Ekonomiczny i niezawodny, ale czy bezpieczny? Jak zrobić kocioł pirolityczny własnymi rękami

Za pięknym płomieniem palącego się drewna kryje się złożony proces chemiczny.

W rzeczywistości, To nie drewno się pali, ale gazy, które są z nich uwalniane w wysokich temperaturach. Proces ten nazywa się pirolizą.

Z czego składa się kocioł pirolityczny?

Zasada rozkładu paliwa i spalania powstających gazów jest wykorzystywana w kotłach pirolitycznych. Spalanie zachodzi w wysokich temperaturach i całkowicie.

Projekt takie kotły bardziej skomplikowany niż krata konwencjonalnaSą droższe, ale znacznie skuteczniejsze.

Kocioł pirolityczny składa się z:

1. Z komory głównej. Przypomina konwencjonalny piecyk, do którego ładowane jest paliwo. W zależności od konstrukcji spalanie może odbywać się albo na dole komory paliwowej, albo od góry do dołu.
2. Komora wtórna. W nim gazy pirolityczne są mieszane z wtórnie ogrzanym powietrzem, a powstała mieszanka jest spalana na gorąco. Ze względu na wysoką temperaturę następuje całkowite utlenienie węgla do dwutlenku węgla.
3. Systemy dostarczania, separacji i ogrzewania powietrza. Istnieją kotły z ciągiem naturalnym i wymuszonym dopływem powietrza.
4. Systemy wymiany ciepła i usuwania dymu.
5. Sterowanie automatyczne.

Jak działa urządzenie do gazyfikacji ładowane od góry?

Drewno opałowe w kotle pirolitycznym z górnym załadunkiem pali się w następujący sposób:

• Załadowany palenisko zostaje rozpalone, płomień w ciągu naturalnym nagrzewa palenisko do temperatury w komorze pierwotnej 60 °C.
• Drzwi zamykają się i włącza się dopływ powietrza pierwotnego. W ciągu kilku minut temperatura w komorze spalania osiąga 600 °C — optymalny sposób rozkładu gazów. Drewno opałowe tli się, gdy brakuje tlenu.

Zdjęcie 1. Palenisko kotła pirolitycznego ładowane jest drewnem opałowym, które pod wpływem ciągu naturalnego podgrzewane jest przez płomień do temperatury 60 °C.

• Powietrze, które przeszło wcześniej przez płomień komory pierwotnej, jest wprowadzane do komory wtórnej. Gorące gazy mieszają się, tworząc mieszaninę o liczbie stechiometrycznej – optymalnym stosunku powietrza i gazu palnego.
• Po przejściu przez dyszę mieszanka zapala się i pali, wydzielając dużą ilość ciepła. Część ciepła zużywana jest na podtrzymanie spalania w komorze pierwotnej.
• Ciepło jest przechwytywane przez system wymienników ciepła, a uwolniony dwutlenek węgla jest usuwany przez komin.

Jak zrobić urządzenie własnymi rękami: instrukcja krok po kroku

Wysoki koszt fabrycznie wyprodukowanego kotła pirolitycznego zachęca rzemieślników ludowych do samodzielnego budowania kopii kotłów fabrycznych lub niezależne poszukiwanie innowacyjnych rozwiązań technicznych. Proces budowy takiego sprzętu jest skomplikowany, ale ciekawy.

Wybór diagramu i rysowanie

Najważniejszym etapem przed rozpoczęciem pracy jest wybór projektuJeśli to możliwe, warto zakupić gotowy projekt, który został już przetestowany, aby nie uczyć się na własnych doświadczeniach.

Fot. 2. Schemat samodzielnego montażu kotła pirolitycznego z kanałem spalinowym i górnymi drzwiami załadowczymi.

O czym należy pamiętać projektując i tworząc rysunek:

• Moc palnika. Zależy to od powierzchni komory spalania i wielkości paleniska, a także od intensywności wtrysku tlenu.
• Rozmiar paleniska. Określa ilość paliwa, która zostanie dodana i tym samym, jak długo kocioł będzie pracował bez uzupełniania paliwa.
• Rodzaj doładowania. Istnieją kotły z ciągiem naturalnym, ale nie zapewniają stabilnego spalania gazów. Na kotle można zainstalować zarówno wentylator nadmuchowy, jak i wyciąg dymu.
• Typ wymiennika ciepła. Ciepło spalin musi być skutecznie wychwytywane. Płaszcz wodny lub płytowy wymiennik ciepła na wydechu dobrze spełnią swoje zadanie.
• Wyłożenie komór pierwotnych i wtórnychoraz metodę regulacji powietrza pierwotnego i wtórnego.

