Caldera de pirólisis de bricolaje: dispositivo, diagramas, principio de funcionamiento.
El término “pirólisis” se refiere a un proceso en el que se produce la combustión lenta de un combustible sólido para producir un medio gaseoso.A pesar del nombre "profesional" de la estructura, hacer una caldera de pirólisis con sus propias manos es relativamente fácil y los productos caseros son bastante comunes en la práctica.
La explicación es simple: una caldera generadora de gas de leña es más fácil de mantener y, a menudo, más eficiente y económica que otros equipos similares. Descubramos juntos cómo funciona ese equipo y qué se necesita para fabricarlo.
El contenido del artículo:
Principio de funcionamiento de las calderas de pirólisis.
Las calderas para sistemas de calefacción, donde se utilizan materiales combustibles sólidos como combustible, además de las clásicas, también pertenecen a las estructuras de pirólisis. Suelen denominarse calderas generadoras de gas.
Para comprender mejor el principio de funcionamiento de una caldera de pirólisis doméstica, es lógico considerar cuidadosamente el diseño de dicho equipo. Comencemos con las características de la cámara de combustión como parte principal de la estructura de calefacción. Básicamente, el área de trabajo de la cámara de combustible de las calderas de pirólisis se divide en dos cámaras separadas.
Una de estas cámaras está cargada con combustible sólido: leña, pellets, briquetas, etc. Allí comienza el proceso primario de combustión de combustibles sólidos con un suministro limitado de aire. En este estado, el combustible no arde, sino que arde lentamente.Los gases liberados durante la combustión lenta ingresan a otra área de la cámara: la activa, donde, con un mayor suministro de aire, se queman intensamente.
Técnicamente, este proceso de combustión se realiza de forma sencilla. Las zonas parciales de la cámara común están simplemente separadas por una rejilla y una tobera. La parte superior de la cámara es una cámara de combustión pasiva, la parte inferior de la cámara es una cámara de combustión activa. En este caso, se debe tener en cuenta la característica de diseño: el suministro de aire superior a la cámara de combustible (explosión superior).
En realidad, esto es lo que distingue el diseño de una caldera generadora de gas del diseño clásico de una sola cámara, donde se utiliza alimentación inferior.
Tecnológicamente, la organización del tiro forzado es también un rasgo característico del diseño de calderas de pirólisis. El diseño del hogar de dos etapas tiene una mayor resistencia aerodinámica. Por lo tanto, no es posible prescindir de instalar una bomba de aire.
¿Cómo funciona una caldera en la práctica?
Es conveniente considerar la aplicación práctica del equipo en un proceso paso a paso:
- Carga de leña: colocación de la zona superior de la cámara sobre la parrilla.
- Encienda el combustible y encienda la bomba de humo.
- Formación de gas de madera con temperatura 250-850°C.
- Transición del gas de leña a la zona inferior del hogar.
- Combustión de gas de madera con suministro de aire adicional.
A continuación, el calor obtenido en la zona inferior de la cámara de combustible se utiliza para calentar el refrigerante. El refrigerante puede ser agua o aire.
Si presta atención a todos los diseños existentes de calderas domésticas que funcionan con combustible sólido, la principal alternativa a una caldera de pirólisis es el diseño de un diseño tradicional.
Esta es una versión similar de una caldera de leña, donde hay una cámara de combustión indivisa y funciona el principio de suministro de aire inferior a la cámara de combustión. Pero un sistema de este tipo se considera menos eficiente y antieconómico debido a la rápida combustión del combustible.
Una caldera de pirólisis es capaz de ofrecer una eficiencia del 85-95% al 100% de carga. Sin embargo, la eficiencia cae drásticamente si la carga es inferior al 50%. Es por eso que los fabricantes de equipos de pirólisis recomiendan que los usuarios operen el equipo con la carga máxima.
Un enfoque similar es válido para estructuras caseras, siempre que cumplan plenamente con el esquema de pirólisis clásico y los requisitos operativos.
