Wirtschaftlich und zuverlässig, aber ist es sicher? Wie man einen Pyrolysekessel mit eigenen Händen herstellt

Hinter der schönen Flamme brennenden Holzes verbirgt sich ein komplexer chemischer Prozess.

Tatsächlich, Es brennt nicht festes Holz, sondern Gase, die bei hohen Temperaturen aus ihnen freigesetzt werden. Dieser Vorgang wird Pyrolyse genannt.

Woraus besteht ein Pyrolysekessel?

Das Prinzip der Brennstoffzersetzung und Verbrennung der entstehenden Gase wird in Pyrolysekesseln genutzt. Die Verbrennung erfolgt bei hohen Temperaturen und vollständig.

Design solche Kessel komplizierter als herkömmliche Roste, sie sind teurer, aber viel effektiver.

Der Pyrolysekessel besteht aus:

1. Aus der Primärkammer. Es ähnelt einem herkömmlichen Kesselfeuerraum, in den Brennstoff geladen wird. Je nach Ausführung kann die Verbrennung entweder am Boden der Brennstoffkammer oder von oben nach unten erfolgen.
2. Sekundärkammer. Darin werden die Pyrolysegase mit sekundär erhitzter Luft vermischt und das entstehende Gemisch heiß verbrannt. Aufgrund der hohen Temperatur kommt es zur vollständigen Oxidation von Kohlenstoff zu Kohlendioxid.
3. Luftversorgungs-, Trenn- und Heizsysteme. Es gibt Kessel mit Naturzug oder Umluftbetrieb.
4. Wärmeaustausch- und Rauchabzugssysteme.
5. Automatische Steuerung.

Wie funktioniert eine Toplader-Vergaseranlage?

Brennholz in einem Toplader-Pyrolysekessel verbrennt folgendermaßen:

• Die beladene Feuerbüchse wird gezündet, die Flamme auf natürliche Zugluft erhitzt den Feuerraum auf eine Temperatur in der Primärkammer 60 °C.
• Die Tür schließt und die Primärluftzufuhr wird eingeschaltet. In wenigen Minuten erreicht die Temperatur in der Brennkammer 600 °C — der optimale Modus für die Zersetzung von Gasen. Brennholz glimmt, wenn Sauerstoffmangel herrscht.

Bild 1. Der Feuerraum des Pyrolysekessels wird mit Brennholz beschickt, die Flamme erhitzt es unter natürlichem Zug auf 60 °C.

• In die Sekundärkammer wird Luft geleitet, die zuvor durch die Flamme der Primärkammer geleitet wurde. Heiße Gase vermischen sich und erzeugen ein Gemisch mit stöchiometrischer Zahl – dem optimalen Verhältnis von Luft und Brenngas.
• Beim Durchströmen der Düse entzündet sich das Gemisch und verbrennt, wobei große Mengen Wärme freigesetzt werden. Ein Teil der Wärme wird für die Aufrechterhaltung der Verbrennung in der Primärkammer verwendet.
• Die Wärme wird durch ein System von Wärmetauschern aufgefangen und das freigesetzte Kohlendioxid durch den Schornstein abgeführt.

Ein Gerät mit eigenen Händen herstellen: Schritt-für-Schritt-Anleitung

Die hohen Kosten eines fabrikgefertigten Pyrolysekessels ermutigen Handwerker, Kopien von fabrikgefertigten Kesseln mit eigenen Händen zu bauen oder unabhängige Suche nach innovativen technischen Lösungen. Der Prozess des Baus solcher Geräte ist komplex, aber interessant.

Auswählen eines Diagramms und einer Zeichnung

Vor Arbeitsbeginn ist der wichtigste Schritt ProjektauswahlUm nicht aus eigenen Erfahrungen zu lernen, lohnt es sich, wenn möglich ein fertiges und bereits getestetes Projekt zu kaufen.

Foto 2. Schema der Selbstmontage eines Pyrolysekessels mit Rauchkanal und oberer Ladetür.

Was ist beim Entwerfen und Erstellen einer Zeichnung zu beachten:

• Brennerleistung. Sie hängt von der Fläche der Primärbrennkammer und der Größe des Feuerraums sowie von der Intensität der Sauerstoffzufuhr ab.
• Feuerraumgröße. Es bestimmt, wie viel Brennstoff hinzugefügt wird und somit, wie lange der Kessel ohne Nachladen betrieben werden kann.
• Art der Aufladung. Es gibt Kessel mit natürlichem Zug, die jedoch keine stabile Verbrennung der Gase gewährleisten. Am Kessel können sowohl ein Gebläse als auch ein Rauchabzug installiert werden.
• Art des Wärmetauschers. Die Abwärme muss effizient genutzt werden. Ein Wassermantel oder ein Plattenwärmetauscher am Abluftkanal ist hierfür gut geeignet.
• Auskleidung von Primär- und Sekundärkammern, sowie ein Verfahren zur Regelung der Primär- und Sekundärluft.

