Caldera de piròlisi de bricolatge: dispositiu, esquemes, principi de funcionament
El terme "piròlisi" es refereix a un procés en el qual té lloc la combustió lenta de combustible sòlid per produir un medi gasós.Malgrat el nom "professional" de l'estructura, fer una caldera de piròlisi amb les vostres pròpies mans és relativament fàcil, i els productes casolans són força habituals a la pràctica.
L'explicació d'això és senzilla: una caldera generadora de gas de llenya és més fàcil de mantenir, sovint més eficient i econòmica que altres equips similars. Anem a esbrinar junts com funciona aquest equip i què es necessita per fer-lo.
El contingut de l'article:
Principi de funcionament de les calderes de piròlisi
Les calderes per a sistemes de calefacció, on s'utilitzen com a combustible materials sòlids combustibles, a més de les clàssiques, també pertanyen a estructures de piròlisi. Se solen anomenar calderes de generador de gas.
Per entendre millor el principi de funcionament d'una caldera de piròlisi domèstica, és lògic considerar acuradament el disseny d'aquests equips. Comencem amb les característiques de la caixa de foc com a part principal de l'estructura de calefacció. Essencialment, l'àrea de treball de la cambra de combustible de les calderes de piròlisi es divideix en dues cambres separades.
Una d'aquestes cambres està carregada de combustible sòlid: llenya, pellets, briquetes, etc. Allà comença el procés primari de combustió de combustible sòlid amb un subministrament d'aire limitat. En aquest estat, el combustible no es crema, sinó que es fuma.Els gasos alliberats durant la combustió lenta entren en una altra àrea de la cambra, l'activa, on, amb un major subministrament d'aire, es cremen intensament.
Tècnicament, aquest procés de combustió s'implementa d'una manera senzilla. Les subregions de la cambra comuna estan simplement separades per una reixa i un broquet. La part superior de la cambra és una caixa de foc passiva, la part inferior de la cambra és una caixa de foc activa. En aquest cas, cal tenir en compte la característica de disseny: el subministrament d'aire superior a la cambra de combustible (explosió superior).
De fet, això és el que distingeix el disseny d'una caldera generadora de gas del disseny clàssic d'una sola cambra, on s'utilitza l'alimentació inferior.
Tecnològicament, l'organització del tir forçat també és un tret característic del disseny de les calderes de piròlisi. El disseny de la caixa de foc de dues etapes ha augmentat la resistència aerodinàmica. Per tant, no hi ha manera de fer sense instal·lar una bomba d'aire.
Com funciona una caldera a la pràctica?
És convenient considerar l'aplicació pràctica de l'equip en un procés pas a pas:
- Càrrega de llenya - col·locant la zona superior de la cambra a la reixa.
- Enceneu el combustible i engegueu la bomba de fum.
- Formació de gas de fusta a una temperatura de 250-850 °C.
- Transició de gas de llenya a la zona inferior de la caixa de foc.
- Combustió de gas de llenya amb subministrament d'aire addicional.
A continuació, la calor obtinguda a la regió inferior de la cambra de combustible s'utilitza per escalfar el refrigerant. El refrigerant pot ser aigua o aire.
Si presteu atenció a tots els dissenys existents de calderes domèstiques que funcionen amb combustible sòlid, la principal alternativa a una caldera de piròlisi és el disseny d'un disseny tradicional.
Aquesta és una versió similar d'una caldera de llenya, on hi ha una caixa de foc indivisa i funciona el principi de subministrament d'aire inferior a la cambra de combustió. Però aquest sistema es considera menys eficient i poc econòmic a causa de la ràpida combustió del combustible.
Una caldera de piròlisi és capaç d'oferir una eficiència del 85-95% amb una càrrega del 100%. Tanmateix, l'eficiència disminueix dràsticament si la càrrega és inferior al 50%. És per això que els fabricants d'equips de piròlisi recomanen que els usuaris facin funcionar l'equip a la màxima càrrega.
Un enfocament similar també és vàlid per a estructures fetes a casa, sempre que compleixin totalment amb l'esquema clàssic de piròlisi i els requisits de funcionament.
