Kotol na pyrolýzu pre domácich majstrov: zariadenie, schémy, princíp činnosti

Pojem „pyrolýza“ označuje proces, pri ktorom dochádza k pomalému spaľovaniu tuhého paliva za vzniku plynného média.Napriek „profesionálnemu“ názvu konštrukcie je výroba pyrolýzneho kotla vlastnými rukami pomerne jednoduchá a domáce výrobky sú v praxi celkom bežné.

Vysvetlenie je jednoduché - kotol na plynový generátor na spaľovanie dreva je jednoduchší na údržbu, často efektívnejší a hospodárnejší ako iné podobné zariadenia. Poďme spolu prísť na to, ako takéto zariadenie funguje a čo je potrebné na jeho výrobu.

Princíp činnosti pyrolýznych kotlov

K pyrolýznym konštrukciám patria okrem klasiky aj kotly pre vykurovacie systémy, kde sa ako palivo používajú tuhé horľavé materiály. Zvyčajne sa nazývajú kotly na plynové generátory.

Pre lepšie pochopenie princípu fungovania domáceho pyrolýzneho kotla je logické starostlivo zvážiť dizajn takéhoto zariadenia. Začnime s vlastnosťami ohniska ako hlavnej časti vykurovacej konštrukcie. Pracovná plocha palivovej komory pyrolýznych kotlov je v podstate rozdelená na dve samostatné komory.

Sekčné prevedenie pyrolýzneho kotla: 1 – plniaca komora (pasívna), kde prebieha proces pyrolýzy (nedokonalé spaľovanie); 2 – plynová spaľovacia komora (aktívna) vznikajúca pri pyrolýze

Jedna z týchto komôr je zaťažená tuhým palivom – palivové drevo, pelety, brikety atď. Tam začína primárny proces spaľovania tuhého paliva s obmedzeným prívodom vzduchu. V tomto stave palivo nehorí, ale tlie.Plyny uvoľnené pri pomalom spaľovaní vstupujú do inej oblasti komory - aktívnej, kde pri zvýšenom prívode vzduchu intenzívne horia.

Technicky sa takýto proces spaľovania realizuje jednoduchým spôsobom. Podoblasti spoločnej komory sú jednoducho oddelené roštom a tryskou. Horná časť komory je pasívne ohnisko, spodná časť komory je aktívne ohnisko. V tomto prípade je potrebné vziať do úvahy konštrukčný prvok - horný prívod vzduchu do palivovej komory (horný prúd).

To je to, čo odlišuje konštrukciu plynového generátorového kotla od klasickej jednokomorovej konštrukcie, kde sa používa spodné kŕmenie.

Klasická konštrukcia vzduchového čerpadla (často nazývaného ventilátor, ale technicky je to nesprávne označenie), ktoré sa používa v okruhu pyrolýzneho kotla. Toto je dôležitá súčasť, ktorá zabezpečuje účinnosť zariadenia.

Z technologického hľadiska je charakteristickým znakom konštrukcie pyrolýznych kotlov aj organizácia núteného ťahu. Konštrukcia dvojstupňového ohniska má zvýšený aerodynamický odpor. Preto nie je možné urobiť bez inštalácie vzduchového čerpadla.

Ako funguje kotol v praxi?

Praktické použitie zariadenia je vhodné zvážiť v procese krok za krokom:

1. Nakladanie palivového dreva - položenie hornej časti komory na rošt.
2. Zapáľte palivo a spustite dymové čerpadlo.
3. Tvorba drevoplynu pri teplote 250-850 °C.
4. Prechod drevoplynu do spodnej časti ohniska.
5. Spaľovanie drevoplynu s dodatočným prívodom vzduchu.

Ďalej sa teplo získané v spodnej oblasti palivovej komory používa na ohrev chladiacej kvapaliny. Chladivom môže byť voda alebo vzduch.

