Economisch en betrouwbaar, maar is het veilig? Hoe maak je zelf een pyrolyse-ketel?
Achter de prachtige vlam van brandend hout schuilt een complex chemisch proces.
In werkelijkheid, Het is niet massief hout dat brandt, maar gassen, die bij hoge temperaturen vrijkomen. Dit proces heet pyrolyse.
Inhoud
Waaruit bestaat een pyrolyse-ketel?
Pyrolyseketels maken gebruik van het principe van brandstofontleding en verbranding van de resulterende gassen. De verbranding vindt plaats bij hoge temperaturen en volledig.
Ontwerp dergelijke ketels ingewikkelder dan conventioneel rooster, ze zijn duurder, maar veel effectiever.
De pyrolyseketel bestaat uit:
- Vanuit de primaire kamer. Het lijkt op een conventionele ketelvuurkast, waarin brandstof wordt geladen. Afhankelijk van het ontwerp kan de verbranding plaatsvinden onderin de brandstofkamer of van boven naar beneden.
- Secundaire kamer. Hierbij worden de pyrolysegassen gemengd met secundair verhitte lucht en het resulterende mengsel wordt heet verbrand. Door de hoge temperatuur vindt volledige oxidatie van koolstof tot koolstofdioxide plaats.
- Luchttoevoer-, scheidings- en verwarmingssystemen. Er zijn ketels met natuurlijke trek of met geforceerde luchttoevoer.
- Warmtewisselings- en rookafvoersystemen.
- Automatische besturing.
Hoe werkt een bovenladervergasser?
Brandhout in een pyrolyse-ketel met bovenlader brandt als volgt:
- De geladen vuurkist wordt ontstoken, de vlam op natuurlijke trek verwarmt de vuurhaard tot een temperatuur in de primaire kamer 60 °C.
- De deur sluit en de primaire luchttoevoer wordt aangezet. Binnen enkele minuten bereikt de temperatuur in de verbrandingskamer 600 °C — de optimale manier voor de ontleding van gassen. Brandhout smeult bij gebrek aan zuurstof.
Foto 1. De vuurkist van de pyrolyse-ketel is gevuld met brandhout; de vlam verwarmt het tot 60 °C onder natuurlijke trek.
- De lucht die eerder door de vlam van de primaire kamer is gegaan, wordt in de secundaire kamer gevoerd. Hete gassen mengen zich tot een mengsel met een stoichiometrisch getal: de optimale verhouding van lucht en brandbaar gas.
- Zodra het mengsel door het mondstuk stroomt, ontbrandt het. Hierbij komt een grote hoeveelheid hitte vrij. Een deel van de warmte wordt gebruikt om de verbranding in de primaire kamer op gang te houden.
- De warmte wordt opgevangen door een systeem van warmtewisselaars en de vrijkomende koolstofdioxide wordt via de schoorsteen afgevoerd.
Een apparaat met je eigen handen maken: stapsgewijze instructies
De hoge kosten van een in de fabriek gemaakte pyrolyse-ketel moedigen ambachtslieden aan om kopieën van in de fabriek gemaakte ketels met hun eigen handen te bouwen of onafhankelijk zoeken naar innovatieve technische oplossingen. Het bouwproces van dergelijke apparatuur is complex, maar interessant.
Een diagram en tekening selecteren
Voordat u met de werkzaamheden begint, is de belangrijkste stap: projectselectieIndien mogelijk is het de moeite waard om een kant-en-klaar project te kopen dat al getest is, zodat u niet van uw eigen ervaringen leert.
Foto 2. Schema van zelfmontage van een pyrolyse-ketel met een rookgaskanaal en een bovenste vuldeur.
Waar moet je op letten bij het ontwerpen en maken van een tekening:
- Brandervermogen. Het hangt af van de oppervlakte van de primaire verbrandingskamer en de grootte van de vuurhaard, evenals van de intensiteit van de zuurstofinjectie.
- Grootte van de vuurkast. Het bepaalt hoeveel brandstof er wordt toegevoegd en hoe lang de ketel kan werken zonder bij te vullen.
- Een soort supercharger. Er bestaan ketels met natuurlijke trek, maar deze zorgen niet voor een stabiele verbranding van gassen. Zowel een ventilator als een rookafzuiger kunnen op de ketel worden geïnstalleerd.
- Type warmtewisselaar. De uitlaatwarmte moet efficiënt worden opgevangen. Een watermantel of platenwarmtewisselaar op de uitlaat is hiervoor een goede oplossing.
- Bekleding van primaire en secundaire kamers, evenals een methode voor het regelen van primaire en secundaire lucht.