Per a la "piròlisi", els requisits de funcionament, cal tenir en compte, són força estrictes:
- equip obligatori amb una bomba d'aire;
- el contingut d'humitat del combustible admissible no és superior al 25-35%;
- la càrrega de l'equip no és inferior al 50%;
- la temperatura de retorn del refrigerant no és inferior a 60 °C;
- carregant només amb grans matrius de combustible.
També cal tenir en compte que és car sistemes de piròlisi producció industrial. Probablement per això l'opció de fer-ho tu mateix és tan popular.
Caldera de piròlisi casolana
Com a regla general, quan es fabriquen aquests equips de calefacció amb les seves pròpies mans, es pren com a base el popular esquema Belyaev. Això no vol dir que es tracti d'una solució senzilla que permet fer un escalfador sense problemes. Però, potser, una d'aquestes solucions que realment es poden implementar.
Per produir equips segons aquest esquema, el mestre necessitarà:
- tub metàl·lic (d = 32; 57; 159 mm);
- tub de perfil (s = 60x30; 80x40; 20x20 mm);
- cinta d'acer (20x4; 30x4; 80x5 mm);
- maó refractari;
- una xapa de metall;
- bomba d'aire;
- sensor de temperatura.
També heu de tenir un conjunt complet d'eines de fontaneria, a més d'una màquina de soldadura (i habilitats de soldadura, respectivament). El treball de fer una caldera de piròlisi amb les vostres pròpies mans és evident que no es pot fer sol. Es necessita almenys un assistent.
En primer lloc, d'acord amb l'esquema escollit, cal preparar les parts de la làmina de l'estructura. Es recomana preparar panells de xapa tallant-los a mida utilitzant equips de precisió professional.
L'ús d'eines manuals com ara “molinos” per tallar també requereix algunes habilitats de treball i compliment de les normes de seguretat durant el funcionament, però no garanteix la precisió del tall, que posteriorment afecta la qualitat de la soldadura. Cal tenir en compte aquest punt. Una solució raonable per tallar xapes metàl·liques és demanar-la a un taller mecànic.
Muntatge de peces internes d'equips
Cal fer una cambra de combustible a partir d'una part de làmines metàl·liques.Per fer-ho, es connecta i es solda un material d'acord amb els paràmetres del circuit. El resultat hauria de ser una estructura de dues cambres, que s'hauria de complementar amb conductes d'aire.
Aquests elements de la cambra de combustible estan fets d'un canal metàl·lic o s'utilitza un tub de perfil per a la fabricació. Els forats es foren a tota l'àrea de la part frontal del conducte d'aire.
Per sota del nivell, a la zona de la cambra de combustió activa, a la paret situada entre els conductes d'aire, hi ha una canonada metàl·lica (subministrament d'aire secundari). A continuació, s'inicia el treball amb les canonades, ja que ha arribat el torn de muntar l'intercanviador de calor tubular.
Aquesta part del sistema de piròlisi està feta de tubs metàl·lics d=57 mm:
- Agafeu dues làmines de metall segons la mida del dibuix i feu marques.
- A partir de les marques per a la ubicació de les canonades, es tallen forats d = 60 mm a la làmina.
- Les canonades d=57 mm es tallen a la longitud.
- Els extrems de les canonades s'introdueixen als forats d'un full i s'escalden.
- Repetiu l'operació amb un altre full.
La sortida ha de ser un intercanviador de calor acabat, que està connectat al cos de la caldera on indica el diagrama.
Al costat de l'intercanviador de calor (al nivell superior) s'instal·la una vàlvula d'acceleració. Aquesta peça està equipada amb un mànec i també està soldada a l'estructura.La part final del cos de l'accelerador està coberta amb un tros de xapa amb un tub per a la xemeneia.
A continuació, només queda soldar el panell frontal de la cambra de combustible amb finestres per a les portes sota cadascun dels dos trams i un mòdul per a la bomba d'aire.
Abans d'instal·lar el panell frontal, l'interior de les cambres de combustió s'ha de reforçar amb maons d'argila refractaria. Aquest material es talla a mida, alguns d'ells en angle. El maó està mòlt i ajustat al lloc on es col·loca.
