Caldera de pirólisis de bricolaje: dispositivo, circuitos, principio de funcionamiento.
El término "pirólisis" se refiere a un proceso donde hay una quema retardada de combustible sólido para producir un medio gaseoso. A pesar del nombre "profesional" de la estructura, hacer una caldera de pirólisis con sus propias manos es relativamente simple, y los productos caseros son bastante comunes en la práctica.
La explicación es simple: una caldera de gas de leña es más fácil de mantener, a menudo más eficiente y más económica que otros equipos similares. Veamos cómo funciona dicho equipo y qué se necesita para su fabricación.
El contenido del artículo:
El principio de funcionamiento de las calderas de pirólisis.
Las calderas de los sistemas de calefacción, donde se usan materiales combustibles sólidos como combustible, además de los clásicos, también pertenecen a las estructuras de pirólisis. Por lo general, se llaman calderas generadoras de gas.
Para comprender mejor el principio de funcionamiento de una caldera de pirólisis doméstica, es lógico considerar cuidadosamente el dispositivo de dicha técnica. Comencemos con las características del horno como la parte principal de la estructura de calefacción. De hecho, el área de trabajo de la cámara de combustible de las calderas de pirólisis se divide en dos cámaras separadas.
Una de estas cámaras está cargada de combustible sólido: leña, pellets, briquetas, etc. Comienza el proceso primario de quemar combustible sólido con suministro de aire limitado. En este estado, el combustible no se quema, sino que arde lentamente. Los gases emitidos durante la combustión lenta ingresan a otra área de la cámara, la activa, donde se queman intensamente incluso con un mayor suministro de aire.
Técnicamente, un proceso de combustión similar se implementa de manera simple. Las subregiones de la cámara común están simplemente separadas por la rejilla y la boquilla. La parte superior de la cámara es un horno pasivo, la parte inferior de la cámara es un horno activo. En este caso, se debe tener en cuenta una característica de diseño: el suministro de aire superior a la cámara de combustible (explosión superior).
En realidad, esto distingue el diseño de la caldera de gas del diseño clásico de una cámara, donde se usa el flujo más bajo.
Tecnológicamente, para la disposición de calderas de pirólisis, un momento característico es también la organización del tiro forzado. El diseño de la cámara de combustión de dos etapas tiene una alta resistencia aerodinámica. Por lo tanto, no hay forma de hacerlo sin instalar una bomba de aire.
¿Cómo funciona la caldera en la práctica?
Es conveniente considerar el uso práctico de los equipos en un proceso paso a paso:
- Carga de leña: colocación en la rejilla del área superior de la cámara.
- Encendido de combustible y arranque de la bomba de humo.
- La formación de gas de madera a una temperatura de 250-850 ° C.
- La transición del gas de madera a la región inferior del horno.
- Combustión de gas de madera con suministro de aire adicional.
Además, el calor obtenido en la región inferior de la cámara de combustible se usa para calentar el refrigerante. El refrigerante puede ser tanto medio acuoso como aire.
Si presta atención a todos los diseños existentes de calderas domésticas que funcionan con combustible sólido, la alternativa tradicional es la alternativa principal a la caldera de pirólisis.
Esta es una versión similar de una caldera de leña, donde hay una cámara de combustión indivisa y funciona el principio de menor suministro de aire a la cámara de combustión. Pero este sistema se considera menos eficiente y poco económico debido a la rápida combustión del combustible.
La caldera de pirólisis es capaz de producir un coeficiente de rendimiento al nivel del 85-95% bajo la condición de una carga del 100%. Sin embargo, la eficiencia cae bruscamente si la carga es inferior al 50%. Es por eso que los fabricantes de equipos de pirólisis recomiendan a los usuarios operar equipos con carga máxima.
Un enfoque similar es cierto para las estructuras caseras, siempre que cumplan plenamente con el esquema clásico de pirólisis y los requisitos operativos.
