Econômico e confiável, mas é seguro? Como fazer uma caldeira de pirólise com suas próprias mãos

Por trás da bela chama da madeira queimada existe um complexo processo químico.

Na verdade, Não é madeira maciça que queima, mas gases, que são liberados em altas temperaturas. Esse processo é chamado de pirólise.

Em que consiste uma caldeira de pirólise?

O princípio da decomposição do combustível e da combustão dos gases resultantes é utilizado em caldeiras de pirólise. A combustão ocorre em altas temperaturas e de forma completa.

Projeto tais caldeiras mais complicado do que a grelha convencional, são mais caros, mas muito mais eficazes.

A caldeira de pirólise é composta por:

1. Da câmara primária. Assemelha-se a uma caixa de combustão de caldeira convencional, na qual o combustível é carregado. Dependendo do projeto, a combustão pode ocorrer na parte inferior da câmara de combustível ou de cima para baixo.
2. Câmara secundária. Nele, os gases de pirólise são misturados com ar aquecido secundário e a mistura resultante é queimada a quente. Devido à alta temperatura, ocorre a oxidação completa do carbono em dióxido de carbono.
3. Sistemas de fornecimento de ar, separação e aquecimento. Existem caldeiras com tiragem natural ou fornecimento de ar forçado.
4. Sistemas de troca de calor e remoção de fumaça.
5. Controle automático.

Como funciona o equipamento gaseificador de carregamento superior?

A lenha em uma caldeira de pirólise de carregamento superior queima assim:

• A caixa de fogo carregada é acesa, a chama em tiragem natural aquece a caixa de fogo a uma temperatura na câmara primária 60 °C.
• A porta fecha e o suprimento de ar primário é ligado. Em poucos minutos a temperatura na câmara de combustão atinge 600 °C — o modo ideal de decomposição de gases. A lenha arde lentamente quando há falta de oxigênio.

Foto 1. A caixa de fogo da caldeira de pirólise é carregada com lenha; a chama a aquece até 60 °C sob tiragem natural.

• O ar que passou previamente pela chama da câmara primária é alimentado na câmara secundária. Gases quentes se misturam para produzir uma mistura com um número estequiométrico – a proporção ideal de ar e gás combustível.
• Ao passar pelo bico, a mistura se inflama e queima, liberando uma grande quantidade de calor. Parte do calor é gasto na manutenção da combustão na câmara primária.
• O calor é capturado por um sistema de trocadores de calor, e o dióxido de carbono liberado é removido pela chaminé.

Fazendo um dispositivo com suas próprias mãos: instruções passo a passo

O alto custo de uma caldeira de pirólise feita em fábrica incentiva os artesãos populares a construir cópias de caldeiras feitas em fábrica com suas próprias mãos ou busca independente por soluções técnicas inovadoras. O processo de construção desses equipamentos é complexo, mas interessante.

Selecionando um diagrama e desenhando

Antes de começar a trabalhar, a etapa mais importante é seleção de projetosSe possível, vale a pena comprar um projeto pronto e já testado, para não aprender com a própria experiência.

Foto 2. Esquema de automontagem de uma caldeira de pirólise com canal de exaustão e porta de carga superior.

O que deve ser levado em consideração ao projetar e criar um desenho:

• Potência do queimador. Depende da área da câmara de combustão primária e do tamanho da caixa de fogo, bem como da intensidade da injeção de oxigênio.
• Tamanho da caixa de fogo. Ela determina a quantidade de combustível que será adicionada e, portanto, por quanto tempo a caldeira funcionará sem recarga.
• Tipo de superalimentação. Existem caldeiras com tiragem natural, mas elas não proporcionam combustão estável dos gases. Tanto um ventilador quanto um exaustor de fumaça podem ser instalados na caldeira.
• Tipo de trocador de calor. O calor do escapamento deve ser capturado de forma eficiente. Uma camisa d'água ou um trocador de calor de placas no escapamento farão o trabalho bem.
• Revestimento de câmaras primárias e secundárias, bem como um método para regular o ar primário e secundário.

Foto 3. Exemplo de desenho de uma caldeira de pirólise de longa queima com as dimensões especificadas. Vistas lateral e frontal.

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Materiais e ferramentas

Para construir uma caldeira de pirólise com nossas próprias mãos, precisaremos de:

• Chapas de aço de alta liga com 4 mm de espessura. Eles são mais fáceis de soldar e não queimam devido a altas temperaturas.
• Ventilador de sopro forçado e automação.

• Material de forro. A câmara de combustão secundária deve ser revestida com uma camada refratária, uma vez que a temperatura de combustão dos gases de pirólise é 1200 °CPode ser lã de caulim ou tijolo de argila refratária.

• Sensor de pressão e temperatura.
• Tubos, conexões, hastes, cortinas, válvulas de esfera, tinta resistente ao calor.

Para construir uma caldeira, você precisa de uma oficina de metalurgia equipada. O artesão precisará de habilidades em marcação e encaixe de peças, além de capacidade de ler desenhos e cortar metal.

Precisaremos de:

• Ferramentas para processamento e união de metais. Esmerilhadeira angular, máquina de solda, eletrodos. O ideal é que as peças sejam cortadas sob encomenda em uma máquina CNC a laser - isso adicionará beleza e facilitará a tarefa.

• Instrumentos de medição: compasso, régua, esquadro, fita métrica.
• Ferramentas para processamento de tijolos de argila refratária: Disco para esmerilhadeira angular com pontas de carboneto.

