Bona font de calefacció: dibuix de caldera de piròlisi i principi de funcionament
La piròlisi és un mètode de descomposició de compostos orgànics i inorgànics mitjançant l'acció tèrmica. En poques paraules, Les molècules es descomponen en parts més simples quan s'escalfen.
Una caldera de piròlisi és un dispositiu del tipus de calderes de combustible sòlid (sovint per escalfar aigua) que utilitza calefacció fins a 200–800 °C.
La característica especial és la combustió separada del combustible en si i la postcombustió dels gasos i productes de combustió que l'acompanyen en una cambra separada de la caldera.
Principi de funcionament: funcionament d'una caldera de piròlisi
El principi general de funcionament de la caldera és en l'escalfament a alta temperatura de combustible orgànic amb manca d'aire, provocant la formació de gasos inflamables.
Entren a la cambra de combustió secundària i allà, barrejant-se amb l'oxigen, el gas s'oxida, alliberant una porció addicional de calor.
Classificació
Les calderes tenen diferències per la ubicació de les cambres de postcombustió de gas:
- amb una ubicació superior;
- amb una ubicació més baixa.
Les calderes amb una cambra superior són més voluminoses, es necessita més material per muntar el conducte de fum. Però s'hauran de netejar amb molta menys freqüència, perquè les partícules del combustible cremat no et posis a la càmera per a gasos de postcombustió.
En calderes amb una secció inferior, el combustible es troba a la part superior i els gasos es descarreguen a la part inferior, on es cremen. Això és convenient, però caldrà treure sovint petites partícules de fusta de la cambra d'utilització del gas.
Per dependència energètica Les calderes són:
- sense utilitzar electricitat: calderes amb corrent d'aire natural;
- amb corrent d'aire forçat.
Independent energèticament les calderes impliquen la inclusió d'una xemeneia alta en el disseny (no menys de 5-6 metres) per augmentar l'empenta i garantir un buit suficient al compartiment de combustió.
L'eficiència de calefacció d'aquestes calderes serà una mica inferior a la de les calderes amb tiratge forçat.
Dispositius amb flux d'aire forçat estan equipats un o dos aficionats, que pot funcionar en mode d'injecció d'aire o en mode d'extracció de gasos d'escapament.
Alguns models de calderes utilitzen mètode combinat amb la participació de dispositius d'injecció i succió de gas per augmentar la potència.
Referència! Es fabriquen mecanismes que bombegen els gasos d'escapament fet de materials especials resistents a la calor aliatges (austenítics), el seu cost és significativament més alt que el dels ventiladors.
Pel mètode d'escalfament:
- Aigua calefacció: les canonades d'aigua estan connectades a l'intercanviador de calor de la caldera, a través del qual el fluid de treball escalfat es distribueix a diverses habitacions.
- Aire calefacció: en lloc d'aigua, s'utilitza aire, que rep calor a través del mateix intercanviador de calor i es distribueix a través de conductes d'aire. L'eficiència és inferior a la del mètode de l'aigua, s'utilitza en zones de producció, magatzems.
Foto 1. Caldera de piròlisi amb intercanviador de calor, dissenyada per a l'escalfament d'aigua, funciona amb llenya.
Dibuix: vista general, procés de treball
Hi ha moltes opcions de disseny per a una caldera de piròlisi. El tipus més simple segons el dibuix s'organitza de la següent manera.
- cambra de combustió caldera.
- Compartiment de gasificació.
- Secció de postcombustió de gas.
- Barres de reixa.
- Intercanviador de calor (canonades d'entrada/sortida).
- canonada d'escapament de gasos (xemeneia).
- Bufant forats.
- Porta al compartiment de càrrega de combustible.
La caldera pot incloure sensors de temperatura i dispositius per a la supervisió i el manteniment dels modes de funcionament normals.
I també maquinari caldera per automatitzar el funcionament de tot el complex de calefacció.
L'essència del que passa dins de la caldera de piròlisi es caracteritza pels processos següents:
- Un flux d'aire de l'exterior entra al compartiment de gasificació amb el combustible que s'hi troba.
- Una mica d'oxigen afavorirà el procés de combustió. (fumant). Els gasos, que són productes de la combustió, entren a la cambra de combustió de la caldera a través de la boquilla i s'hi oxiden en presència d'oxigen secundari, que entra amb l'aire de l'exterior.
- Part dels gasos de piròlisi es redueixen en presència de carboni del combustible al monòxid de carboni i òxid de nitrogen, consumint part de l'energia del procés. La mescla passa a la secció de postcombustió gasos i s'oxida allà, retornant l'energia que li va prendre.
