Kotol na pyrolýzu pre domácich majstrov: zariadenie, obvody, princíp činnosti

Výraz "pyrolýza" sa týka procesu, pri ktorom dochádza k oneskorenému horeniu tuhého paliva za vzniku plynného média. Napriek „profesorskému“ názvu štruktúry je výroba pyrolýzneho kotla vlastnými rukami pomerne jednoduchá a domáce výrobky sú v praxi celkom bežné.

Vysvetlenie je jednoduché - plynový kotol na drevo sa udržiava ľahšie, často účinnejšie a hospodárnejšie ako iné podobné zariadenia. Pozrime sa, ako také zariadenie funguje a čo je potrebné na jeho výrobu.

Princíp činnosti pyrolytických kotlov

K pyrolýznym štruktúram patria aj kotly vykurovacích systémov, v ktorých sa ako palivo používajú pevné horľavé materiály. Zvyčajne sa nazývajú plynové kotly.

Aby sa lepšie pochopil princíp činnosti domáceho pyrolýzneho kotla, je logické starostlivo zvážiť zariadenie takejto techniky. Začnime charakteristikami pece ako hlavnej časti vykurovacej štruktúry. Pracovná plocha palivovej komory pyrolýznych kotlov je v skutočnosti rozdelená na dve oddelené komory.

Konštrukcia pyrolytického kotla v kontexte: 1 - nakladacej komory (pasívne), pri ktorej prebieha proces pyrolýzy (neúplné spaľovanie); 2 - plynová spaľovacia komora (aktívna) vytvorená počas pyrolýzy

Jedna z týchto komôr je naložená na tuhé palivo - palivové drevo, pelety, brikety atď. Začína sa primárny proces spaľovania pevného paliva s obmedzeným prísunom vzduchu. V tomto stave palivo nehorí, ale doutrie. Plyny emitované počas pomalého spaľovania vstupujú do inej oblasti komory - aktívnej, kde intenzívne horia aj pri zvýšenom prívode vzduchu.

Technicky je podobný proces spaľovania realizovaný jednoduchým spôsobom. Podoblasti spoločnej komory sú jednoducho oddelené roštom a dýzou. Horná časť komory je pasívna pec, dolná časť komory je aktívna pec. V takom prípade je potrebné zohľadniť konštrukčný znak - horný prívod vzduchu do palivovej komory (horný prúd).

Toto vlastne odlišuje konštrukciu plynového kotla od klasickej jednokomorovej konštrukcie, kde sa používa spodný prietok.

Klasická konštrukcia vzduchového čerpadla (často nazývaného ventilátor, ale technicky sa jedná o chybný názov), ktorý sa používa v okruhu kotla pyrolýzy. Toto je dôležitá súčasť na zabezpečenie výkonu zariadenia.

Technologicky je pre usporiadanie pyrolýznych kotlov charakteristickým momentom aj organizácia núteného ťahu. Konštrukcia dvojstupňového hasiaceho zariadenia má vysoký aerodynamický odpor. Preto neexistuje spôsob, ako to urobiť bez inštalácie vzduchového čerpadla.

Ako funguje kotol v praxi?

Je účelné zvážiť praktické použitie zariadení v postupnom procese:

1. Načítavanie palivového dreva - položenie roštu na hornú časť fotoaparátu.
2. Zapaľovanie paliva a spustenie dymového čerpadla.
3. Tvorba drevného plynu pri teplote 250 - 850 ° C.
4. Prechod drevného plynu do dolnej oblasti pece.
5. Spaľovanie drevného plynu s prídavným prívodom vzduchu.

Ďalej teplo získané v dolnej oblasti palivovej komory sa používa na ohrev chladiva. Chladivom môže byť vodné médium aj vzduch.

1 - aktívna kamera; 2 - prívod vody; 3 - sekundárny vzduch; 4 - komín; 5 - výstupné potrubie; 6 - škrtiaci ventil; 7 - výstup vody; 8, 9 - senzory; 10 - regulátor teploty; 11 - dvere pasívnej komory; 12 - primárny vzduch; 13 - pasívna kamera; 14 - vzduchové čerpadlo; 15 - obvod výmenníka tepla; 16 - dýza; 17 - dvere aktívnej kamery

Ak venujete pozornosť všetkým existujúcim návrhom domácich kotlov pracujúcich na tuhé palivo, tradičná alternatíva je hlavnou alternatívou pyrolýzneho kotla.

Jedná sa o podobnú verziu kotla na drevo, kde je jeden nerozdelený ohnisko a funguje princíp nízkeho prívodu vzduchu do spaľovacej komory. Takýto systém sa však považuje za menej efektívny a nehospodárny z dôvodu rýchleho spaľovania paliva.

Pyrolytický kotol je schopný produkovať koeficient výkonu na úrovni 85 - 95% pri podmienkach 100% zaťaženia. Účinnosť však výrazne klesne, ak je zaťaženie menšie ako 50%. Preto výrobcovia pyrolýznych zariadení odporúčajú používateľom prevádzkovať zariadenia s maximálnym zaťažením.

