Économique et fiable, mais est-ce sûr ? Comment fabriquer soi-même une chaudière à pyrolyse ?

Derrière la belle flamme du bois qui brûle se cache un processus chimique complexe.

En fait, Ce n'est pas du bois massif qui brûle, mais des gaz, qui s'en dégagent à haute température. Ce processus est appelé pyrolyse.

De quoi est composée une chaudière à pyrolyse ?

Le principe de décomposition du combustible et de combustion des gaz produits est utilisé dans les chaudières à pyrolyse. La combustion se produit à haute température et complètement.

Conception de telles chaudières plus compliqué que la grille conventionnelle, ils sont plus chers, mais beaucoup plus efficaces.

La chaudière à pyrolyse se compose de :

1. De la chambre primaire. Il ressemble à un foyer de chaudière classique, dans lequel le combustible est chargé. Selon la conception, la combustion peut se produire soit par le bas de la chambre de combustion, soit de haut en bas.
2. Chambre secondaire. Dans ce procédé, les gaz de pyrolyse sont mélangés à de l'air secondaire chauffé et le mélange obtenu est brûlé à haute température. La température élevée provoque l'oxydation complète du carbone en dioxyde de carbone.
3. Systèmes d'alimentation, de séparation et de chauffage d'air. Il existe des chaudières à tirage naturel ou à alimentation en air pulsé.
4. Systèmes d'échange de chaleur et d'évacuation des fumées.
5. Contrôle automatique.

Comment fonctionne un équipement de gazéification à chargement par le haut ?

Le bois de chauffage dans une chaudière à pyrolyse à chargement par le haut brûle comme ceci :

• Le foyer chargé est allumé, la flamme sur tirage naturel chauffe le foyer à une température dans la chambre primaire 60 °C.
• La porte se ferme et l’alimentation en air primaire est activée. En quelques minutes, la température dans la chambre de combustion atteint 600 °C — le mode optimal de décomposition des gaz. Le bois de chauffage brûle en cas de manque d'oxygène.

Photo 1. Le foyer de la chaudière à pyrolyse est chargé de bois de chauffage ; la flamme le chauffe jusqu'à 60 °C sous tirage naturel.

• L'air préalablement passé à travers la flamme de la chambre primaire est introduit dans la chambre secondaire. Les gaz chauds se mélangent pour produire un mélange avec un nombre stoechiométrique – le rapport optimal entre l’air et le gaz combustible.
• En passant par la buse, le mélange s'enflamme et brûle, libérant une grande quantité de chaleur. Une partie de la chaleur est utilisée pour maintenir la combustion dans la chambre primaire.
• La chaleur est captée par un système d’échangeurs de chaleur et le dioxyde de carbone libéré est évacué par la cheminée.

Fabriquer un appareil de ses propres mains : instructions étape par étape

Le coût élevé d'une chaudière à pyrolyse fabriquée en usine encourage les artisans à construire des copies de chaudières fabriquées en usine de leurs propres mains ou recherche indépendante de solutions techniques innovantes. Le processus de construction d’un tel équipement est complexe, mais intéressant.

Sélection d'un diagramme et d'un dessin

Avant de commencer les travaux, l’étape la plus importante est sélection de projetsSi possible, il vaut la peine d'acheter un projet prêt à l'emploi qui a déjà été testé, afin de ne pas apprendre de votre propre expérience.

Photo 2. Schéma d'auto-assemblage d'une chaudière à pyrolyse avec un canal de fumée et une porte de chargement supérieure.

Ce qui doit être pris en compte lors de la conception et de la création d'un dessin :

• Puissance du brûleur. Cela dépend de la surface de la chambre de combustion primaire et de la taille du foyer, ainsi que de l'intensité de l'injection d'oxygène.
• Taille du foyer. Il détermine la quantité de carburant qui sera ajoutée et donc la durée pendant laquelle la chaudière fonctionnera sans recharge.
• Type de suralimentation. Il existe des chaudières à tirage naturel, mais elles n'assurent pas une combustion stable des gaz. Un ventilateur et un extracteur de fumées peuvent être installés sur la chaudière.
• Type d'échangeur de chaleur. La chaleur des gaz d'échappement doit être captée efficacement. Une chemise d'eau ou un échangeur de chaleur à plaques sur les gaz d'échappement fera parfaitement l'affaire.
• Revêtement des chambres primaires et secondaires, ainsi qu'un procédé de régulation de l'air primaire et secondaire.