Foto 3. Voorbeeld van een tekening van een langbrandende pyrolyseketel met de aangegeven afmetingen. Zij- en vooraanzicht.
Materialen en gereedschappen
Om met onze eigen handen een pyrolyse-ketel te bouwen, hebben we het volgende nodig:
- Hooggelegeerde staalplaten met een dikte van 4 mm. Ze zijn gemakkelijker te lassen en zullen niet doorbranden bij hoge temperaturen.
- Ventilator met geforceerde luchtcirculatie en automatisering.
Referentie! De optie is duurder - fabrieksventilator en soepele regelcontroller, goedkopere optie – een autoverwarmingsventilator, een stappenregelaar en een eenvoudige klep voor een nauwkeurige afstelling.
- Voeringmateriaal. De secundaire verbrandingskamer moet bekleed zijn met een vuurvaste laag, omdat de verbrandingstemperatuur van pyrolysegassen 1200 °CDit kan kaolienwol of vuurkleisteen zijn.
- Druk- en temperatuursensor.
- Buizen, fittingen, stangen, gordijnen, klepkogels, hittebestendige verf.
Om een ketel te bouwen, heb je een uitgeruste metaalbewerkingswerkplaats nodig. De vakman moet vaardig zijn in het markeren en monteren van onderdelen, tekeningen kunnen lezen en metaal kunnen snijden.
Wat hebben we nodig:
- Gereedschappen voor metaalbewerking en -verbindingen. Haakse slijper, lasapparaat, elektroden. Idealiter worden de onderdelen op maat gesneden op een CNC-lasermachine - dit ziet er mooier uit en maakt de taak eenvoudiger.
Aandacht! Volg de regels voor veilig gebruik van gereedschap. integriteit van de draadisolatie, Let op de richting van de vonken wanneer u metaal zaagt.
- Meetinstrumenten: kompas, liniaal, winkelhaak, meetlint.
- Gereedschappen voor het verwerken van vuurvaste stenen: Haakse slijpschijf met hardmetalen punten.
Voortgang van de werkzaamheden
Stapsgewijze bouwinstructies:
- Markering van primaire en secundaire kameronderdelen. De grootte van de secundaire kamer is zo gekozen dat de vuurvaste stenen zonder afsnijden kunnen worden gelegd. De bodem van de primaire kamer is versmald en eindigt in een sleufmondstuk voor gasverbranding.
- Markering en luchttoegang. Aan de ene kant is een ventilator geplaatst op het luchtkanaal dat bestaat uit een vierkante buis, aan de andere kant wordt de lucht verdeeld in primaire en secundaire lucht.
De hoeveelheid toegevoerde lucht wordt geregeld door een klep - een kogellager met een grote diameter die aan een bout of kogelkraan is gelast. Deze sluit de luchttoevoer af.
- Installatie van primaire en secundaire luchtkanalen. Houd er rekening mee dat de pyrolysegassproeier sterk opwarmt; deze energie moet effectief via de luchtkanalen worden afgevoerd. De secundaire lucht moet heet zijn, anders zal de verbranding ongelijkmatig verlopen. De luchtsproeiers moeten parallel aan de beweging van de pyrolysegassen lopen.
- De pyrolyse-ketel heeft twee schoorsteenuitlaten, vanuit de primaire en secundaire kamer. Na de ontsteking en de luchttoevoer wordt het rookkanaal van de primaire kamer gesloten. Hiervoor is het noodzakelijk een afsluitklep met klemmechanisme te plaatsen.
- Bekleding van de secundaire kamer.
- We bedekken de constructie met een 3 cm dikke watermantel. Om de stevigheid te vergroten, kunnen er verbindingen worden aangebracht. Alle naden moeten worden afgedicht.
- Aan de voet van de schoorsteen wordt een extra platen- of buiswarmtewisselaar geïnstalleerd. U kunt kant-en-klare radiatoren gebruiken, maar vanwege mogelijke roetverstoppingen zal het schoonmaken hiervan lastiger zijn.
- In de behuizing bevinden zich technologische aansluitingen voor temperatuursensoren. - in de watermantel kan het thermokoppel in de smeulzone en de secundaire kamer worden geïnstalleerd.
- De laad- en de secundaire kamerdeuren zijn opgehangen. Tegenover de warmtewisselaar is een reinigingsluik met bouten bevestigd.
- Voor een esthetisch uiterlijk moet de ketel worden geschilderd, Het beste is om hittebestendige verf met hamerslageffect te gebruiken.