Podobný prístup platí aj pre domáce štruktúry za predpokladu, že sú úplne v súlade s klasickou schémou pyrolýzy a prevádzkovými požiadavkami.

Pokiaľ ide o prevádzkové požiadavky „pyrolýzy“, treba poznamenať, že sú dosť prísne:

• povinné vybavenie vzduchovým čerpadlom;
• prípustná vlhkosť paliva nie je vyššia ako 25 - 35%;
• zaťaženie zariadenia najmenej 50%;
• teplota spiatočky nie nižšia ako 60 ° С;
• nakladanie len s veľkou hmotnosťou paliva.

Malo by sa tiež poznamenať, že vysoké náklady pyrolytické systémy priemyselná výroba. To je pravdepodobne dôvod, prečo je do-it-yourself voľba veľmi populárna.

Kotol na domácu pyrolýzu

Pri výrobe takéhoto vykurovacieho zariadenia vlastnými rukami sa spravidla vychádza z populárnej schémy Belyaev. To neznamená, že ide o jednoduché riešenie, ktoré vám umožní bez problémov vyrobiť ohrievač. Možno je to však jedno z riešení, ktoré je možné skutočne implementovať.

Trojrozmerná schéma pyrolýzneho kotla na výrobu domácich majstrov. Toto je jedna z jednoduchých variácií obvodu, ktorá sa dá robiť doma sama.

Na výrobu zariadenia podľa tejto schémy musí kapitán potrebovať:

• kovová rúrka (d = 32; 57; 159 mm);
• profilová rúrka (s = 60x30; 80x40; 20x20 mm);
• oceľový pás (20x4; 30x4; 80x4 mm);
• šamotová tehla;
• plech;
• vzduchové čerpadlo;
• snímač teploty.

Je tiež potrebné mať k dispozícii kompletnú sadu pracovných nástrojov a zvárací stroj (a zváračské zručnosti, resp.).Práca na výrobe pyrolýzneho kotla vašimi vlastnými rukami zjavne nie je sama o sebe príliš silná. Potrebný je aspoň jeden asistent.

Najskôr je potrebné v súlade s vybranou schémou pripraviť podrobné údaje o štruktúre. Doskové panely sa odporúča pripravovať a rezať na mieru pomocou profesionálneho precízneho vybavenia.

Aplikácia na rezanie ručného nástroja, ako je "brúska", si tiež vyžaduje určité zručnosti a bezpečnostné opatrenia počas prevádzky, ale nezabezpečuje presnosť rezania, ktorá následne ovplyvňuje kvalitu zváracieho výkonu. Tento bod by sa mal zohľadniť. Vhodným riešením na rezanie plechov je objednávka v mechanickej dielni.

Montáž vnútorných častí zariadenia

Z jednej časti kovových plechov je potrebné vytvoriť palivovú komoru. Na tento účel je pripojený a zváraný materiál zodpovedajúci parametrom obvodu. Malo by sa získať dvojkomorové prevedenie, ktoré by malo byť doplnené vzduchovými kanálikmi.

Tieto prvky palivovej komory sú vyrobené z kovového kanála alebo sa na výrobu používa profilová rúrka. Otvory sú vyvŕtané po celej ploche prednej strany potrubia.

Vzduchové kanály vo vnútri spaľovacej komory. Cez tieto kanály sa dodáva vzduch pomocou vzduchového čerpadla. Pre rovnomerné rozdelenie prúdu vzduchu po celej dĺžke kanála sa vyvŕtajú otvory

Nižšia úroveň, v oblasti aktívnej spaľovacej komory, kovová rúra (prívod sekundárneho vzduchu) narazí na stenu umiestnenú cez vzduchové kanály. Ďalej sa začnú práce s rúrkami, pretože prišiel koniec montáže rúrkového výmenníka tepla.

Táto časť pyrolytického systému je vyrobená z kovových rúrok d = 57 mm:

1. Dva plechy sa odoberú podľa veľkosti výkresu a označí sa.
2. Na základe označenia umiestnenia rúrok sa na doske vyrežú otvory d = 60 mm.
3. Rúry d = 57 mm dlhé sú odrezané.
4. Konce rúrok sa vkladajú do otvorov jednej fólie a oparujú sa.
5. Zopakujte postup s iným hárkom.

Výstupom by mal byť hotový výmenník tepla, ktorý je pripevnený k telu kotla tam, kde to obvod naznačuje.

Príklad výroby výmenníka tepla z dvoch oceľových plechov a rúrok rozrezaných na mieru. Vyžaduje sa pritom kvalitné zváranie, aby pri prevádzke kotla neskôr nevznikli žiadne problémy

Vedľa výmenníka tepla (v hornej úrovni) je nainštalovaný škrtiaci ventil. Táto časť je vybavená rukoväťou a je k konštrukcii tiež privarená. Koncová časť škrtiacej klapky je uzavretá kusom plechu s rúrkou pod komínom.

Potom zostáva iba zvárať predný panel palivovej komory s oknami pre dvere pod každou z týchto dvoch sekcií a modul pre vzduchové čerpadlo.

