Caldera de piròlisi pròpia: dispositiu, circuits, principi de funcionament

El terme "piròlisi" es refereix a un procés en què es produeix una combustió retardada de combustible sòlid per produir un medi gasós. Malgrat el nom “professional” de l’edifici, fer una caldera de piròlisi amb les vostres mans és relativament senzill, i els productes casolans són força habituals a la pràctica.

L’explicació és senzilla: una caldera de combustió de gas és més fàcil de mantenir, sovint és més eficient i més econòmica que altres equips similars. Mirem com funciona aquest equipament i quins són necessaris per a la seva fabricació.

El principi de funcionament de les calderes de piròlisi

Les calderes dels sistemes de calefacció, on s’utilitzen materials combustibles sòlids com a combustible, a més dels clàssics, també pertanyen a les estructures de piròlisi. Normalment s’anomenen calderes generadores de gas.

Per entendre millor el principi de funcionament d’una caldera de piròlisi domèstica, és lògic considerar atentament el dispositiu d’aquesta tècnica. Comencem per les característiques del forn com a part principal de l’estructura de calefacció. De fet, la zona de treball de la cambra de combustible de les calderes de piròlisi està dividida en dues cambres separades.

El disseny de la caldera de piròlisi en el context de: 1 - cambra de càrrega (passiva), on té lloc el procés de piròlisi (combustió incompleta); 2 - cambra de combustió de gas (activa) generada durant la piròlisi

Una d’aquestes cambres està carregada amb combustible sòlid: llenya, pellets, briquetes, etc. S'inicia el procés principal de cremar combustible sòlid amb un subministrament d'aire limitat. En aquest estat, el combustible no crema, sinó olors. Els gasos emesos durant la combustió lenta entren a una altra zona de la cambra: la activa, on es cremen intensament, fins i tot amb un major subministrament d'aire.

Un procés de combustió similar tècnicament s’implementa d’una manera senzilla. Les subregions de la cambra comuna estan simplement separades per la reixa i el broquet. La part superior de la cambra és un forn passiu, la part inferior de la cambra és un forn actiu. En aquest cas, s’ha de tenir en compte una característica de disseny: el subministrament d’aire superior a la cambra de combustible (voladura superior).

De fet, això distingeix el disseny de la caldera de gas del clàssic disseny d'una sola cambra, on s'utilitza el cabal inferior.

El disseny clàssic d’una bomba d’aire (sovint anomenat ventilador, però tècnicament es tracta d’un nom erroni), que s’utilitza en el circuit de la caldera de piròlisi. Aquesta és una part important per assegurar el rendiment dels equips.

Tecnològicament, per a la disposició de calderes de piròlisi, un moment característic és també l’organització de corrent forçat. El disseny de la caixa de foc de dues etapes té un gran arrossegament aerodinàmic. Per tant, no hi ha manera de fer sense instal·lar una bomba d’aire.

Com funciona la pràctica de la caldera?

És convenient considerar l’ús pràctic d’equips en un procés pas a pas:

1. Carrega llenya: a la reixeta de la zona superior de la càmera.
2. Encesa de combustible i posada en marxa de la bomba de fum.
3. La formació de gas de fusta a una temperatura de 250-850 ° C.
4. La transició del gas de llenya a la regió inferior del forn.
5. Combustió de gas de fusta amb subministrament d’aire addicional.

A més, la calor obtinguda a la zona inferior de la cambra de combustible s'utilitza per escalfar el refrigerant. El refrigerant pot ser tant aquós com a medi.

1: càmera activa; 2 - entrada d’aigua; 3 - aire secundari; 4 - xemeneia; 5 - canonada de sortida; 6 - una vàlvula de papallona; 7 - sortida d'aigua; 8, 9 - sensors; 10 - regulador de temperatura; 11 - la porta de la cambra passiva; 12 - aire primari; 13 - càmera passiva; 14 - bomba d'aire; 15 - circuit d'intercanviador de calor; 16 - broquet; 17: la porta de la càmera activa

Si pareu atenció a tots els dissenys existents de calderes domèstiques que funcionen amb combustible sòlid, l’alternativa tradicional és l’alternativa principal a la caldera de piròlisi.

Es tracta d’una versió similar d’una caldera de llenya, on hi ha una caixa de foc no dividida 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.

La caldera de piròlisi és capaç de produir un coeficient de rendiment al nivell del 85-95% a la càrrega del 100%. Tanmateix, l'eficiència baixa molt si la càrrega és inferior al 50%. És per això que els fabricants d’equips de piròlisi recomanen als usuaris que utilitzin equips amb càrrega màxima.