Foto 2. Dibuix d'una caldera de piròlisi de llarga durada; un dispositiu muntat d'acord amb ella pot escalfar una casa gran.
- Les mescles de gasos que participen en la reacció de piròlisi s'escapen a l'exterior a través de la xemeneia., evitant l'intercanviador de calor de la caldera.
Atenció! Com que el funcionament de les calderes de piròlisi s'associa amb una gran quantitat d'energia generada dins de l'equip i la possible alliberació de diversos tipus de gasos nocius, es recomana dur a terme només la construcció independent de calderes. amb una comprensió completa de tots els processos físics i químics, sorgides durant el seu funcionament.
Fases de temperatura:
- assecatge, piròlisi de la fusta — 450 °C;
- combustió de gas de llenya i aire secundari - 560 °C;
- bufant la flama i retornant la calor - 1200 °C;
- eliminació dels productes de combustió restants - 160 °C.
Diferències entre el dispositiu i les calderes convencionals
Incloent-hi fusta (llenya), briquetes de combustible especials (pellets) i residus generats en la producció. Una de les principals diferències entre calderes és ús de diferents tipus de combustible sòlid, pràcticament qualsevol substància que pugui cremar.
La durada del procés de combustió del combustible és molt més llarga que la de les calderes convencionals. De 8 a 10 hores en endavant. Hi ha models de caldera amb un compartiment gran per a llenya, la durada del funcionament continu és fins a 24 hores. Això significa que la cambra de combustió es reposa amb noves porcions de combustible. 1-2 vegades al dia.
Important! A causa del fet que es produeix una descomposició gairebé completa dels materials sòlids, les calderes pirotècniques menys nociu per al medi ambient.
Selecció i càlcul en el moment de la compra: diagrama
Per seleccionar una caldera que sigui òptima per a una casa o complex de locals en particular, es tenen en compte les següents consideracions:
- Nombre de plantes de l'edifici. Com més n'hi hagi, més difícil serà moure la substància de treball (líquid o gas) a través de les canonades.
- Definició del tipus d'equipament, les calderes de diferents dissenys funcionen amb una eficiència diferent. Abans de comprar, heu de llegir la documentació per determinar quina zona està dissenyat per escalfar el producte.
Foto 3. Esquema del principi de funcionament d'una caldera de piròlisi per a una casa de camp equipada amb una xemeneia.
- Paràmetres de potència de la bomba de circulació, la possibilitat de la seva modernització o substitució per millorar les seves propietats de rendiment.
- Tipus de xemeneia i la seva capacitat de fer passar lliurement els gasos d'escapament de la caldera a l'atmosfera. El disseny segur implica rapidesa eliminació de la mescla de gasos en un volum del 100%.
- Determinació de l'àrea total locals climatitzats. Aquí es permet un error: 2–3 m²
- Grau d'aïllament tèrmic del local. Una casa de maó acuradament aïllada perdrà calor més lentament que un garatge metàl·lic o un magatzem "fred", cosa que significa que es necessitarà menys energia per mantenir una temperatura de l'aire confortable.
- La regió on es troba el local. Per als territoris del sud, una caldera de piròlisi senzilla serà suficient, per als territoris del nord, una de més potent, preferiblement amb reserva.
Vídeo útil
El vídeo explica com podeu fer una caldera de piròlisi per escalfar una habitació vosaltres mateixos.
Avantatges i desavantatges
Avantatges:
- Eficiència 85–90%.
- La piròlisi permet exprimir energia màxima d'un material sòlid durant la combustió.
- Economia, aconseguit amb l'ajuda d'un ventilador amb velocitat regulable, que, al seu torn, permet canviar la potència de la caldera segons calgui.
- El combustible d'una caldera de piròlisi crema molt més temps, que en les calderes convencionals, per tant, cal escalfar i netejar menys sovint.
Contres:
- Cost elevat l'equipament de fàbrica limita el seu ús en llars particulars. El preu d'aquesta caldera 2-3 vegades més alt, que de costum.
- Llarg període de retorn de la inversió.
- La necessitat d'utilitzar combustible sec. Contingut d'humitat recomanat per a materials de fusta - fins a un 15–20%. Altrament, no hi haurà un funcionament estable i l'eficiència de la calefacció disminuirà. És possible que la caldera no funcioni amb llenya humida.
- Si feu servir fusta que produeix molta resina (avet, pi), aleshores els compartiments i els elements del forn s'embruten ràpidament i sorgeixen dificultats amb la seva neteja.
- Pot sortir cendra per la xemeneia.
- Dependència del subministrament elèctric. L'absència o les interrupcions freqüents en el subministrament d'electricitat no permetran la instal·lació de la caldera en regions remotes.