Foto 4. Staande pyrolyse-ketel binnenshuis, blauw geverfd met hittebestendige verf.
Correcte verbinding
De pyrolyseketel heeft verschillende functies bij het verbinden. De lage temperatuur van het koelmiddel verhindert dat de brandstof ontbindt. Daarom is er een driewegklep in de leidingen aangebracht.
Aandacht! Bij het aansteken circuleert de vloeistof in een kleine cirkel, bij het bereiken van 60 °C De koelvloeistof begint het verwarmingssysteem te verwarmen. De uitlaatpijp en het kleine rondje moeten van metaal zijn.
Stookruimte-apparatuur
Om een zelfgemaakte pyrolyse-ketel te laten werken, hebt u een apart ingerichte ruimte nodig - stookruimte.
De stookruimte moet een schoorsteenafvoer hebben en natuurlijke ventilatie.
De plaats waar de ketel wordt geïnstalleerd, wordt zo gekozen dat alle oppervlakken goed bereikbaar zijn en makkelijk te reinigen zijn.
Voor de vuurkist is een platform van onbrandbaar materiaal aangebracht; om de ketel te installeren heeft u nodig: fundering. De schoorsteenaansluiting moet zo kort mogelijk zijn.
Moeilijkheden bij het monteren van de ketel
De grootste moeilijkheid bij het bouwen van een pyrolyseketel is het kiezen van het juiste ontwerp en de juiste materialen. Zonder inzicht in de processen die in de ovens plaatsvinden, is het onmogelijk om een stoomketel correct te bouwen.
De grootste fouten die je maakt bij zelf ontwerpen:
- Onvoldoende bekleding van de verbrandingszones. Vuurvaste stenen zijn belangrijk omdat ze de temperatuur in de verbrandingszone constant houden en de wanden van de vuurhaard en de vuurhaard beschermen tegen verbranding.
- Overmatige warmteafvoer. De warmtewisselaar moet de warmte opvangen die niet nodig is om de interne processen in de ketel in stand te houden. De locatie van de watermantel nabij de verbrandingszone is onaanvaardbaar.
- De afmetingen van de laadkamer en de vergassingskamer komen niet overeen. Een te kleine vergassingskamer kan ertoe leiden dat grote houtblokken vast komen te zitten.
- Verkeerde maat of richting van de luchtsproeiers. De menging van lucht en pyrolysegassen moet zo gelijkmatig mogelijk zijn.
- Slechte afstelling van primaire en secundaire luchtstromen, geen geforceerde zuurstoftoevoer. Het is noodzakelijk om een rookafzuiger of een ventilator met vermogensregeling te installeren.
Hoe controleer je de werking van zelfgemaakte apparatuur?
Het resultaat van langdurig werk aan de keuze van een ketelproject en de uitvoering van dit project zal zijn: economische en betrouwbare warmtebron. Een goed functionerende CV-ketel heeft de volgende eigenschappen:
- Juist gekozen vermogen. Pyrolyse heeft een beperkt aanpassingsbereik. De ketel kan niet sterk worden "gewurgd" of "versneld". In dit geval stopt de verbranding volledig of begint deze in de vergassingskamer. Het vermogen van de ketel moet daarom overeenkomen met het warmteverlies van de woning.
- Mogelijkheid tot langdurige werking in geforceerde modus. Eén bladwijzer zou lange tijd voldoende moeten zijn.
- Gemakkelijke toegang tot vergassing, de pyrolysebrander in de naverbrandingskamer moet al worden waargenomen 15–20 minuten na ontsteking.
- De temperatuur van de gassen in de schoorsteen mag niet hoger zijn dan 40–60 °C. Als de temperatuur hoger is, vergroten we het oppervlak van de warmtewisselaar.
- Bij het testen van de ketel Na het pyrolyseproces zouden alleen koolstofdioxide en stoom uit de schoorsteen mogen komen. De aanwezigheid van donkere rook en geur duidt op onvolledige verbranding van de brandstof.
Nuttige video
In de video ziet u hoe u zelf een pyrolyseketel kunt maken van kant-en-klare materialen.
Conclusie
Bij het kiezen van een verwarmingssysteem is het de moeite waard om te letten op verschillende soorten ketels en extra elementen. Een pyrolyse-ketel is perfect. om een constante koelmiddeltemperatuur te verkrijgen tijdens het stookseizoen, vereist niet vaak het toevoegen van brandhout. Het is echter belangrijk om te weten dat er elektriciteit nodig is om te werken en dat de ketel hoge eisen stelt aan de kwaliteit van het brandhout.
Reacties