Un enfocament similar és cert per a les estructures casolanes, sempre que compleixin plenament l’esquema de piròlisi clàssica i els requisits d’operació.

Per als requisits d'operació de "piròlisi", cal destacar, força estrictes:

• equipament obligatori amb bomba d'aire;
• humitat admissible del combustible no superior al 25-35%;
• càrrega dels equips no inferior al 50%;
• temperatura de retorn no inferior a 60 ° С;
• carregant només amb una gran massa de combustible.

També cal destacar l’elevat cost sistemes de piròlisi fabricació industrial. Probablement és per això que és molt popular l’opció de fer-ho-mateix.

Caldera de piròlisi casolana

Per regla general, en la fabricació d'aquest equipament de calefacció amb les seves pròpies mans, es pren com a base el popular esquema de Belyaev. Això no vol dir que es tracta d’una solució senzilla que permet fer un escalfador sense problemes. Però, potser, una d’aquestes solucions realment implementables.

Esquema tridimensional d’una caldera de piròlisi per a la producció de bricolatge. Aquesta és una de les variacions senzilles del circuit que es poden fer a casa per compte propi.

Per produir equips segons aquest esquema, el mestre necessitarà:

• canonada metàl·lica (d = 32; 57; 159 mm);
• tub de perfil (s = 60x30; 80x40; 20x20 mm);
• franja d'acer (20x4; 30x4; 80x4 mm);
• maó de fireclay;
• xapa metàl·lica;
• bomba d'aire;
• Sensor de temperatura.

També és necessari tenir un conjunt complet d’eines de banc, a més d’una soldadora (i capacitats de soldador, respectivament).Els treballs per a la fabricació d’una caldera de piròlisi amb les vostres mans no són clarament desbordants. Cal, com a mínim, un assistent.

En primer lloc, d’acord amb l’esquema seleccionat, cal preparar detalls de l’estructura de l’estructura. Es recomana preparar panells de xapa, tallant-los a mida amb equips de precisió professionals.

L'aplicació per tallar una eina manual com "molinet" també requereix algunes habilitats i precaucions de seguretat durant el funcionament, però no garanteix la precisió del tall, cosa que posteriorment afecta la qualitat del rendiment de les soldadures. Cal tenir en compte aquest punt. Una solució raonable per tallar xapes metàl·liques és una comanda en un taller mecànic.

Muntatge de peces internes dels equips

D’una part de les làmines metàl·liques cal fer una cambra de combustible. Per a això, es connecta i solda un material proporcional als paràmetres del circuit. S'hauria d'obtenir un disseny de dues cambres que s'ha 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. Es foren forats a tota la zona del costat frontal del conducte.

Conductes d'aire dins de la cambra de combustió. L’aigua s’ofereix a través d’aquests canals mitjançant una bomba d’aire. Per a una distribució uniforme del flux d'aire al llarg de tota la longitud del canal, els forats són forats

De nivell més baix, a la regió de la cambra de combustió activa, un tub metàl·lic (subministrament d'aire secundari) s'estavella sobre una paret ubicada a través dels conductes d'aire. A continuació, comença el treball amb canonades, ja que ha arribat el torn de muntar un intercanviador de calor tubular.

Aquesta part del sistema de piròlisi està feta de canonades metàl·liques d = 57 mm:

1. Es prenen dues fulles metàl·liques a la mida del dibuix i es fa el marcatge.
2. A partir del marcatge per a la ubicació de les canonades, es tallen forats d = 60 mm a la xapa.
3. Es tallen canonades d = 57 mm de longitud.
4. Els extrems de les canonades s’insereixen als forats d’un full i s’escalden.
5. Repetiu l'operació amb un altre full.

La sortida ha de ser un intercanviador de calor acabat, fixat al cos de la caldera on indica el circuit.

Un exemple de fabricació d’un intercanviador de calor a partir de dues planxes i canonades d’acer, tallades a mida. Aquí es necessita soldadura d'alta qualitat, de manera que més endavant no hi haurà problemes durant el funcionament de la caldera

Una vàlvula d’acceleració s’instal·la al costat de l’intercanviador de calor (al nivell superior). Aquesta part està equipada amb un mànec i també està soldada a l'estructura. La part final del cos de l’acceleració es tanca amb un tros de xapa amb una canonada sota la xemeneia.

A continuació, només queda soldar el panell frontal de la cambra de combustible amb finestres per a portes a cada una de les dues seccions i un mòdul per a la bomba d'aire.