Zdjęcie 3. Przykład rysunku kotła pirolitycznego o długim spalaniu z podanymi wymiarami. Widok z boku i z przodu.

Może Cię również zainteresować:

Całe ciepło zostanie w domu! Kocioł na drewno z obiegiem wodnym: charakterystyka, produkcja

Proste i łatwe w obsłudze! Kotły opalane drewnem do domków letniskowych są doskonałym rozwiązaniem problemu ogrzewania

Recenzja 6 najlepszych modeli grilli gazowych. Jak wybrać idealne urządzenie?

Materiały i narzędzia

Aby własnoręcznie zbudować kocioł pirolityczny będziemy potrzebować:

• Blachy ze stali wysokostopowej o grubości 4 mm. Są łatwiejsze do spawania i nie wypalają się pod wpływem wysokich temperatur.
• Wentylator wymuszony i automatyka.

• Materiał podszewki. Komora spalania wtórnego musi być wyłożona warstwą ogniotrwałą, ponieważ temperatura spalania gazów pirolitycznych jest 1200 °CMoże to być wełna kaolinowa lub cegła szamotowa.

• Czujnik ciśnienia i temperatury.
• Rury, kształtki, pręty, kurtyny, kule zaworowe, farby odporne na ciepło.

Aby zbudować kocioł, potrzebujesz wyposażonego warsztatu obróbki metali. Rzemieślnik będzie musiał mieć umiejętności w zakresie znakowania i dopasowywania części, umiejętność czytania rysunków i cięcia metalu.

Będziemy potrzebować:

• Narzędzia do obróbki i łączenia metali. Szlifierka kątowa, spawarka, elektrody. Najlepiej, jeśli części zostaną pocięte na zamówienie na maszynie laserowej CNC - doda to uroku i ułatwi zadanie.

• Przyrządy pomiarowe: cyrkiel, linijka, ekierka, miarka krawiecka.
• Narzędzia do obróbki cegieł szamotowych: Tarcza szlifierska kątowa z końcówkami z węglików spiekanych.

Postęp prac

Instrukcje budowy krok po kroku:

1. Oznaczenie części komory pierwotnej i wtórnej. Wielkość komory wtórnej jest dobrana tak, aby cegły szamotowe były układane bez przycinania. Dno komory pierwotnej jest zwężone i kończy się dyszą szczelinową do spalania gazu.
2. Oznakowanie i sposób zapewnienia dostępu do powietrza. Z jednej strony na kanale powietrznym wykonanym z kwadratowej rury umieszczony jest wentylator, z drugiej strony powietrze zostaje podzielone na pierwotne i wtórne.

Ilość dostarczanego powietrza jest regulowana za pomocą zaworu – dużej średnicy kulki łożyskowej przyspawanej do śruby lub zaworu kulowego. Zamyka on dopływ powietrza.

3. Montaż kanałów powietrza pierwotnego i wtórnego. Należy wziąć pod uwagę, że dysza gazu pirolitycznego mocno się nagrzewa, energia ta powinna być skutecznie usuwana przez kanały powietrzne. Powietrze wtórne powinno być gorące, w przeciwnym razie spalanie będzie nierównomierne. Dysze powietrzne powinny być równoległe do ruchu gazów pirolitycznych.
4. Kocioł pirolityczny posiada dwa wyloty kominowe - z komory pierwotnej i wtórnej. Po zapłonie i doprowadzeniu powietrza przewód spalinowy komory pierwotnej zostaje zamknięty - konieczne jest zaplanowanie przepustnicy szczelnej z mechanizmem zaciskowym.
5. Wyłożenie komory wtórnej.
6. Konstrukcję przykrywamy płaszczem wodnym o grubości 3 cm. Aby zwiększyć wytrzymałość, można zastosować połączenia, ale wszystkie szwy muszą być uszczelnione.
7. Dodatkowy płytowy lub rurowy wymiennik ciepła montowany jest u podstawy komina. Można wykorzystać gotowe grzejniki, ale ze względu na możliwość zatkania ich sadzą, ich czyszczenie będzie trudniejsze.
8. Obudowa zawiera gniazda technologiczne dla czujników temperatury. - w płaszczu wodnym termoparę można zamontować w strefie tlenia oraz w komorze wtórnej.
9. Drzwi komory załadowczej i komory wtórnej są zawieszone. Naprzeciwko wymiennika ciepła, za pomocą śrub, przymocowany jest otwór czyszczący.
10. Aby uzyskać estetyczny wygląd, kocioł należy pomalować, Lepiej jest użyć farby odpornej na ciepło z efektem młotkowym.