Les dues seccions de treball de la cambra de combustible de la caldera estan tractades amb maons d'argila refractaria. Al mateix temps, les zones dels amortidors de les canonades de sortida d'aire (subministrament) estan revestides amb cura. Després de col·locar el maó, s'instal·la el panell frontal.
De fet, el conjunt principal de la caldera de piròlisi en aquesta etapa es pot considerar complet. L'estructura muntada s'ha de processar: traieu l'escala de la soldadura, netegeu les soldadures, redreceu-la si hi ha petites irregularitats en algun lloc.
La següent etapa és tancar l'estructura muntada en una carcassa segellada. Aquesta part de l'estructura també està feta de làmines metàl·liques. Tanmateix, primer cal crimpar.
Prova i muntatge final de l'estructura
S'ha de provar l'estructura muntada. Accions obligatòries: comproveu l'estanquitat de la zona de la caldera on ha de circular el refrigerant.Per dur a terme les proves de pressió de l'intercanviador de calor, s'instal·len taps temporalment a les canonades d'alimentació i retorn de refrigerant.
A continuació, l'intercanviador de calor s'omple d'aigua. S'aconsella utilitzar aigua calenta de la xarxa de calefacció o subministrament d'aigua calenta per tal de poder comprovar les soldadures en condicions d'expansió tèrmica del metall.
Sempre que no hi hagi fuites a les costures de l'intercanviador de calor, l'aigua es drena i comencen a emmarcar l'estructura de la caldera de piròlisi amb panells metàl·lics externs. També en aquesta etapa es fabriquen i es pengen les portes de les finestres dels trams de la cambra de combustió.
Les portes d'una unitat de piròlisi requereixen un disseny tenint en compte les condicions de funcionament d'alta temperatura. Per tant, aquests elements estructurals solen estar fets (o s'utilitzen ja fets) de ferro colat amb un reforç addicional de la temperatura amb maons d'argila refractaria.
L'etapa final és la instal·lació d'una caldera de piròlisi al lloc del seu futur funcionament. L'estructura s'instal·la sobre una base o sobre una llosa de formigó. Es recomana mantenir l'alçada de la base (llosa) respecte al nivell del terra a una mida no inferior a 100 mm.
Després de la instal·lació i l'equilibri de nivell, la part inferior de la caldera es fixa a la base. Només queda connectar el tub de la xemeneia, instal·lar la bomba d'aire i connectar les línies de subministrament/sortida de refrigerant.
Fer tu mateix una estructura de caldera de piròlisi és una feina que requereix una inversió important d'esforç. Per descomptat, no podeu prescindir de costos generals en termes de recursos financers.
És possible que el cost d'adquirir material i utilitzar serveis de tercers sigui inferior al cost dels equips de fabricació industrial. Tanmateix, el més probable és que la diferència no sigui tan significativa. Però el principal problema no són els diners.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Sobre la producció independent d'una caldera de piròlisi:
Tècnicament, la producció independent de calderes de piròlisi sense la base adequada és un procés extremadament complex. També es requereixen habilitats professionals per treballar amb metall, una comprensió clara dels esquemes d'enginyeria i les subtileses tecnològiques de la fabricació d'equips de calderes. Sense tot això, ni tan sols hauríeu de posar-vos a treballar.
Si teniu els coneixements i habilitats necessaris i podeu donar consells valuosos sobre com muntar una caldera de piròlisi a altres visitants del lloc, deixeu els vostres comentaris, compartiu els vostres secrets d'habilitat i feu preguntes al bloc de sota de l'article.
En l'etapa de construcció d'una casa, vaig decidir comprar una caldera de piròlisi, ja que pot processar qualsevol tipus de combustible i té una alta eficiència. Però vaig anar a comprar, vaig mirar els preus i vaig canviar d'opinió. Les calderes que són més barates són de parets primes, però no em podia permetre les cares importades.
Definitivament no ho faré jo, has de ser un soldador professional, però jo soldo a nivell domèstic.Bé, la inversió en metall, canonades i eines addicionals també és considerable. Encara que, quan ho fas tu mateix, per tu mateix, estàs segur de la qualitat, això és segur.