Tee-se-itse-pyrolyysikattila: laite, kaaviot, toimintaperiaate

Termi "pyrolyysi" viittaa prosessiin, jossa kiinteän polttoaineen hidas palaminen tapahtuu kaasumaisen väliaineen tuottamiseksi.Rakenteen "ammattimaisesta" nimestä huolimatta pyrolyysikattilan valmistaminen omin käsin on suhteellisen helppoa, ja kotitekoiset tuotteet ovat käytännössä melko yleisiä.

Selitys tälle on yksinkertainen - puulämmitteinen kaasugeneraattorikattila on helpompi huoltaa, usein tehokkaampi ja taloudellisempi kuin muut vastaavat laitteet. Selvitetään yhdessä, kuinka tällaiset laitteet toimivat ja mitä tarvitaan niiden valmistamiseen.

Pyrolyysikattiloiden toimintaperiaate

Lämmitysjärjestelmien kattilat, joissa polttoaineena käytetään kiinteitä palavia materiaaleja, kuuluvat klassikoiden lisäksi myös pyrolyysirakenteisiin. Niitä kutsutaan yleensä kaasugeneraattorikattiloksi.

Kodin pyrolyysikattilan toimintaperiaatteen ymmärtämiseksi paremmin on loogista harkita huolellisesti tällaisten laitteiden suunnittelua. Aloitetaan tulipesän ominaisuuksista lämmitysrakenteen pääosana. Pohjimmiltaan pyrolyysikattiloiden polttoainekammion työalue on jaettu kahteen erilliseen kammioon.

Pyrolyysikattilan poikkileikkaussuunnittelu: 1 – latauskammio (passiivinen), jossa pyrolyysiprosessi (epätäydellinen palaminen) tapahtuu; 2 – pyrolyysin aikana muodostunut kaasun polttokammio (aktiivinen).

Yksi näistä kammioista on täynnä kiinteää polttoainetta - polttopuuta, pellettejä, brikettejä jne. Siellä kiinteän polttoaineen ensisijainen palaminen alkaa rajoitetulla ilmansyötöllä. Tässä tilassa polttoaine ei pala, vaan kytee.Hitaan palamisen aikana vapautuvat kaasut tulevat kammion toiselle alueelle - aktiiviselle alueelle, jossa ne palavat intensiivisesti lisääntyneellä ilmansyötöllä.

Teknisesti tällainen polttoprosessi toteutetaan yksinkertaisella tavalla. Yhteisen kammion osa-alueet erotetaan yksinkertaisesti arinalla ja suuttimella. Kammion yläosa on passiivinen tulipesä, kammion alaosa aktiivinen tulipesä. Tässä tapauksessa on otettava huomioon suunnitteluominaisuus - ylempi ilmansyöttö polttoainekammioon (yläpuhallus).

Itse asiassa tämä erottaa kaasugeneraattorikattilan suunnittelun klassisesta yksikammioisesta rakenteesta, jossa käytetään pohjasyöttöä.

Ilmapumpun klassinen muotoilu (kutsutaan usein tuulettimeksi, mutta teknisesti tämä on harhaanjohtava nimitys), jota käytetään pyrolyysikattilan piirissä. Tämä on tärkeä osa, joka varmistaa laitteiden tehokkuuden.

Teknologisesti pakkovedon organisointi on myös pyrolyysikattiloiden suunnittelun tunnusomainen piirre. Kaksivaiheisen tulipesän muotoilu on lisännyt aerodynaamista vastusta. Siksi ei ole mitään keinoa ilman ilmapumpun asentamista.

Miten kattila toimii käytännössä?

On kätevää harkita laitteiden käytännön käyttöä vaiheittaisessa prosessissa:

1. Polttopuiden lataaminen - kammion yläosan asettaminen arinalle.
2. Sytytä polttoaine ja käynnistä savupumppu.
3. Puukaasun muodostuminen lämpötilassa 250-850 °C.
4. Puukaasun siirto tulipesän ala-alueelle.
5. Puukaasun poltto lisäilmasyötöllä.

