Są najnowocześniejszą i najbardziej wydajną konstrukcją. Osiągają sprawność na poziomie 90% zbliżając się pod tym względem do starszych konstrukcji kotłów gazowych. Produkowane są w szerokim zakresie mocy od około 20-80 kW. Proces spalania odbywa się z góry do dołu i składa się z kilku faz:
- faza suszenia
Paliwo znajdujące się w komorze załadowczej rozpalone zostaje przy zwykłym dostępie tlenu. Potem drzwiczki górnej komory zostają zamknięte, otwiera się natomiast klapa komory dolnej. Podczas wstępnego spalania suszonego drewna powstaje dym, który odprowadzony zostaje przez klapę kominową do komina. W trakcie procesu wydziela się dużo pary wodnej, pogarszającej jakość powstałego potem gazu drzewnego. W związku z tym wilgotność paliwa nie powinna być wyższa niż 30%.
- faza zgazowania
Gdy w kotle jest już rozpalone i powstaje żar, górna i dolna komora oraz klapa komina zostają zamknięte. Dym zmienia kierunek i płynie w dół. Temperatura wysuszonego drewna wzrasta, wytwarza się gaz i soki drzewne, które w skondensowanej formie tworzą gęsty ocet drzewny. W miarę wzrostu temperatury drewno, żarząc się, uwalnia kolejne składniki, samo stając się węglem drzewnym. Przepływ celowo skierowany jest w dół, aby reszta składników dopaliła się w kolejnych strefach.
- faza utleniania
Temperatura żarzenia się węgla drzewnego wynosi 700 – 1000°C. Podczas jego utleniania powstaje palny tlenek węgla (2 CO), wydziela się także wodór, metan oraz niepalny tlenek węgla (CO).
- faza redukcji
Gaz, który powstał w strefie utleniania, zawierający niepalny CO opływa węgiel drzewny żarzący się w temperaturze ok. 1300°C. CO w kontakcie z gorącym węglem powoduje redukcję do palnego 2 CO. Do utrzymania żaru nad dyszą w strefach II – IV wystarczy minimalna ilość powietrza.
- faza spalania
Powstały gaz drzewny opuszcza komorę zgazowania przez dyszę. W zetknięciu z dużą ilością powietrza wtórnego tworzy mieszankę wybuchową z tlenem. Do zapłonu dochodzi w dyszy przy temperaturze 560°C. Ostateczne dopalanie ma miejsce w komorze spalania pod dyszą. Temperatura sięga tam 1300°C. Powstaje fioletowo – niebieski płomień. Spaliny oddają swe ciepło do wody znajdującej się w płaszczu kotła i płomieniówkowym wymienniku ciepła. Schłodzone spaliny poprzez komin wydostają się na zewnątrz.
źródło:
1) www.biomasa.wortale.net
2) www.kotly.pl