Inštalovaný výmenník tepla a časť konštrukcie škrtiacej klapky. Variant nastavovacieho mechanizmu vo forme ručnej páky s možnosťou upevnenia klapky v akejkoľvek polohe

Pred inštaláciou predného panela musí byť vnútorná strana spaľovacích komôr vystužená šamotovými tehlami. Tento materiál je orezaný na určitú veľkosť, niektoré pod uhlom. Tehla je brúsená a upravovaná v mieste kladenia.

Obe požiarne úseky palivovej komory kotla sú vystavené šamotovým tehlám. Súčasne sa úhľadne položí plocha klapiek výfukového (prívodného) potrubia. Po položení tehly je namontovaný predný panel.

Príklad usporiadania vnútornej oblasti palivovej komory so šamotovými tehlami. Tehlové obloženie chráni steny komory pyrolýzneho kotla pred možným vyhorením počas dlhodobej prevádzky

V skutočnosti možno hlavnú zostavu pyrolytického kotla v tejto fáze považovať za dokončenú. Zostavená konštrukcia sa musí spracovať - ​​odstráňte vodný kameň zo zvárania, vyčistite zvary, orezajte, ak sa niekde vyskytnú malé nerovnosti.

Ďalším krokom je uzavretie zostavenej štruktúry v uzavretom obale.Táto časť konštrukcie je tiež vyrobená z kovových plechov. Najskôr je však potrebné vykonať tlakové testovanie.

Skúšanie a konečná montáž konštrukcie

Zostavená konštrukcia sa musí odskúšať. Povinné činnosti - skontrolujte tesnosť oblasti kotla, v ktorej má chladivo cirkulovať. Na vykonanie tlakovej skúšky výmenníka tepla sú dočasne namontované zátky na prívodnom a vratnom potrubí chladiacej kvapaliny.

Potom sa výmenník tepla naplní vodou. Odporúča sa používať horúcu vodu z vykurovacej siete alebo prívod horúcej vody, aby bolo možné skontrolovať zvary v podmienkach tepelnej rozťažnosti kovu.

Predná časť takmer dokončenej konštrukcie s otvormi na prívod vzduchu vo vnútri pracovných komôr. Okná sekcií palivovej komory sú zatiaľ bez dverí. Táto štruktúra bude opláštená do plachtových plechov.

Pokiaľ nedochádza k únikom vo spojoch tepelného výmenníka, voda je vypustená a kovové štruktúry pyrolytického kotla sú orámované vonkajšími kovovými panelmi. Aj v tejto fáze sa vyrábajú a zavesia dvere okien sekcií spaľovacej komory.

Dvere pyrolýzneho zariadenia vyžadujú vykonanie so zreteľom na prevádzkové podmienky pri vysokej teplote. Preto sa tieto konštrukčné prvky obvykle vyrábajú (alebo sa už používajú) z liatiny s dodatočnou tepelnou výstužou šamotovými tehlami.

Príklad konštrukcie dverí jednej z častí palivovej komory pyrolýzneho kotla. Na zvýšenie ochrany pred účinkami vysokej teploty spaľovacieho procesu sa okrem kovu používajú aj šamotové tehly

Poslednou etapou je inštalácia pyrolýzneho kotla v mieste jeho budúcej prevádzky. Inštalácia konštrukcie sa vykonáva na základ alebo na betónovú dosku. Výška základov (dosiek) vzhľadom na úroveň zeme sa odporúča udržiavať s veľkosťou najmenej 100 mm.

Po inštalácii a vyvážení podľa úrovní je spodná časť kotla pripevnená k základu. Zostáva na pripojenie komína, inštaláciu vzduchového čerpadla a pripojenie prívodného / výstupného potrubia chladiacej kvapaliny.

Pyrolýzny kotol je úplne uzavretý v kovovom kufríku a je pripravený na inštaláciu na pracovisku. Ako nosné prvky upevňovacích prvkov na telese sú privarené uhlové háčiky

Vytvorenie návrhu pyrolýzneho kotla samostatne je práca, ktorá si vyžaduje značné úsilie. Samozrejme, nemôžete sa obísť bez režijných nákladov, pokiaľ ide o finančné zdroje.

Nákup materiálu a využívanie služieb tretích strán bude možno lacnejšie ako náklady na priemyselné vybavenie. Rozdiel však pravdepodobne nebude taký významný. Hlavná otázka však nie je o peniazoch.

Závery a užitočné video na túto tému

O nezávislej výrobe pyrolytického kotla:

Technicky nezávislá výroba pyrolytických kotlov bez dostupnosti vhodnej bázy je mimoriadne zložitý proces. Vyžaduje sa tiež odborná spôsobilosť pri práci s kovom, jasné pochopenie inžinierskych schém a technologických jemností výroby kotlového zariadenia. Bez toho všetkého by ste si nemali robiť prácu.

Ak máte potrebné vedomosti a zručnosti a dokážete poskytnúť cenné rady týkajúce sa montáže pyrolytického kotla ostatným návštevníkom webu - zanechajte prosím svoje pripomienky, podeľte sa o svoje tajomstvá, položte otázky do bloku pod článkom.