Come realizzare una caldaia per pirolisi con le tue mani

Come riscaldare la casa nelle fredde giornate invernali? L'accesso al gasdotto non è ovunque e i prezzi per il "carburante blu" sono in costante aumento. Legna da ardere o carbone - scomodo, elettricità - troppo costoso. Laddove sia possibile utilizzare legna o speciali supporti estrusi come combustibile, l'installazione che utilizza i principi della combustione della pirolisi è considerata la potenza ottimale. L'efficienza di un tale aggregato è piuttosto elevata, ma i prezzi dei modelli industriali "mordono" in modo significativo. Una soluzione ovvia al problema è quella di realizzare una caldaia per pirolisi con le tue mani. Molti artigiani hanno completato con successo questo complesso processo. Cerchiamo di trattare con te in questa materia.

Cos'è la combustione della pirolisi

Non è molto conveniente sparare con il legno, poiché in condizioni normali, il legno brucia molto rapidamente e una parte significativa del calore non viene utilizzata. Devi caricare costantemente il carburante in una caldaia o in una fornace. La pirolisi suggerisce di creare condizioni in cui il combustibile si brucia molto più lentamente, rinunciando a una quantità notevolmente maggiore di calore. Questo effetto si ottiene quando il legno si brucia a basso contenuto di ossigeno, cioè molto lentamente. Di conseguenza, si formano cenere, coke e gas combustibile.

Questo gas in un impianto di pirolisi si mescola con l'aria e brucia anche a temperature molto elevate, rilasciando una quantità significativa di energia termica. Pertanto, il principio di funzionamento della caldaia per pirolisi comprende due fasi di combustione:

• in primo luogo, con una fornitura limitata di ossigeno, bruciature da legno, emissione di gas combustibile;
• quindi la combustione della miscela aria-gas.

Un simile principio della combustione a due stadi viene utilizzato in varie installazioni fatte in casa, ad esempio in una stufa a legna a combustione lenta e persino in generatori di combustibile solido che consentono l'uso di legna da ardere come combustibile per le automobili. Tuttavia, il funzionamento della caldaia per pirolisi deve essere regolato correttamente in modo da non danneggiare il sistema di riscaldamento della casa.

L'alto prezzo delle caldaie industriali è giustificato. Innanzitutto perché sono stati creati utilizzando materiali di alta qualità in grado di resistere a temperature di combustione elevate (ferro resistente al calore, acciaio legato 8 mm, argilla chamotte, ecc.). In secondo luogo, grazie al complesso sistema di controllo automatico, che garantisce un'elevata efficienza dell'attrezzatura.

Per garantire il massimo effetto di combustione, vengono prese in considerazione la temperatura di riscaldamento della legna e la sua umidità iniziale, poiché il processo di evaporazione dell'acqua influisce notevolmente sulla quantità di energia rilasciata.Per controllare il processo di combustione, è necessario controllare attentamente la quantità di aria fornita all'installazione. L'aria è fornita da un ventilatore, per il funzionamento del quale è richiesto un accesso costante all'elettricità. La presenza di un ventilatore trasforma la caldaia a pirolisi in un'installazione elettricamente dipendente. Quando si consiglia un'interruzione dell'alimentazione, utilizzare un gruppo di continuità UPS o un altro dispositivo simile.

Vantaggi e svantaggi dell'utilizzo di una caldaia per pirolisi

Le caldaie a pirolisi presentano i seguenti vantaggi:

• mancanza di fuliggine e fumo caustico, emissione minima di rifiuti di combustione; Questo è uno dei tipi di stufe più ecologici;
• qualsiasi combustibile solido secco, ad esempio rifiuti di indumenti, può essere utilizzato per il lavoro;
• il combustibile di alta qualità fornisce 12 ore di funzionamento continuo della caldaia in una porzione di combustibile, cioè la legna da ardere dovrà essere caricata solo due volte al giorno;
• tecnologia economica, i costi delle utenze sono ridotti in media del 60% all'anno;
• l'uso della tecnologia di pirolisi consente di automatizzare il controllo del processo di combustione, aumentando la sicurezza del forno.

Gli svantaggi dovrebbero anche essere considerati:

• prima che l'attrezzatura paghi, dovrai investire un sacco di soldi nell'acquisto della caldaia e nella sua installazione, ma dai primi giorni di funzionamento la sua efficienza diventerà evidente;
• il carburante utilizzato dovrebbe avere un'umidità di circa il 20%, altrimenti la combustione si arresterà. Pertanto, il combustibile umido deve essere essiccato;
• la caldaia potrebbe spegnersi se la temperatura del liquido di raffreddamento non è sufficientemente elevata. Questo problema viene risolto installando un tubo di bypass. Tale modifica complica la progettazione e riduce l'efficienza del lavoro.
• se viene utilizzata un'elettropompa per pompare aria, il funzionamento della caldaia diventa dipendente dalla rete.

Analisi dello schema, disegni e calcoli

Per comprendere meglio il principio di funzionamento del dispositivo, si consiglia di studiare il circuito della caldaia per pirolisi.

Prima di iniziare i lavori, si consiglia di studiare attentamente il layout della caldaia per pirolisi per comprendere i principi del suo funzionamento ed evitare errori

Riflette la posizione di tali elementi necessari come:

• buco d'aria;
• la camera di combustione;
• canali di fumo;
• tubi per la fornitura e lo scarico dell'acqua;
• regolatori;
• posizione di installazione della ventola, ecc.