Seuraavaksi polttoainekammion alaosassa saatu lämpö käytetään jäähdytysnesteen lämmittämiseen. Jäähdytysneste voi olla joko vettä tai ilmaa.

1 – aktiivinen kamera; 2 – veden sisääntulo; 3 – toisioilma; 4 – savupiippu; 5 - poistoputki; 6 – kuristusventtiili; 7 – vedenpoistoaukko; 8, 9 – anturit; 10 - termostaatti; 11 – passiivikammion ovi; 12 – primääriilma; 13 – passiivinen kammio; 14 – ilmapumppu; 15 – lämmönvaihdinpiiri; 16 – suutin; 17 – aktiivisen kammion ovi

Jos kiinnität huomiota kaikkiin olemassa oleviin kiinteällä polttoaineella toimivien kotitalouksien kattiloiden malleihin, tärkein vaihtoehto pyrolyysikattilalle on perinteisen suunnittelun suunnittelu.

Tämä on samanlainen versio puulämmitteisestä kattilasta, jossa on yksi jakamaton tulipesä ja toimii periaate, että polttokammioon syötetään pienempi ilma. Mutta tällaista järjestelmää pidetään vähemmän tehokkaana ja epätaloudellisena polttoaineen nopean palamisen vuoksi.

Pyrolyysikattila pystyy tuottamaan 85-95 %:n hyötysuhteen 100 %:n kuormituksella. Tehokkuus kuitenkin laskee jyrkästi, jos kuormitus on alle 50 %. Siksi pyrolyysilaitteiden valmistajat suosittelevat, että käyttäjät käyttävät laitetta suurimmalla kuormituksella.

Samanlainen lähestymistapa pätee myös kotitekoisiin rakenteisiin, mikäli ne ovat täysin klassisen pyrolyysikaavion ja käyttövaatimusten mukaisia.

On huomattava, että "pyrolyysin" käyttövaatimukset ovat melko tiukat:

• pakolliset laitteet ilmapumpulla;
• polttoaineen sallittu kosteuspitoisuus ei ole yli 25-35 %;
• laitteen kuormitus on vähintään 50%;
• paluujäähdytysnesteen lämpötila on vähintään 60 °C;
• lastaus vain suurilla polttoainesarjoilla.

On myös huomattava, että se on kallista pyrolyysijärjestelmät teollisuustuotanto. Luultavasti tästä syystä tee-se-itse -vaihtoehto on niin suosittu.

Kotitekoinen pyrolyysikattila

Yleensä kun teet tällaisia ​​lämmityslaitteita omin käsin, pohjana on suosittu Belyaev-järjestelmä. Tämä ei tarkoita sitä, että tämä on yksinkertainen ratkaisu, jonka avulla voit tehdä lämmittimen ilman ongelmia. Mutta ehkä yksi niistä ratkaisuista, jotka voidaan todella toteuttaa.

Kolmiulotteinen kaavio pyrolyysikattilasta tee-se-itse-tuotantoon. Tämä on yksi yksinkertaisista piirimuunnelmista, jotka voidaan tehdä itsenäisesti kotona.

Tämän järjestelmän mukaisten laitteiden valmistamiseksi mestari tarvitsee:

• metalliputki (d = 32; 57; 159 mm);
• profiiliputki (s = 60x30; 80x40; 20x20 mm);
• teräsnauha (20x4; 30x4; 80x5 mm);
• fireclay tiili;
• metallilevy;
• ilmapumppu;
• lämpösensori.

Sinulla on myös oltava täysi sarja putkityökaluja sekä hitsauskone (ja hitsaustaidot, vastaavasti). Pyrolyysikattilan valmistaminen omilla käsillä ei selvästikään ole jotain, jota voit tehdä yksin. Ainakin yksi avustaja tarvitaan.

Ensinnäkin valitun järjestelmän mukaisesti on tarpeen valmistella rakenteen levyosat. Levylevyt on suositeltavaa valmistella leikkaamalla ne sopivaan mittaan ammattimaisilla tarkkuuslaitteilla.