Para los requisitos de operación de "pirólisis", debe tenerse en cuenta, más bien estricto:
- equipo obligatorio con bomba de aire;
- humedad admisible del combustible no superior al 25-35%;
- carga de equipo no menos del 50%;
- temperatura de retorno no inferior a 60 ° С;
- cargando solo con una gran masa de combustible.
También debe tenerse en cuenta el alto costo sistemas de pirólisis fabricación industrial Esta es probablemente la razón por la cual la opción de bricolaje es muy popular.
Caldera de pirólisis casera
Como regla general, en la fabricación de tales equipos de calefacción con sus propias manos, se toma como base el popular esquema Belyaev. Esto no quiere decir que esta sea una solución simple que le permite hacer un calentador sin problemas. Pero, quizás, una de esas soluciones que realmente se puede implementar.
Para la producción de equipos de acuerdo con este esquema, el maestro necesitará:
- tubo de metal (d = 32; 57; 159 mm);
- tubo de perfil (s = 60x30; 80x40; 20x20 mm);
- fleje de acero (20x4; 30x4; 80x4 mm);
- ladrillo de arcilla refractaria;
- hoja de metal;
- bomba de aire
- sensor de temperatura
También es necesario tener un conjunto completo de herramientas de banco, además de una máquina de soldar (y habilidades de soldador, respectivamente).El trabajo en la fabricación de una caldera de pirólisis con sus propias manos claramente no es abrumador solo. Se necesita al menos un asistente.
En primer lugar, de acuerdo con el esquema seleccionado, es necesario preparar los detalles de la hoja de la estructura. Se recomienda preparar paneles de chapa, cortándolos a medida con equipos de precisión profesionales.
La aplicación para cortar una herramienta manual como "amoladora" también requiere algunas habilidades y precauciones de seguridad durante la operación, pero no garantiza la precisión de corte, lo que posteriormente afecta la calidad del rendimiento de la soldadura. Este punto debe tenerse en cuenta. Una solución razonable para cortar láminas de metal es un pedido en un taller mecánico.
Montaje de partes internas de equipos.
De una parte de las láminas de metal es necesario hacer una cámara de combustible. Para esto, se conecta y suelda un material acorde con los parámetros del circuito. Debe obtenerse un diseño de dos cámaras, que debe complementarse con conductos de aire.
Estos elementos de la cámara de combustible están hechos de un canal metálico o se utiliza una tubería de perfil para la fabricación. Se perforan agujeros en toda el área de la parte frontal del conducto.
Más bajo en el nivel, en la región de la cámara de combustión activa, una tubería de metal (suministro de aire secundario) se estrella en una pared ubicada a través de los conductos de aire. Luego, el trabajo comienza con las tuberías, ya que ha llegado el turno de ensamblar un intercambiador de calor tubular.
Esta parte del sistema de pirólisis está hecha de tubos metálicos d = 57 mm:
- Se llevan dos láminas de metal al tamaño del dibujo y se realiza el marcado.
- Según la marca de la ubicación de las tuberías, se cortan agujeros d = 60 mm en la lámina.
- Se cortan tubos d = 57 mm de longitud.
- Los extremos de las tuberías se insertan en los agujeros de una hoja y se escaldan.
- Repita la operación con otra hoja.
La salida debe ser un intercambiador de calor terminado, que se fija al cuerpo de la caldera donde indica el circuito.
Se instala una válvula de mariposa al lado del intercambiador de calor (en el nivel superior). Esta parte está equipada con un asa y también está soldada a la estructura. La parte final del cuerpo del acelerador se cierra con un pedazo de lámina con un tubo debajo de la chimenea.
Luego solo queda soldar el panel frontal de la cámara de combustible con ventanas para puertas debajo de cada una de las dos secciones y un módulo para la bomba de aire.
Antes de instalar el panel frontal, el interior de las cámaras de combustión debe reforzarse con ladrillos de arcilla refractaria. Este material se corta a medida, algunos en ángulo. El ladrillo se muele y se ajusta en el lugar de colocación.