Cabe señalar que los requisitos operativos para la "pirólisis" son bastante estrictos:
- equipo obligatorio con bomba de aire;
- el contenido de humedad permitido del combustible no supera el 25-35%;
- la carga del equipo no es inferior al 50%;
- la temperatura del refrigerante de retorno no es inferior a 60 °C;
- cargar solo con grandes matrices de combustible.
También hay que tener en cuenta que es caro. sistemas de pirólisis producción industrial. Probablemente esta sea la razón por la que la opción "hágalo usted mismo" es tan popular.
Caldera de pirólisis casera
Como regla general, al fabricar dicho equipo de calefacción con sus propias manos, se toma como base el popular esquema Belyaev. Esto no quiere decir que sea una solución sencilla que le permita fabricar un calentador sin problemas. Pero quizás sea una de esas soluciones que realmente se pueden implementar.
Para producir equipos de acuerdo con este esquema, el maestro necesitará:
- tubo metálico (d = 32; 57; 159 mm);
- tubo perfilado (s = 60x30; 80x40; 20x20 mm);
- fleje de acero (20x4; 30x4; 80x5 mm);
- ladrillo de arcilla refractaria;
- una lámina de metal;
- bomba de aire;
- sensor de temperatura.
También necesita tener un juego completo de herramientas de plomería, además de una máquina de soldar (y habilidades de soldadura, respectivamente). El trabajo de hacer una caldera de pirólisis con sus propias manos claramente no es algo que pueda hacer solo. Se necesita al menos un asistente.
En primer lugar, de acuerdo con el esquema elegido, es necesario preparar las partes laminares de la estructura. Se recomienda preparar los paneles de láminas cortándolos a medida utilizando equipos de precisión profesionales.
El uso de herramientas manuales como “amoladoras” para cortar también requiere algunas habilidades laborales y cumplimiento de las normas de seguridad durante la operación, pero no garantiza la precisión del corte, lo que posteriormente afecta la calidad de la soldadura. Este punto debe tenerse en cuenta. Una solución razonable para cortar chapas metálicas es encargarlas a un taller mecánico.
Montaje de piezas internas de equipos.
Es necesario hacer una cámara de combustible a partir de una parte de láminas de metal.Para ello se conecta y suelda un material acorde a los parámetros del circuito. El resultado debería ser una estructura de dos cámaras, que debería complementarse con conductos de aire.
Estos elementos de la cámara de combustible están hechos de un canal de metal o para la fabricación se utiliza un tubo perfilado. Se perforan agujeros en toda el área de la parte frontal del conducto de aire.
Debajo del nivel, en el área de la cámara de combustión activa, en la pared ubicada a través de los conductos de aire, está incrustado un tubo metálico (suministro de aire secundario). A continuación se comienza a trabajar con las tuberías, ya que ha llegado el turno de montar el intercambiador de calor tubular.
Esta parte del sistema de pirólisis está hecha de tubos metálicos d=57 mm:
- Tome dos láminas de metal según el tamaño del dibujo y haga marcas.
- Según las marcas para la ubicación de las tuberías, se cortan orificios d = 60 mm en la hoja.
- Los tubos d=57 mm se cortan a medida.
- Los extremos de los tubos se insertan en los orificios de una hoja y se escaldan.
- Repetir la operación con otra hoja.
La salida debe ser un intercambiador de calor terminado, que se fija al cuerpo de la caldera donde lo indica el diagrama.
Se instala una válvula de mariposa al lado del intercambiador de calor (en el nivel superior). Esta pieza está equipada con un mango y también está soldada a la estructura.La parte final del cuerpo del acelerador se cubre con un trozo de chapa con un tubo para la chimenea.
A continuación solo queda soldar el panel frontal de la cámara de combustible con ventanas para las puertas debajo de cada una de las dos secciones y un módulo para la bomba de aire.
Antes de instalar el panel frontal, se debe reforzar el interior de las cámaras de combustión con ladrillos de arcilla refractaria. Este material se corta a medida, parte en ángulo. El ladrillo se muele y se ajusta al lugar donde se colocará.