Foto 3. Beispiel einer Zeichnung eines langbrennenden Pyrolysekessels mit den angegebenen Abmessungen. Seiten- und Vorderansicht.

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Materialien und Werkzeuge

Um einen Pyrolysekessel mit unseren eigenen Händen zu bauen, benötigen wir:

• Hochlegierte Stahlbleche 4 mm dick. Sie lassen sich leichter schweißen und brennen bei hohen Temperaturen nicht durch.
• Druckgebläse und Automatisierung.

• Futtermaterial. Die Sekundärbrennkammer muss mit einer feuerfesten Schicht ausgekleidet sein, da die Verbrennungstemperatur der Pyrolysegase 1200 °CDies kann Kaolinwolle oder Schamottestein sein.

• Druck- und Temperatursensor.
• Rohre, Armaturen, Stangen, Vorhänge, Ventilkugeln, hitzebeständige Farbe.

Für den Bau eines Kessels ist eine gut ausgestattete Schlosserwerkstatt erforderlich. Der Handwerker benötigt Kenntnisse im Anreißen und Einpassen von Teilen, die Fähigkeit, Zeichnungen zu lesen und Metall zu schneiden.

Wir brauchen:

• Werkzeuge für die Metallverarbeitung und -verbindung. Winkelschleifer, Schweißgerät, Elektroden. Idealerweise werden die Teile auf einer CNC-Lasermaschine zugeschnitten – das sorgt für mehr Schönheit und erleichtert die Arbeit.

• Messgeräte: Zirkel, Lineal, Winkel, Maßband.
• Werkzeuge zur Bearbeitung von Schamottsteinen: Winkelschleiferscheibe mit Hartmetallspitzen.

Arbeitsfortschritt

Schritt-für-Schritt-Bauanleitung:

1. Kennzeichnung von Primär- und Sekundärkammerteilen. Die Größe der Sekundärkammer ist so gewählt, dass die Schamottsteine ​​ohne Beschnitt verlegt werden können. Der Boden der Primärkammer ist verengt und endet mit einer Schlitzdüse zur Gasverbrennung.
2. Markierung und Luftzugangsanordnung. Auf der einen Seite ist ein Ventilator auf dem Luftkanal aus Vierkantrohr platziert, auf der anderen Seite wird die Luft in Primär- und Sekundärluft aufgeteilt.

Die zugeführte Luftmenge wird durch ein Ventil reguliert – eine Lagerkugel mit großem Durchmesser, die an eine Schraube oder ein Kugelventil geschweißt ist. Es unterbricht die Luftzufuhr.

3. Installation von Primär- und Sekundärluftkanälen. Es ist zu beachten, dass sich die Pyrolysegasdüse stark erwärmt. Diese Energie muss durch Luftkanäle effektiv abgeführt werden. Die Sekundärluft muss heiß sein, da sonst die Verbrennung ungleichmäßig verläuft. Die Luftdüsen sollten parallel zur Bewegung der Pyrolysegase ausgerichtet sein.
4. Der Pyrolysekessel verfügt über zwei Schornsteinauslässe – aus der Primär- und der Sekundärkammer. Nach der Zündung und Luftzufuhr wird der Primärkammerzug geschlossen – hierfür ist eine abgedichtete Klappe mit Klemmmechanismus vorzusehen.
5. Auskleidung der Sekundärkammer.
6. Wir bedecken die Struktur mit einem 3 cm dicken Wassermantel. Zur Erhöhung der Festigkeit können Verbindungen vorgesehen werden, alle Nähte müssen abgedichtet werden.
7. An der Schornsteinwurzel wird zusätzlich ein Platten- oder Rohrwärmetauscher eingebaut. Sie können fertige Heizkörper verwenden, aber aufgrund möglicher Rußablagerungen wird die Reinigung schwieriger.
8. Das Gehäuse enthält Technologiebuchsen für Temperatursensoren. - Im Wassermantel kann das Thermoelement in der Schwelzone und der Sekundärkammer installiert werden.
9. Die Lade- und Nebenkammertüren sind eingehängt. Gegenüber dem Wärmetauscher ist eine Reinigungsklappe verschraubt.
10. Für ein ästhetisches Erscheinungsbild muss der Kessel lackiert werden, Besser ist es, hitzebeständige Farbe mit Hammerschlageffekt zu verwenden.