Käsityökalujen, kuten "hiomakoneiden" käyttö leikkaamiseen vaatii myös jonkin verran työtaitoja ja turvallisuusmääräysten noudattamista käytön aikana, mutta ei takaa leikkaustarkkuutta, mikä vaikuttaa myöhemmin hitsauksen laatuun. Tämä seikka on otettava huomioon. Järkevä ratkaisu metallilevyjen leikkaamiseen on tilata se konepajalta.

Laitteiden sisäosien kokoonpano

Polttoainekammio on tehtävä yhdestä metallilevyjen osasta.Tätä varten kytketään ja hitsataan materiaali, joka vastaa piirin parametreja. Tuloksena tulisi olla kaksikammioinen rakenne, jota tulisi täydentää ilmakanavilla.

Nämä polttoainekammion elementit on valmistettu metallikanavasta tai valmistuksessa käytetään profiiliputkea. Reiät porataan koko ilmakanavan etupuolen alueelle.

Ilmakanavat palotilan sisällä. Ilmaa syötetään näiden kanavien kautta ilmapumpun avulla. Ilmavirran jakautumiseksi tasaisesti koko kanavan pituudelle porataan reikiä

Tason alapuolelle, aktiivisen polttokammion alueelle, ilmakanavien poikki sijaitsevaan seinään, on upotettu metalliputki (toissijainen ilmansyöttö). Seuraavaksi työ alkaa putkilla, koska putkimaisen lämmönvaihtimen kokoamisen vuoro on tullut.

Tämä pyrolyysijärjestelmän osa on valmistettu metalliputkista d=57 mm:

1. Ota kaksi metallilevyä piirustuksen koon mukaan ja tee merkinnät.
2. Putkien sijaintimerkintöjen perusteella levyyn leikataan reiät d = 60 mm.
3. Putket d=57 mm leikataan pituuteen.
4. Putkien päät työnnetään yhden levyn reikiin ja poltetaan.
5. Toista toimenpide toisella arkilla.

Lähdön tulee olla valmis lämmönvaihdin, joka on kiinnitetty kattilan runkoon kaavion osoittamalla tavalla.

Esimerkki lämmönvaihtimen valmistamisesta kahdesta mittojen mukaan leikatusta teräslevystä ja putkesta. Tämä edellyttää laadukasta hitsausta, jotta kattilan käytössä ei tule ongelmia jatkossa.

Lämmönvaihtimen viereen (ylemmälle tasolle) on asennettu kuristusventtiili. Tämä osa on varustettu kahvalla ja on myös hitsattu rakenteeseen.Kaasun rungon päätyosa on peitetty levypalalla, jossa on putki savupiippua varten.

Seuraavaksi jää vain hitsata polttoainekammion etupaneeli, jossa on ikkunat oville kummankin osan alla ja moduuli ilmapumppua varten.

Asennettu lämmönvaihdin ja osa kuristusventtiilin rakennetta. Vaihtoehto säätömekanismista manuaalisen vivun muodossa, jolla on mahdollisuus kiinnittää vaimennin mihin tahansa asentoon

Ennen etupaneelin asentamista polttokammioiden sisäpuoli on vahvistettava fireclay-tiileillä. Tämä materiaali leikataan sopivaan kokoon, osa siitä vinossa. Tiili hiotaan ja säädetään asennuspaikkaan.

Kattilan polttoainekammion molemmat työosat on käsitelty fireclay-tiileillä. Samalla ilmanpoisto- (syöttö-) putkien peltien alueet vuorataan huolellisesti. Tiilen asettamisen jälkeen etupaneeli asennetaan.

Esimerkki fireclay-tiilien asettamisesta polttoainekammion sisäpuolelle. Tiilivuori suojaa pyrolyysikattilakammion seiniä mahdolliselta palamiselta pitkäaikaisen käytön aikana

Itse asiassa pyrolyysikattilan pääkokoonpanoa tässä vaiheessa voidaan pitää valmiina. Koottu rakenne on käsiteltävä - poista hilse hitsauksesta, puhdista hitsit, suorista jos jossain on pieniä epätasaisuuksia.