Instal·lador d’intercanviador de calor i part del disseny de l’acceleració. Variant del mecanisme d’ajust en forma de palanca manual amb la possibilitat de fixar l’amortidor en qualsevol posició

Abans d’instal·lar el panell frontal, l’interior de les cambres de combustió s’ha de reforçar amb maons de pell de foc. Aquest material es talla a mida, alguns en angle. El maó es tritura i s’ajusta al lloc de la posada.

Les dues seccions d’incendi de la cambra de combustible de la caldera estan exposades a maons de foc incendi. Al mateix temps, la zona de les solapes de les canonades d’escapament d’aire (subministrament) n’està ordenada. Després de col·locar el maó, el panell frontal s’instal·la.

Un exemple d’establiment de l’àrea interior de la cambra de combustible amb maons de foc incloent. El revestiment de maó protegeix les parets de la cambra de la caldera de piròlisi de possibles cremades durant un funcionament a llarg termini

De fet, es pot considerar que el conjunt principal de la caldera de piròlisi en aquesta fase és completat. L’estructura muntada s’ha de processar: elimineu l’escala de les soldadures, netegeu les soldadures, talleu-les si hi ha irregularitats lleus.

El següent pas és la conclusió de l'estructura muntada en un recinte tancat.Aquesta part de l’estructura també està feta de xapes metàl·liques. Tanmateix, primer cal fer proves de pressió.

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 per on ha de circular el refrigerant. Per realitzar proves de pressió de l’intercanviador de calor, els taps s’instal·len temporalment als tubs d’alimentació i de retorn del refrigerant.

A continuació, l’intercanviador de calor es carrega amb aigua. És recomanable utilitzar aigua calenta de la xarxa de calefacció o subministrament d’aigua calenta per tal de poder comprovar les soldadures en les condicions d’expansió tèrmica del metall.

La part davantera d'una construcció gairebé acabada amb sortides per al subministrament d'aire dins de les cambres de treball. Les finestres de les seccions de la cambra de combustible són fins ara sense portes. Aquesta estructura es revestirà en làmines de casc.

Si no hi ha fuites a les costures de l’intercanviador de calor, l’aigua es drena i les estructures metàl·liques de la caldera de piròlisi estan emmarcades per panells metàl·lics externs. També en aquesta fase es fabriquen i pengen les portes de les finestres de les seccions de la cambra de combustió.

Les portes de la instal·lació de piròlisi requereixen una execució tenint en compte les condicions de funcionament a alta temperatura. Per tant, aquests elements estructurals solen ser fabricats (o ja fabricats) de fosa amb reforç tèrmic addicional mitjançant maó chamot.

Un exemple del disseny de la porta d’una de les seccions de la cambra de combustible de la caldera de piròlisi. Per millorar la protecció contra els efectes de la temperatura elevada del procés de combustió, s'utilitzen, a més del metall, maons de filats de foc

L’última etapa és la instal·lació d’una caldera de piròlisi en lloc del seu futur funcionament. La instal·lació de l'estructura es realitza sobre la base o sobre una llosa de formigó. Es recomana l'alçada de la base (llosa) respecte al nivell del terra per mantenir una mida no inferior a 100 mm.

Després de la instal·lació i l'equilibri per nivells, la part inferior de la caldera es fixa en el fonament. Resta connectar la xemeneia, instal·lar una bomba d’aire i connectar les línies d’alimentació / sortida del refrigerant.

La caldera de piròlisi està totalment tancada en una caixa metàl·lica i preparada per a la seva instal·lació al lloc de treball. Els ganxos angulars estan soldats com a elements de suport de les fixacions del cos

Fer un disseny de caldera de piròlisi pel vostre compte és un treball que requereix una inversió important d’esforços. Per descomptat, no podeu prescindir de les despeses generals en termes de recursos financers.

Potser, la compra de material i l’ús de serveis de tercers suposarà un cost inferior al cost dels equips industrials. Tanmateix, és probable que la diferència no sigui tan significativa. Però la pregunta principal no és sobre diners.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Sobre la fabricació independent d’una caldera de piròlisi:

La producció tècnicament independent de calderes de piròlisi sense la disponibilitat d’una base adequada és un procés extremadament complex. També calen habilitats professionals per treballar amb metall, una comprensió clara dels esquemes d’enginyeria i les subtileses tecnològiques dels equips de caldera de fabricació. Sense tot això, ni haureu d’agafar feina.

Si teniu els coneixements i habilitats necessaris i podeu donar consells valuosos sobre com muntar la caldera de piròlisi a altres visitants del lloc. Si us plau, deixeu els vostres comentaris, compartiu els secrets de l’habilitat, feu preguntes al bloc de l’article.