Foto 4. Bodenstehender Pyrolysekessel im Innenbereich, blau gestrichen mit hitzebeständiger Farbe.

Richtiger Anschluss

Der Pyrolysekessel verfügt über mehrere Funktionen beim Verbinden. Die Zersetzung des Kraftstoffs wird durch die niedrige Temperatur des Kühlmittels behindert, daher ist an der Rohrleitung ein Dreiwegeventil installiert.

Kesselraumausrüstung

Für den Betrieb eines selbstgebauten Pyrolysekessels benötigen Sie einen separaten ausgestatteten Raum - Kesselraum.

Der Heizraum muss über einen Kaminanschluss verfügen und natürliche Belüftung.

Der Aufstellungsort des Kessels wird so gewählt, dass alle Oberflächen zugänglich und reinigungsfreundlich sind.

Vor dem Feuerraum ist eine Plattform aus nicht brennbaren Materialien angebracht. Für die Installation des Kessels benötigen Sie Stiftung. Der Kaminanschluss sollte möglichst kurz sein.

Schwierigkeiten bei der Montage des Kessels

Die Hauptschwierigkeit beim Bau eines Pyrolysekessels ist die Wahl des richtigen Designs und der richtigen Materialien. Ohne ein Verständnis der in den Öfen ablaufenden Prozesse ist es unmöglich, einen Kessel richtig zu bauen.

Die wichtigsten Fehler beim Eigendesign:

• Unzureichende Auskleidung der Verbrennungszonen. Schamottesteine ​​sind wichtig, da sie die Temperatur in der Verbrennungszone konstant halten und Rost und Feuerraumwände vor dem Durchbrennen schützen.
• Übermäßige Wärmeabfuhr. Der Wärmetauscher muss die Wärme aufnehmen, die nicht zur Aufrechterhaltung der internen Prozesse im Kessel benötigt wird. Die Position des Wassermantels in der Nähe der Verbrennungszone ist nicht akzeptabel.
• Nichtübereinstimmung der Abmessungen der Ladekammer und der Vergasungskammer. Eine zu kleine Vergaserkammer kann dazu führen, dass große Holzscheite stecken bleiben.
• Falsche Größe oder Ausrichtung der Luftdüsen. Die Vermischung von Luft und Pyrolysegasen sollte möglichst gleichmäßig erfolgen.
• Schlecht vorgenommene Einstellung der Primär- und Sekundärluftströme, keine forcierte Sauerstoffzufuhr. Es ist notwendig, entweder einen Rauchabzug oder ein Gebläse mit Leistungsregelung zu installieren.

Wie kann man die Funktionsfähigkeit selbstgebauter Geräte überprüfen?

Das Ergebnis der langfristigen Arbeit an der Auswahl eines Kesselprojekts und der Umsetzung dieses Projekts wird sein wirtschaftliche und zuverlässige Wärmequelle. Ein gut funktionierender Heizkessel weist folgende Eigenschaften auf:

• Richtig gewählte Leistung. Die Pyrolyse hat einen kleinen Einstellbereich. Der Kessel kann nicht stark „erwürgt“ oder „beschleunigt“ werden. In diesem Fall stoppt die Verbrennung entweder vollständig oder beginnt in der Vergasungskammer. Daher muss die Kesselleistung dem Wärmeverlust des Hauses entsprechen.
• Möglichkeit des Langzeitbetriebs im Zwangsmodus. Ein Lesezeichen sollte für längere Zeit ausreichen.
• Einfacher Zugang zur Vergasung, sollte die Pyrolysefackel in der Nachbrennkammer bereits beobachtet werden 15–20 Minuten nach der Zündung.
• Die Temperatur der Gase im Schornstein sollte nicht höher als 40–60 °C sein. Bei höheren Temperaturen vergrößern wir die Fläche des Wärmetauschers.
• Beim Testen des Kessels Nach dem Pyrolyseprozess sollten nur Kohlendioxid und Dampf aus dem Schornstein austreten. Dunkler Rauch und Geruch weisen auf eine unvollständige Verbrennung des Kraftstoffs hin.

Nützliches Video

Das Video zeigt, wie Sie aus vorbereiteten Materialien selbst einen Pyrolysekessel bauen.

Abschluss

Bei der Auswahl eines Heizsystems lohnt es sich, auf verschiedene Kesseltypen und zusätzliche Elemente zu achten. Ein Pyrolysekessel ist perfekt um während der Heizperiode eine konstante Kühlmitteltemperatur zu erhalten, erfordert kein häufiges Nachlegen von Brennholz. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass für den Betrieb Strom benötigt wird und der Kessel hohe Anforderungen an die Qualität des Brennholzes stellt.