Ambas secciones de trabajo de la cámara de combustible de la caldera están tratadas con ladrillos de arcilla refractaria. Al mismo tiempo, se recubren cuidadosamente las áreas de las compuertas de las tuberías de salida (suministro) de aire. Después de colocar el ladrillo, se instala el panel frontal.
De hecho, el conjunto principal de la caldera de pirólisis en esta etapa puede considerarse completo. La estructura ensamblada debe procesarse: eliminar las incrustaciones de la soldadura, limpiar las soldaduras y enderezarlas si hay pequeñas irregularidades en alguna parte.
La siguiente etapa es encerrar la estructura ensamblada en una carcasa sellada. Esta parte de la estructura también está fabricada con láminas de metal. Sin embargo, primero es necesario engarzar.
Pruebas y montaje final de la estructura.
Se debe probar la estructura ensamblada. Acciones obligatorias: comprobar la estanqueidad del área de la caldera por donde debe circular el refrigerante.Para realizar pruebas de presión del intercambiador de calor, se instalan temporalmente tapones en las tuberías de suministro y retorno del refrigerante.
Luego el intercambiador de calor se llena de agua. Es recomendable utilizar agua caliente de la red de calefacción o suministro de agua caliente para poder comprobar las soldaduras en condiciones de dilatación térmica del metal.
Siempre que no haya fugas en las costuras del intercambiador de calor, se drena el agua y se comienza a enmarcar la estructura de la caldera de pirólisis con paneles metálicos externos. También en esta etapa se fabrican y cuelgan las puertas de las ventanas de las secciones de la cámara de combustión.
Las puertas de una unidad de pirólisis requieren un diseño que tenga en cuenta las condiciones de funcionamiento a alta temperatura. Por lo tanto, estos elementos estructurales suelen fabricarse (o utilizarse confeccionados) de hierro fundido con refuerzo térmico adicional con ladrillos de arcilla refractaria.
La etapa final es la instalación de una caldera de pirólisis en el lugar de su futura operación. La estructura se instala sobre una cimentación o sobre una losa de hormigón. Se recomienda mantener la altura de la base (losa) con respecto al nivel del suelo en un tamaño de al menos 100 mm.
Después de la instalación y el equilibrio de nivel, la parte inferior de la caldera se fija a la base. Ya sólo queda conectar el tubo de la chimenea, instalar la bomba de aire y conectar las líneas de suministro/salida del refrigerante.
Hacer tú mismo la estructura de una caldera de pirólisis es un trabajo que requiere una importante inversión de esfuerzo. Por supuesto, no se puede prescindir de los gastos generales en términos de recursos financieros.
Es posible que el costo de compra de material y uso de servicios de terceros sea menor que el costo de los equipos fabricados industrialmente. Sin embargo, lo más probable es que la diferencia no sea tan significativa. Pero el problema principal no es el dinero.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Sobre la producción independiente de una caldera de pirólisis:
Técnicamente, la producción independiente de calderas de pirólisis sin la base adecuada es un proceso extremadamente complejo. También se requieren habilidades profesionales para trabajar con metal, una comprensión clara de los esquemas de ingeniería y las complejidades tecnológicas de la fabricación de equipos de calderas. Sin todo esto, ni siquiera deberías ponerte a trabajar.
Si tiene los conocimientos y habilidades necesarios y puede brindar valiosos consejos sobre cómo ensamblar una caldera de pirólisis a otros visitantes del sitio, deje sus comentarios, comparta sus secretos de habilidad y haga preguntas en el bloque debajo del artículo.
En la etapa de construcción de la casa, decidí comprar una caldera de pirólisis, ya que puede procesar cualquier tipo de combustible y tiene una alta eficiencia. Pero fui de compras, miré los precios y cambié de opinión. Las calderas que son más baratas tienen paredes más bien delgadas, pero no podía permitirme las caras importadas.
Definitivamente no lo haré yo mismo, tienes que ser un soldador profesional, pero yo trabajo a nivel doméstico.Pues bien, la inversión en metal, tuberías y herramientas adicionales también es considerable. Aunque, cuando lo haces tú mismo, por ti mismo, estás seguro de la calidad, eso es seguro.