Andamento do trabalho

Instruções de construção passo a passo:

1. Marcação de peças da câmara primária e secundária. O tamanho da câmara secundária é selecionado de forma que os tijolos refratários sejam assentados sem aparas. O fundo da câmara primária é estreito e termina com um bico ranhurado para combustão de gás.
2. Marcação e arranjo de acesso aéreo. De um lado, um ventilador é colocado no duto de ar feito de um tubo quadrado, do outro, o ar é dividido em primário e secundário.

A quantidade de ar fornecida é regulada por uma válvula – uma esfera de grande diâmetro soldada a um parafuso ou a uma válvula de esfera. Ela desliga o fornecimento de ar.

3. Instalação de dutos de ar primários e secundários. Deve-se levar em consideração que o bico de gás de pirólise aquece fortemente; essa energia deve ser efetivamente removida pelos dutos de ar. O ar secundário deve estar quente, caso contrário, a combustão será irregular. Os bicos de ar devem estar paralelos ao movimento dos gases de pirólise.
4. A caldeira de pirólise tem duas saídas de chaminé - das câmaras primária e secundária. Após a ignição e o fornecimento de ar, a chaminé da câmara primária é fechada - é necessário planejar um registro selado com um mecanismo de fixação.
5. Revestimento da câmara secundária.
6. Cobrimos a estrutura com uma camisa de água de 3 cm de espessura. Para aumentar a resistência, podem ser fornecidas conexões; todas as costuras devem ser seladas.
7. Um trocador de calor de placas ou tubular adicional é instalado na raiz da chaminé. Você pode usar radiadores prontos, mas devido ao possível entupimento de fuligem, limpá-los será mais difícil.
8. O gabinete contém soquetes tecnológicos para sensores de temperatura. - na camisa de água, o termopar pode ser instalado na zona de combustão lenta e na câmara secundária.
9. As portas da câmara de carga e secundária estão penduradas. Em frente ao trocador de calor, uma escotilha de limpeza é fixada com parafusos.
10. Para uma aparência estética, a caldeira precisa ser pintada, É melhor usar tinta resistente ao calor com efeito martelo.

Foto 4. Caldeira de pirólise de piso em ambiente interno, pintada de azul com tinta resistente ao calor.

Conexão correta

A caldeira de pirólise possui diversas recursos ao conectar. A decomposição do combustível é dificultada pela baixa temperatura do líquido de arrefecimento, por isso uma válvula de três vias é instalada na tubulação.

Equipamentos para sala de caldeiras

Para operar uma caldeira de pirólise caseira, você precisará de uma sala separada equipada - sala da caldeira.

A sala da caldeira deve ter uma saída de chaminé e ventilação natural.

O local para instalação da caldeira é escolhido de forma que haja acesso a todas as superfícies e limpeza.

Em frente à fornalha, é equipada uma plataforma feita de materiais não combustíveis; para instalar a caldeira, você precisará fundação. A conexão da chaminé deve ser a mais curta possível.

Dificuldades na montagem da caldeira

A principal dificuldade na construção de uma caldeira de pirólise é escolhendo o design e os materiais certos. Sem entender os processos que ocorrem nos fornos, é impossível construir uma caldeira corretamente.

Os principais erros cometidos ao projetar por conta própria:

• Revestimento insuficiente das zonas de combustão. Os tijolos de argila refratária são importantes porque mantêm uma temperatura constante na zona de combustão e protegem as paredes da grelha e da fornalha de queimar.
• Remoção excessiva de calor. O trocador de calor deve capturar o calor que não é necessário para manter os processos internos da caldeira. A localização da camisa d'água próxima à zona de combustão é inaceitável.
• Descompasso entre as dimensões da câmara de carga e da câmara de gaseificação. Uma câmara de gaseificação muito pequena pode fazer com que toras grandes fiquem presas.
• Tamanho ou direção incorretos dos bicos de ar. A mistura de ar e gases de pirólise deve ser o mais uniforme possível.
• Ajuste mal feito dos fluxos de ar primário e secundário, sem fornecimento forçado de oxigênio. É necessário instalar um exaustor de fumaça ou um ventilador com controle de potência.

Como verificar o funcionamento de equipamentos caseiros?

O resultado do trabalho de longo prazo na escolha de um projeto de caldeira e na implementação deste projeto será fonte de calor econômica e confiável. Uma caldeira que funciona bem tem as seguintes qualidades:

• Potência selecionada corretamente. A pirólise possui uma pequena faixa de ajustes. A caldeira não pode ser "estrangulada" ou "acelerada" bruscamente. Nesse caso, a combustão para completamente ou começa na câmara de gaseificação. Portanto, a capacidade da caldeira deve corresponder à perda de calor da casa.
• Possibilidade de operação de longo prazo em modo forçado. Um marcador deve ser suficiente por muito tempo.
• Fácil acesso à gaseificação, a tocha de pirólise na câmara de pós-combustão já deve ser observada 15–20 minutos após a ignição.
• A temperatura dos gases na chaminé não deve ser superior a 40–60 °C. Se a temperatura for maior, aumentamos a área do trocador de calor.
• Ao testar a caldeira Após sair do processo de pirólise, apenas dióxido de carbono e vapor devem sair da chaminé. A presença de fumaça escura e odor indica combustão incompleta do combustível.

Vídeo útil

O vídeo demonstra como fazer você mesmo uma caldeira de pirólise usando materiais pré-preparados.

Conclusão

Ao escolher um sistema de aquecimento, vale a pena prestar atenção aos diferentes tipos de caldeiras e elementos adicionais. Uma caldeira de pirólise é perfeita para obter uma temperatura constante do líquido de arrefecimento durante a estação de aquecimento, não requer adição frequente de lenha. No entanto, é importante saber que precisará de eletricidade para funcionar, já que a caldeira é exigente quanto à qualidade da lenha.