Ambas secciones de fuego de la cámara de combustible de la caldera están expuestas a ladrillos de arcilla refractaria. Al mismo tiempo, el área de las aletas de los tubos de escape de aire (suministro) está perfectamente distribuida. Después de colocar el ladrillo, se instala el panel frontal.
De hecho, el ensamblaje principal de la caldera de pirólisis en esta etapa puede considerarse completado. La estructura ensamblada debe ser procesada: elimine la incrustación de la soldadura, limpie las soldaduras, recorte si hay ligeras irregularidades en alguna parte.
El siguiente paso es la conclusión de la estructura ensamblada en un recinto sellado.Esta parte de la estructura también está hecha de láminas de metal. Sin embargo, primero se necesitan pruebas de presión.
Pruebas y montaje final de la estructura.
La estructura ensamblada debe ser probada. Acciones obligatorias: compruebe la estanqueidad del área de la caldera por donde debe circular el refrigerante. Para realizar pruebas de presión del intercambiador de calor, se instalan tapones temporalmente en las tuberías de suministro y retorno del refrigerante.
Luego el intercambiador de calor se carga con agua. Es recomendable utilizar agua caliente de la red de calefacción o del suministro de agua caliente para poder verificar las soldaduras en las condiciones de expansión térmica del metal.
Si no hay fugas en las costuras del intercambiador de calor, el agua se drena y las estructuras metálicas de la caldera de pirólisis están enmarcadas por paneles metálicos externos. También en esta etapa se fabrican y cuelgan las puertas de las ventanas de las secciones de la cámara de combustión.
Las puertas de la instalación de pirólisis requieren ejecución teniendo en cuenta las condiciones de funcionamiento a altas temperaturas. Por lo tanto, estos elementos estructurales generalmente están hechos (o usados ya hechos) de hierro fundido con refuerzo térmico adicional por ladrillo de chamota.
La etapa final es la instalación de una caldera de pirólisis en el lugar de su futura operación. La instalación de la estructura se lleva a cabo en los cimientos o en una losa de hormigón. Se recomienda la altura de la base (losa) en relación con el nivel del suelo para mantener un tamaño de no menos de 100 mm.
Después de la instalación y el equilibrio por niveles, la parte inferior de la caldera se fija a la base. Queda por conectar la chimenea, instalar una bomba de aire y conectar las líneas de suministro / salida de refrigerante.
Hacer un diseño de caldera de pirólisis por su cuenta es un trabajo que requiere una inversión significativa de esfuerzo. Por supuesto, no puede prescindir de los gastos generales en términos de recursos financieros.
Quizás, la compra de material y el uso de servicios de terceros costará menos que el costo de los equipos industriales. Sin embargo, es probable que la diferencia no sea tan significativa. Pero la pregunta principal no es sobre el dinero.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Sobre la fabricación independiente de una caldera de pirólisis:
La producción técnicamente independiente de calderas de pirólisis sin la disponibilidad de una base adecuada es un proceso extremadamente complejo. También se requieren habilidades profesionales para trabajar con metal, una comprensión clara de los esquemas de ingeniería y sutilezas tecnológicas de la fabricación de equipos de calderas. Sin todo esto, ni siquiera deberías comenzar a trabajar.
Si posee los conocimientos y habilidades necesarios, y puede dar valiosos consejos sobre el montaje de la caldera de pirólisis a otros visitantes del sitio, por favor deje sus comentarios, comparta los secretos de las habilidades, haga preguntas en el bloque debajo del artículo.
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En la etapa de construcción de una casa, encendí para comprar una caldera de pirólisis, ya que puede procesar cualquier tipo de combustible y su eficiencia es alta. Pero fue de compras, miró los precios y cambió de opinión. Las calderas, que son más baratas, tienen paredes delgadas, pero no saqué la costosa de importación.
Definitivamente no lo haré yo mismo, tengo que ser un soldador profesional y cocino a nivel doméstico. Bueno, las inversiones en metal, tuberías y herramientas adicionales también son considerables. Aunque, cuando lo haces por ti mismo, estás seguro de la calidad, eso es seguro.