1 – aktívna kamera; 2 – prívod vody; 3 – sekundárny vzduch; 4 – komín; 5 – výstupné potrubie; 6 – škrtiaca klapka; 7 – vývod vody; 8, 9 – snímače; 10 – termostat; 11 – dvere pasívnej komory; 12 – primárny vzduch; 13 – pasívna komora; 14 – vzduchové čerpadlo; 15 – okruh výmenníka tepla; 16 – tryska; 17 – dvere aktívnej komory

Ak venujete pozornosť všetkým existujúcim dizajnom domácich kotlov pracujúcich na tuhé palivo, hlavnou alternatívou k pyrolýznemu kotlu je dizajn tradičného dizajnu.

Ide o podobnú verziu kotla na drevo, kde je jedno nedelené ohnisko a funguje princíp spodného prívodu vzduchu do spaľovacej komory. Ale takýto systém je považovaný za menej efektívny a nehospodárny kvôli rýchlemu spaľovaniu paliva.

Pyrolýzny kotol je schopný dodať účinnosť 85-95% pri 100% zaťažení. Účinnosť však prudko klesá, ak je zaťaženie nižšie ako 50%. Preto výrobcovia pyrolýznych zariadení odporúčajú používateľom prevádzkovať zariadenia pri maximálnom zaťažení.

Podobný prístup platí aj pre podomácky vyrobené konštrukcie za predpokladu, že plne zodpovedajú klasickej schéme pyrolýzy a prevádzkovým požiadavkám.

Treba poznamenať, že pre „pyrolýzu“ sú prevádzkové požiadavky pomerne prísne:

• povinná výbava vzduchovým čerpadlom;
• prípustný obsah vlhkosti paliva nie je vyšší ako 25-35%;
• zaťaženie zariadenia nie je nižšie ako 50%;
• teplota spätnej chladiacej kvapaliny nie je nižšia ako 60 ° C;
• zaťažovať len veľkými palivovými poľami.

Treba tiež poznamenať, že je to drahé pyrolýzne systémy priemyselná produkcia. To je pravdepodobne dôvod, prečo je možnosť „urob si sám“ taká populárna.

Domáci pyrolýzny kotol

Pri výrobe takéhoto vykurovacieho zariadenia vlastnými rukami sa spravidla berie ako základ populárna schéma Belyaev. To neznamená, že ide o jednoduché riešenie, ktoré vám umožní bez problémov vyrobiť ohrievač. Ale možno je to jedno z riešení, ktoré sa naozaj dá implementovať.

Trojrozmerná schéma pyrolýzneho kotla pre svojpomocnú výrobu. Toto je jedna z jednoduchých variácií obvodov, ktoré je možné vykonať nezávisle doma.

Na výrobu zariadenia podľa tejto schémy bude kapitán potrebovať:

• kovová rúrka (d = 32; 57; 159 mm);
• profilová rúrka (s = 60x30; 80x40; 20x20 mm);
• oceľový pás (20x4; 30x4; 80x5 mm);
• šamotová tehla;
• kovový plech;
• vzduchová pumpa;
• teplotný senzor.

Musíte mať tiež kompletnú sadu inštalatérskych nástrojov a zváračku (a zváračské zručnosti, respektíve). Práca na výrobe pyrolýzneho kotla s vlastnými rukami zjavne nie je niečo, čo môžete urobiť sami. Potrebný je aspoň jeden asistent.

Najprv je potrebné v súlade so zvolenou schémou pripraviť plechové časti konštrukcie. Odporúča sa pripraviť plechové panely narezaním na požadovanú veľkosť pomocou profesionálneho presného zariadenia.

Používanie ručných nástrojov, ako sú „brúsky“ na rezanie, si tiež vyžaduje určité pracovné zručnosti a dodržiavanie bezpečnostných predpisov počas prevádzky, ale nezabezpečuje presnosť rezu, čo následne ovplyvňuje kvalitu zvárania. Tento bod by sa mal vziať do úvahy. Rozumným riešením rezania plechov je objednať si ho v mechanickej dielni.