Photo 3. Exemple de schéma d'une chaudière à pyrolyse à combustion longue avec les dimensions spécifiées. Vues latérale et frontale.

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Matériaux et outils

Pour construire une chaudière à pyrolyse de nos propres mains, nous aurons besoin de :

• Tôles en acier fortement allié de 4 mm d'épaisseur. Ils sont plus faciles à souder et ne brûlent pas à cause des températures élevées.
• Ventilateur à soufflage forcé et automatisation.

• Matériau de doublure. La chambre de combustion secondaire doit être revêtue d'une couche réfractaire, car la température de combustion des gaz de pyrolyse est 1200 °CIl peut s’agir de laine de kaolin ou de briques en argile réfractaire.

• Capteur de pression et de température.
• Tuyaux, raccords, tiges, rideaux, bille de valve, peinture résistante à la chaleur.

Pour construire une chaudière, il faut un atelier de métallurgie équipé. L'artisan devra maîtriser le marquage et l'assemblage des pièces, la lecture de plans et la découpe du métal.

Nous aurons besoin de :

• Outils pour le traitement et l'assemblage des métaux. Meuleuse d'angle, poste à souder, électrodes. Idéalement, les pièces seront découpées sur mesure sur une machine laser CNC : cela embellira et simplifiera la tâche.

• Instruments de mesure : compas, règle, équerre, mètre ruban.
• Outils pour le traitement des briques en argile réfractaire : Disque de meuleuse d'angle avec pointes en carbure.

Avancement des travaux

Instructions de construction étape par étape :

1. Marquage des pièces de chambre primaire et secondaire. La taille de la chambre secondaire est choisie de manière à ce que les briques en argile réfractaire soient posées sans rognage. Le fond de la chambre primaire est rétréci et se termine par une buse à fente pour la combustion des gaz.
2. Aménagement de marquage et d'accès aérien. D'un côté, un ventilateur est placé sur le conduit d'air constitué d'un tuyau carré, de l'autre, l'air est divisé en primaire et secondaire.

La quantité d'air fournie est régulée par une vanne : une bille de roulement de grand diamètre soudée à un boulon ou à une vanne à boisseau sphérique. Elle coupe l'alimentation en air.

3. Installation de conduits d'air primaires et secondaires. Il convient de tenir compte du fait que la buse de pyrolyse chauffe fortement ; cette énergie doit être efficacement évacuée par les conduits d'air. L'air secondaire doit être chaud, sinon la combustion sera inégale. Les buses d'air doivent être parallèles au mouvement des gaz de pyrolyse.
4. La chaudière à pyrolyse possède deux sorties de cheminée - des chambres primaire et secondaire. Après l'allumage et l'alimentation en air, le conduit de fumée de la chambre primaire est fermé - il est nécessaire de prévoir un registre étanche avec un mécanisme de serrage.
5. Revêtement de la chambre secondaire.
6. Nous recouvrons la structure d'une chemise d'eau de 3 cm d'épaisseur. Pour augmenter la résistance, des connexions peuvent être prévues ; toutes les coutures doivent être scellées.
7. Un échangeur de chaleur à plaques ou tubulaire supplémentaire est installé à la racine de la cheminée. Vous pouvez utiliser des radiateurs prêts à l'emploi, mais en raison d'un éventuel colmatage par la suie, leur nettoyage sera plus difficile.
8. Le boîtier contient des prises technologiques pour capteurs de température. - dans la chemise d'eau, le thermocouple peut être installé dans la zone de combustion lente et la chambre secondaire.
9. Les portes de la chambre de chargement et de la chambre secondaire sont suspendues. En face de l'échangeur de chaleur, une trappe de nettoyage est fixée à l'aide de boulons.
10. Pour un aspect esthétique, la chaudière doit être peinte, Il est préférable d'utiliser une peinture résistante à la chaleur avec un effet martelé.

