii (de către termostatul de reglaj) in momentul atingerii temperaturii de termostatare. Termostatul de siguranţă condiţionează oprirea cazanului la atingerea temperaturii de 95°C, în cazul în care termostatul de reglaj nu a funcţionat.
- protecţie contra supraîncălzirii, compus dintr-un schimbător (serpentină) de răcire imersat complet în camera de agent termic primar şi supapă termică, care permite răcirea cazanului, folosind apă rece cu alimentare de la reţea. Acest sistem se declanşează la atingerea temperaturii de 95 - 98 °C, prin intermediul supapei termice cu comandă termostatică. Este de remarcat faptul că acest sistem protejează cazanul şi în cazul întreruperilor accidentale de curent electric.

- se poate monta într-o instalaţie cu funcţionare gravitaţională (termosifonare) sau cu circulaţie forţată cu pompă de circulaţie.

Specificatii

MODEL UM FI-GS 18 FI-GS 25 FI-GS 30 FI-GS 40 FI-GS 50 FI-GS 60
Putere termica utila Kcal/h
Kw
25.500
18
22.000
25,6
26.000
30,1
35.000
40,6
45.000
52,2
52.000
60,3
Randament % 87-89 87-89 87-89 87-89 87-89 87-89
Inaltime mm 1615 1615 1615 1615 1625 1625
Inaltime totala cu palet mm 1815 1815 1815 1815 1825 1825
Latime mm 605 605 605 605 710 710
Lungime mm 1045 1165 1225 1335 1400 1570
Volumul magaziei de combustibil dm3 120 135 150 175 230 280
Continut de apa in cazan L 118 139 149 164 209 243
Diametru racord cos mm Ø 170 Ø 170 Ø 170 Ø 170 Ø 200 Ø 200
Inaltime racord cos mm 1365 1365 1365 1365 1440 1440
Tiraj necesar la cos mbar 0,15 – 0,2 0,15 – 0,2 0,15 – 0,2 0,15 – 0,2 0,2 – 0,25 0,2 – 0,25
Putere electrica consumata W 80 80 80 80 135 135
Tensiune / frecventa de alimentare V/Hz 220/50 220/50 220/50 220/50 220/50 220/50
Presiunea maxima de lucru bar 2 2 2 2 2 2
Presiunea de incercare bar 4 4 4 4 4 4
Racord tur / retur toli 1” 1” 1” 1” 1” 1”
Racord serpentina ACM toli ½” ½” ½” ½” - -
Racord serpentina racire toli ¾” ¾” ¾” ¾” ¾” ¾”
Racord golire cazan toli ½” ½” ½” ½” ½” ½”
Greutate Kg 475 535 570 605 745 810
Temperatura gazelor de ardere   °C 130 - 140 130 - 140 130 - 140 130 - 140 130 - 140 130 - 140
Temperatura de lucru recomandata   °C 65 - 85 65 - 85 65 - 85 65 - 85 65 - 85 65 - 85
Temperatura maxima a apei in cazan   °C 95 95 95 95 95 95
Debit apa calda menajera, l/min 12 12 12 12 - -
Cantitate maximă de combustibil pe sarja kg 27 38 43 48 73 89
Consum de combustibil la putere nominala
(lemn uscat cu umiditate 18% - Hi = 3500kcal/kg)
kg/h 4,98 7,06 8,35 11,23 14,45 16,7
Lungime / diametru maxim al lemnelor mm 350 / 200 450 / 200 500 / 200 600 / 200 650 / 200 800 / 200
Autonomie în functie de umiditatea si esenta lemnului ore 8 – 12