Montáž vnútorných častí zariadení

Palivovú komoru je potrebné vyrobiť z jedného dielu plechov.K tomu sa pripojí a zvarí materiál zodpovedajúci parametrom obvodu. Výsledkom by mala byť dvojkomorová konštrukcia, ktorá by mala byť doplnená o vzduchové potrubie.

Tieto prvky palivovej komory sú vyrobené z kovového kanála alebo sa na výrobu používa profilová rúrka. Otvory sú vyvŕtané po celej ploche prednej strany vzduchového potrubia.

Vzduchové kanály vo vnútri spaľovacej komory. Vzduch je privádzaný cez tieto kanály pomocou vzduchového čerpadla. Na rovnomerné rozloženie prúdu vzduchu po celej dĺžke kanála sú vyvŕtané otvory

Pod úrovňou, v oblasti aktívnej spaľovacej komory, na stene umiestnenej naprieč vzduchovými kanálmi, je zapustená kovová rúrka (sekundárny prívod vzduchu). Ďalej sa začína práca s rúrkami, pretože prišiel rad na montáž rúrkového výmenníka tepla.

Táto časť pyrolýzneho systému je vyrobená z kovových rúr d=57 mm:

1. Vezmite dva plechy podľa veľkosti výkresu a urobte značky.
2. Na základe označenia pre umiestnenie rúr sú na plechu vyrezané otvory d = 60 mm.
3. Rúry d=57 mm sú narezané na dĺžku.
4. Konce rúr sa vložia do otvorov jedného listu a oparia sa.
5. Opakujte operáciu s ďalším listom.

Výstupom by mal byť hotový výmenník tepla, ktorý je pripevnený k telesu kotla tam, kde je znázornené.

Príklad výroby výmenníka tepla z dvoch oceľových plechov a rúr narezaných na mieru. Vyžaduje si to kvalitné zváranie, aby v budúcnosti pri prevádzke kotla nevznikli žiadne problémy.

Vedľa výmenníka tepla (na hornej úrovni) je inštalovaný škrtiaci ventil. Táto časť je vybavená rukoväťou a je tiež privarená ku konštrukcii.Koncová časť telesa škrtiacej klapky je pokrytá kusom plechu s rúrkou pre komín.

Ďalej zostáva už len zvariť predný panel palivovej komory s okienkami pre dvere pod každou z dvoch sekcií a modul pre vzduchové čerpadlo.

Inštalovaný výmenník tepla a časť konštrukcie škrtiacej klapky. Variant nastavovacieho mechanizmu vo forme ručnej páky s možnosťou fixácie tlmiča v ľubovoľnej polohe

Pred inštaláciou predného panelu je potrebné vystužiť vnútro spaľovacích komôr šamotovými tehlami. Tento materiál je narezaný na veľkosť, niektoré z nich pod uhlom. Tehla je brúsená a upravená na miesto, kde je položená.

Obidva pracovné úseky palivovej komory kotla sú ošetrené šamotovými tehlami. Plochy klapiek potrubia výstupu (prívodu) vzduchu sú zároveň starostlivo vyvložkované. Po položení tehly je nainštalovaný predný panel.

Príklad kladenia šamotových tehál na vnútornú stranu palivovej komory. Tehlové obloženie chráni steny komory pyrolýzneho kotla pred možným vyhorením pri dlhodobej prevádzke

V skutočnosti možno hlavnú zostavu pyrolýzneho kotla v tomto štádiu považovať za kompletnú. Zostavená konštrukcia musí byť spracovaná - odstrániť vodný kameň zo zvárania, vyčistiť zvary, narovnať, ak sú niekde malé nepravidelnosti.

Ďalšou etapou je uzavretie zostavenej konštrukcie do utesneného krytu. Aj táto časť konštrukcie je vyrobená z plechu. Najprv je však potrebné krimpovanie.