Photo 4. Chaudière à pyrolyse au sol à l'intérieur, peinte en bleu avec une peinture résistante à la chaleur.

Connexion correcte

La chaudière à pyrolyse possède plusieurs fonctionnalités lors de la connexion. La décomposition du carburant est entravée par la basse température du liquide de refroidissement, c'est pourquoi une vanne à trois voies est installée sur la tuyauterie.

Équipement de chaufferie

Pour faire fonctionner une chaudière à pyrolyse maison, vous aurez besoin d'une pièce équipée séparée - chaufferie.

La chaufferie doit avoir une sortie de cheminée et ventilation naturelle.

L'emplacement d'installation de la chaudière est choisi de manière à ce qu'il y ait accès à toutes les surfaces et à ce qu'il soit possible de les nettoyer.

Devant le foyer, une plate-forme en matériaux incombustibles est équipée ; pour installer la chaudière, vous aurez besoin fondation. Le raccordement de la cheminée doit être le plus court possible.

Difficultés de montage de la chaudière

La principale difficulté dans la construction d’une chaudière à pyrolyse est choisir le bon design et les bons matériaux. Sans comprendre les processus qui se produisent dans les fours, il est impossible de construire correctement une chaudière.

Les principales erreurs commises lors de la conception par soi-même :

• Revêtement insuffisant des zones de combustion. Les briques en argile réfractaire sont importantes car elles maintiennent une température constante dans la zone de combustion et protègent la grille et les parois du foyer contre la combustion.
• Élimination excessive de la chaleur. L'échangeur de chaleur doit capter la chaleur non nécessaire au fonctionnement interne de la chaudière. L'emplacement de la chemise d'eau à proximité de la zone de combustion est inacceptable.
• Inadéquation entre les dimensions de la chambre de chargement et de la chambre de gazéification. Une chambre de gazéification trop petite peut entraîner le blocage de grosses bûches.
• Taille ou direction incorrecte des buses d'air. Le mélange de l’air et des gaz de pyrolyse doit être aussi uniforme que possible.
• Réglage mal réalisé des flux d'air primaire et secondaire, pas d'alimentation forcée en oxygène. Il est nécessaire d'installer un extracteur de fumée ou un ventilateur à puissance réglable.

Comment vérifier le fonctionnement d'un équipement fait maison ?

Le résultat d’un travail à long terme sur le choix d’un projet de chaudière et la mise en œuvre de ce projet sera source de chaleur économique et fiable. Une chaudière qui fonctionne bien possède les qualités suivantes :

• Puissance correctement sélectionnée. La pyrolyse présente une plage de réglage limitée. La chaudière ne peut être ni « étranglée » ni « accélérée » fortement. Dans ce cas, la combustion s'arrête complètement ou démarre dans la chambre de gazéification. Par conséquent, la puissance de la chaudière doit correspondre aux déperditions thermiques de la maison.
• Possibilité de fonctionnement longue durée en mode forcé. Un seul marque-page devrait suffire pour longtemps.
• Accès facile à la gazéification, la torche de pyrolyse dans la chambre de postcombustion doit déjà être observée 15 à 20 minutes après l’allumage.
• La température des gaz dans la cheminée ne doit pas dépasser 40 à 60 °C. Si la température est plus élevée, nous augmentons la surface de l'échangeur de chaleur.
• Lors du test de la chaudière Après la sortie du processus de pyrolyse, seuls du dioxyde de carbone et de la vapeur devraient sortir de la cheminée. La présence de fumée noire et d’odeur indique une combustion incomplète du carburant.

Vidéo utile

La vidéo montre comment fabriquer soi-même une chaudière à pyrolyse à partir de matériaux pré-préparés.

Conclusion

Lors du choix d'un système de chauffage, il est important de prêter attention aux différents types de chaudières et d'éléments complémentaires. Une chaudière à pyrolyse est idéale. pour obtenir une température constante du liquide de refroidissement pendant la saison de chauffage, ne nécessite pas d'ajout fréquent de bois. Cependant, il faut savoir qu'elle nécessite de l'électricité pour fonctionner, car la chaudière est exigeante en termes de qualité du bois.