Zdjęcie 4. Stojący kocioł pirolityczny w pomieszczeniu, pomalowany na niebiesko farbą odporną na ciepło.

Prawidłowe połączenie

Kocioł pirolityczny ma kilka funkcje dostępne po podłączeniu. Rozkład paliwa jest utrudniony ze względu na niską temperaturę płynu chłodzącego, dlatego na przewodzie montowany jest zawór trójdrożny.

Wyposażenie kotłowni

Do obsługi domowego kotła pirolitycznego potrzebne będzie osobne, wyposażone pomieszczenie - kotłownia.

Pomieszczenie kotłowni musi posiadać wylot komina i wentylacja naturalna.

Miejsce montażu kotła należy wybrać w taki sposób, aby zapewnić dostęp do wszystkich powierzchni i możliwość czyszczenia.

Przed paleniskiem znajduje się platforma wykonana z materiałów niepalnych, do zamontowania kotła potrzebne będą: fundacja. Podłączenie do komina powinno być jak najkrótsze.

Trudności w montażu kotła

Główną trudnością w budowie kotła pirolitycznego jest wybierając odpowiedni projekt i materiały. Bez zrozumienia procesów zachodzących w piecach, nie jest możliwe prawidłowe zbudowanie kotła.

Główne błędy popełniane podczas samodzielnego projektowania:

• Niewystarczające wyłożenie stref spalania. Cegły ogniotrwałe odgrywają ważną rolę, gdyż utrzymują stałą temperaturę w strefie spalania oraz chronią ruszt i ściany paleniska przed wypaleniem.
• Nadmierne usuwanie ciepła. Wymiennik ciepła musi przechwytywać ciepło, które nie jest potrzebne do utrzymania wewnętrznych procesów w kotle. Lokalizacja płaszcza wodnego w pobliżu strefy spalania jest niedopuszczalna.
• Niedopasowanie wymiarów komory załadowczej i komory zgazowania. Zbyt mała komora zgazowania może powodować blokowanie się większych polan.
• Nieprawidłowy rozmiar lub kierunek dysz powietrza. Mieszanie powietrza i gazów pirolitycznych powinno odbywać się możliwie jak najbardziej równomiernie.
• Źle wykonana regulacja przepływu powietrza pierwotnego i wtórnego, brak wymuszonego dopływu tlenu. Należy zainstalować albo wyciąg dymowy albo wentylator z regulacją mocy.

Jak sprawdzić działanie sprzętu domowej roboty?

Efektem wieloletniej pracy nad wyborem projektu kotła i realizacją tego projektu będzie oszczędne i niezawodne źródło ciepła. Dobrze działający kocioł posiada następujące cechy:

• Prawidłowo dobrana moc. Piroliza ma niewielki zakres regulacji. Kocioł nie może być „duszony” ani „przyspieszany” mocno. W takim przypadku spalanie albo całkowicie ustaje, albo rozpoczyna się w komorze zgazowania. Dlatego pojemność kotła musi odpowiadać stratom ciepła w domu.
• Możliwość długotrwałej pracy w trybie wymuszonym. Jedna zakładka powinna wystarczyć na długi czas.
• Łatwy dostęp do gazyfikacji, palnik pirolityczny w komorze dopalania powinien być już obserwowany 15–20 minut po zapłonie.
• Temperatura gazów w kominie nie powinna być wyższa niż 40–60 °C. Jeżeli temperatura jest wyższa zwiększamy powierzchnię wymiennika ciepła.
• Podczas testowania kotła Po zakończeniu procesu pirolizy z komina powinien wydobywać się tylko dwutlenek węgla i para wodna. Obecność ciemnego dymu i zapachu świadczy o niepełnym spaleniu paliwa.

Przydatny film

Film pokazuje, jak samodzielnie zbudować kocioł pirolityczny z wcześniej przygotowanych materiałów.

Wniosek

Wybierając system grzewczy warto zwrócić uwagę na różne rodzaje kotłów i elementy dodatkowe. Kocioł pirolityczny jest idealny w celu uzyskania stałej temperatury czynnika chłodzącego w sezonie grzewczym, nie wymaga częstego dokładania drewna opałowego. Warto jednak wiedzieć, że do działania będzie potrzebował prądu, kocioł jest wymagający co do jakości drewna opałowego.