Seuraava vaihe on kootun rakenteen sulkeminen tiiviiseen koteloon. Tämäkin rakenteen osa on valmistettu metallilevyistä. Puristus on kuitenkin ensin tarpeen.

Rakenteen testaus ja loppukokoonpano

Koottu rakenne on testattava. Pakolliset toimenpiteet - tarkista kattilan alueen tiiviys, jossa jäähdytysnesteen tulee kiertää.Lämmönvaihtimen painetestausta varten jäähdytysnesteen syöttö- ja paluuputkiin asennetaan tilapäisesti tulpat.

Sitten lämmönvaihdin täytetään vedellä. On suositeltavaa käyttää kuumaa vettä lämmitysverkosta tai kuumavesilähteestä, jotta voidaan tarkistaa hitsit metallin lämpölaajenemisolosuhteissa.

Lähes valmiin rakenteen etuosa, jossa pakoputket ilman syöttämiseksi työkammioiden sisään. Polttoainekammio-osien ikkunoissa ei vielä ole ovia. Tämä rakenne päällystetään runkolevyillä

Edellyttäen, että lämmönvaihtimen saumoissa ei ole vuotoja, vesi tyhjennetään ja ne alkavat kehystää pyrolyysikattilan rakennetta ulkoisilla metallipaneeleilla. Myös tässä vaiheessa valmistetaan ja ripustetaan palokammio-osien ikkunoiden ovet.

Pyrolyysiyksikön ovet vaativat korkean lämpötilan käyttöolosuhteet huomioiden suunnittelun. Siksi nämä rakenneosat valmistetaan yleensä (tai käytetään valmiina) valuraudasta lisälämpötilavahvisteella fireclay-tiileillä.

Esimerkki pyrolyysikattilan polttoainekammion yhden osan oven suunnittelusta. Suojauksen parantamiseksi korkeiden lämpötilojen vaikutuksilta palamisprosessin aikana käytetään metallin lisäksi fireclay-tiiliä.

Viimeinen vaihe on pyrolyysikattilan asentaminen sen tulevan toiminnan paikkaan. Rakenne asennetaan perustukselle tai betonilaatalle. Perustuksen (laatan) korkeus maanpinnasta on suositeltavaa säilyttää vähintään 100 mm:n kokoisena.

Asennuksen ja tasauksen jälkeen kattilan alaosa kiinnitetään perustukseen. Jäljelle jää vain savupiipun liittäminen, ilmapumpun asentaminen ja jäähdytysnesteen syöttö-/poistojohdot.

Pyrolyysikattila on kokonaan suljettu metallikoteloon ja valmis asennettavaksi työpaikalle. Kulmakoukut hitsataan runkoon tukikiinnityselementeiksi

Pyrolyysikattilarakenteen tekeminen itse on työ, joka vaatii huomattavia panostuksia. Tietenkään et tule toimeen ilman yleiskustannuksia taloudellisten resurssien suhteen.

On mahdollista, että materiaalin hankinta ja kolmannen osapuolen palveluiden käyttökustannukset ovat pienemmät kuin teollisesti valmistettujen laitteiden kustannukset. Todennäköisesti ero ei kuitenkaan ole niin merkittävä. Mutta pääkysymys ei ole raha.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Tietoja pyrolyysikattilan itsenäisestä tuotannosta:

Pyrolyysikattiloiden itsenäinen valmistus ilman asianmukaista pohjaa on teknisesti erittäin monimutkainen prosessi. Tarvitaan myös ammattitaitoa metallin työstämiseen, selkeää ymmärrystä kattilalaitteiden valmistuksen teknisistä suunnitelmista ja teknisistä hienouksista. Ilman tätä kaikkea sinun ei pitäisi edes mennä töihin.

Jos sinulla on tarvittavat tiedot ja taidot ja voit antaa arvokkaita neuvoja pyrolyysikattilan kokoamiseen muille sivuston vierailijoille, jätä kommenttisi, jaa taitosi salaisuudet ja kysy kysymyksiä artikkelin alla olevassa lohkossa.