MODEL UM FI-GS 80 FI-GS 105 FI-GS 130 FI-GS 150
Putere termica utila Kcal/h
Kw
69.000
80
90.000
104,4
112.000
130,4
130.000
151
Randament % 87-89 87-89 87-89 87-89
Inaltime mm 1725 1725 1725 1725
Inaltime totala cu palet mm 1925 1925 1925 1925
Latime mm 820 820 930 930
Lungime mm 1630 1870 1870 2020
Volumul magaziei de combustibil dm3 400 510 570 655
Continut de apa in cazan L 326 386 405 449
Diametru racord cos mm Ø 220 Ø 220 Ø 240 Ø 240
Inaltime racord cos mm 1530 1530 1520 1520
Tiraj necesar la cos mbar 0,2 – 0,25 0,2 – 0,25 0,2 – 0,25 0,2 – 0,25
Putere electrica consumata W 240 240 400 400
Tensiune / frecventa de alimentare V/Hz 220/50 220/50 220/50 220/50
Presiunea maxima de lucru bar 2 2 2 2
Presiunea de incercare bar 4 4 4 4
Racord tur / retur toli 1” 2” 2½” 2½”
Racord serpentina ACM toli - - - -
Racord serpentina racire toli ¾” ¾” ¾” ¾”
Racord golire cazan toli ½” ½” ½” ½”
Greutate Kg 995 1155 1265 1385
Temperatura gazelor de ardere   °C 130 - 140 130 - 140 130 - 140 130 - 140
Temperatura de lucru recomandata   °C 65 - 85 65 - 85 65 - 85 65 - 85
Temperatura maxima a apei in cazan   °C 95 95 95 95
Debit apa calda menajera, l/min - - - -
Cantitate maximă de combustibil pe sarja kg 115 140 155 180
Consum de combustibil la putere nominala
(lemn uscat cu umiditate 18% - Hi = 3500kcal/kg)
kg/h 22,15 28,9 36 42
Lungime / diametru maxim al lemnelor mm 900 / 200 1100 / 200 1100 / 200 1250 / 200
Autonomie în functie de umiditatea si esenta lemnului ore 8 – 12

Scheme de legaturi posibile

Sistem deschis

În cazul inexistentei unei surse permanente de apa (chiar daca se foloseste un hidrofor), varianta de instalare va fi obligatoriu sistem deschis cu vas de expansiune deschis.
Vasul de expansiune deschis se monteaza la o înaltime de minim 1,5 m deasupra ultimului calorifer.
Vasul de expansiune este unul deschis conform normelor I.S.C.I.R., cazanele cu combustibil solid neavând un control prompt asupra arderii.
Varianta cu vas de expansiune deschis este indicat a se folosi si în cazul în care sistemul functioneaza si pe principiul termosifonarii.


Sistem presurizat

În cazul existentei unei surse permanente de apa si montarea unui vas de expansiune deschis este dificila/imposibila, se poate alege varianta sistem presurizat cu vas de expansiune cu membrana (închis), supapa de siguranta si obligatoriu cu sistem de racire (serpentina de racire cu supapa termica) racordata la reteaua de apa.


Pentru prelungirea duratei de viata a cazanului prin evitarea condensarii si pentru o functionare mai eficienta a acestuia, se recomanda montarea între tur si retur a unei pompe de recirculare comandata de termostat ori a unei vane de amestec cu 3 cai;
Pentru functionare în parametri optimi si obtinerea unei autonomii sporite se recomanda montarea în circuitul de încalzire a unui vas de acumulare.
Pentru obtinerea apei calde menajere (la puterile de peste 40 KW), la instalatie se racordeaza un boiler ACM produs de Termofarc.
De asemenea se recomanda utilizarea între tur si retur a unei vane de amestec cu 3 cai în locul ventilului termostatat de amestec pentru puteri ce depasesc 80KW;
Pentru a obtine un confort termic dorit si controlul temperaturii ambientale, se recomanda ca circuitul de încalzire sa fie comandat de un termostat de ambient.

Scheme de legatura posibile
VEI - vas de expansiune închis
VED - vas de expansiune deschis
T - racord tur
R - racord retur
ARR - apa rece retea
ARM - apa rece menajera
ACM - apa calda menajera
SS - supapa de siguranta
S - sonda supapa termica
RST - racord supapa termica
ST - supapa termica de siguranta
Rt - robinete trecere
Prc - pompa recirculare anticondens
Pva - pompa pentru vas acumulator
Fy - filtru impuritati
Pb - pompa boiler ACM
Pci - pompa circuit încalzire
Cs - clapete de sens
BACM - boiler apa calda menajera
RI - radiator
VA - vas acumulator
RC - racord cos
GC - golire cazan
VT - ventil termostat de amestec
TA - termostat de ambient
TMM - termomanometru