Testovanie a konečná montáž konštrukcie

Zostavená konštrukcia sa musí otestovať. Povinné činnosti - skontrolujte tesnosť oblasti kotla, kde by mala cirkulovať chladiaca kvapalina.Na vykonanie tlakovej skúšky výmenníka tepla sú dočasne nainštalované zátky na prívodnom a vratnom potrubí chladiacej kvapaliny.

Potom sa výmenník tepla naplní vodou. Je vhodné použiť horúcu vodu z vykurovacej siete alebo prívodu teplej vody, aby bolo možné kontrolovať zvary v podmienkach tepelnej rozťažnosti kovu.

Predná časť takmer dokončenej konštrukcie s výfukovým potrubím pre prívod vzduchu do pracovných komôr. Okná sekcií palivových komôr zatiaľ nemajú dvere. Táto konštrukcia bude opláštená trupovými plechmi

Za predpokladu, že vo švíkoch výmenníka tepla nie sú žiadne netesnosti, voda sa vypustí a začnú rámovať konštrukciu pyrolýzneho kotla vonkajšími kovovými panelmi. Aj v tomto štádiu sa vyrábajú a zavesia dvierka okien sekcií spaľovacej komory.

Dvere pyrolýznej jednotky vyžadujú konštrukciu zohľadňujúcu prevádzkové podmienky pri vysokej teplote. Preto sa tieto konštrukčné prvky zvyčajne vyrábajú (alebo sa používajú hotové) z liatiny s dodatočným teplotným vystužením šamotovými tehlami.

Príklad konštrukcie dverí jednej zo sekcií palivovej komory pyrolýzneho kotla. Na zvýšenie ochrany pred účinkami vysokých teplôt počas spaľovacieho procesu sa okrem kovu používajú aj šamotové tehly.

Poslednou etapou je inštalácia pyrolýzneho kotla v mieste jeho budúcej prevádzky. Konštrukcia sa inštaluje na základ alebo na betónovú dosku. Odporúča sa zachovať výšku základu (dosky) vzhľadom na úroveň terénu vo veľkosti nie menšej ako 100 mm.

Po inštalácii a vyrovnaní hladiny je spodná časť kotla pripevnená k základu. Zostáva len pripojiť komínové potrubie, nainštalovať vzduchové čerpadlo a pripojiť prívodné/výstupné potrubia chladiacej kvapaliny.

Pyrolýzny kotol je kompletne uzavretý v kovovom plášti a pripravený na inštaláciu na pracovisku. Rohové háky sú privarené k telu ako nosné upevňovacie prvky

Výroba konštrukcie pyrolýzneho kotla vlastnými rukami je práca, ktorá si vyžaduje značné investície. Samozrejme, bez režijných nákladov sa z hľadiska finančných prostriedkov nezaobídete.

Je možné, že náklady na nákup materiálu a využívanie služieb tretích strán budú nižšie ako náklady na priemyselne vyrábané zariadenia. Rozdiel však s najväčšou pravdepodobnosťou nebude až taký výrazný. Hlavným problémom však nie sú peniaze.

Závery a užitočné video na túto tému

O samostatnej výrobe pyrolýzneho kotla:

Technicky nezávislá výroba pyrolýznych kotlov bez príslušného základu je mimoriadne zložitý proces. Vyžadujú sa aj odborné zručnosti pri práci s kovom, jasné pochopenie inžinierskych schém a technologických jemností výroby kotlových zariadení. Bez toho všetkého by ste sa nemali ani dostať do práce.

Ak máte potrebné znalosti a zručnosti a môžete poskytnúť cenné rady týkajúce sa montáže pyrolýzneho kotla ostatným návštevníkom stránky, zanechajte svoje pripomienky, podeľte sa o svoje tajomstvá zručností a pýtajte sa v bloku pod článkom.