Poiché il dispositivo della caldaia per pirolisi è piuttosto complesso, si consiglia di aderire al disegno nella sua fabbricazione. Di seguito viene presentato uno dei modelli più comuni del dispositivo, adatto all'autoproduzione:

Questo disegno mostra in dettaglio il design di una caldaia per pirolisi, che può essere eseguita con le tue mani. Si consiglia di osservare rigorosamente tutte le dimensioni specificate dallo sviluppatore.

In genere, per una casa privata, viene utilizzata una caldaia da 40 kW. Se questo indicatore deve essere aumentato o diminuito, si consiglia di modificare i parametri del dispositivo di conseguenza. I dati necessari sono presentati nella tabella:

Per realizzare una caldaia per pirolisi di capacità adeguata con le tue mani, devi creare elementi delle dimensioni appropriate. Il giusto rapporto dimensionale garantisce un risultato positivo.

Una caldaia da 25-30 kW può essere la scelta migliore per una piccola casa. Realizzare una piccola unità farà risparmiare tempo e denaro.

Come realizzare l'unità da soli

Per realizzare un dispositivo così complesso, avrai bisogno di una gamma abbastanza ampia di strumenti e materiali. Ecco un elenco di esempio:

• trapano elettrico;
• saldatrice (modello a corrente continua raccomandato);
• diversi pacchetti di elettrodi;
• Bulgaro;
• mola 125 mm;
• Disco da taglio da 230 mm;
• fogli di metallo 4 mm;
• una serie di tubi di vari diametri;
• set di tubi professionali da 2 mm;
• diverse strisce di acciaio di diverse larghezze e spessori;
• fan;
• sensore termico.

Da fogli di metallo

1. È possibile acquistare lamiere di acciaio e tubi, tagliarli in pezzi della giusta dimensione alla base di metallo. Il taglio a ghigliottina garantirà la precisione dimensionale, consentirà di eseguire tagli perfetti e persino saldature.
   

   Tagliare la lamiera di acciaio in pezzi

2. Per prima cosa devi saldare la camera di combustione e il gas, per questo prendiamo fogli di acciaio. Tra le telecamere fissiamo i supporti per la griglia, che fungerà da partizione.
   

   Saldare il corpo della caldaia

3. Saldare la parete posteriore alle camere finite e sfiatare quelle laterali. Possono essere costituiti da un canale o da un tubo professionale, avendo precedentemente realizzato fori per la ventilazione. Praticare un foro nella camera di combustione per fissare il tubo dell'aria e saldare un tubo ad esso. Installare un aspiratore di fumo tra il tubo e il camino. Il tubo dell'aria è collegato alla caldaia per pirolisi con uno speciale tubo professionale 20x20.
4. Quindi saldare lo scambiatore di calore tubolare. Per questo, devi prendere due fogli rettangolari e praticare dei fori per i tubi. Il diametro dei tubi è di 57 mm. Dividere il tubo da 57 mm in segmenti uguali, inserire e saldare ai fori nelle piastre attorno al perimetro, si ottiene un disegno finito. L'acceleratore e lo scambiatore di calore devono essere collegati alla caldaia.
   

   Crea uno scambiatore di calore

5. Saldare la parete anteriore con fori rotondi pre-tagliati per i tubi di ingresso e uscita dell'aria. Ora puoi montare il coperchio e fissare il maiale al posto della serranda. Per pulire tutte le saldature con una spazzola di metallo o una smerigliatrice con un ugello speciale. L'interno è pronto. La caldaia deve essere completamente a tenuta, pertanto, in questa fase, è necessario verificare la qualità della saldatura con acqua, avendo precedentemente chiuso le aperture per l'ingresso del refrigerante con tappi. I punti di perdita devono essere contrassegnati e prodotti.
   

   Alloggiamento di macinazione

6. Montare l'involucro esterno da una lamiera con uno spessore di 4 mm e un angolo. Collegare barre filettate per aprire l'acceleratore e riscaldare il coperchio superiore. All'esterno, coprire l'intera struttura con un involucro esterno, quindi montare il tubo di sfiato.
   

   Installare il condotto

7. Quindi, saldare le cerniere, metterle sulla porta, rivestendole con mattoni refrattari, posare il mattone nella camera inferiore. Tagliare la fessura del gas dell'ugello, le cui dimensioni dipendono dalla capacità prevista della caldaia.
8. Ancora una volta controlliamo la tenuta con l'aiuto del compressore ed eliminiamo i difetti di saldatura. Le prestazioni della caldaia possono essere migliorate collegando una ventola al tubo dell'ossigeno per pompare ossigeno. Copriamo il corpo con uno strato di vernice refrattaria da un cilindro. Fissiamo un gruppo di sicurezza per il controllo della temperatura e l'automazione per il controllo.

Da una bombola del gas

Se la fattoria ha una vecchia bombola di gas usata, puoi costruirla da solo con un'eccellente caldaia per pirolisi. Il volume ottimale del cilindro per il funzionamento è di 50 litri. Inoltre, sono necessari raccordi, una striscia di acciaio.

Il principio di funzionamento della caldaia per pirolisi da una bombola di gas

1. Taglia il cilindro nella parte superiore, rimuovi la parte arrotondata da cui sarà possibile realizzare una copertura. per macinare, sul lato è necessario tagliare il foro di carico, dove fluirà il carburante. La legna bruciata cadrà attraverso la griglia di rinforzo, lasciando un minimo di cenere e fuliggine.
   

   Tagliare la parte superiore della bombola del gas

2. Saldare il camino. Per una migliore trazione, è realizzato con diametri diversi all'inizio e alla fine. Coprire la struttura con vernice refrattaria.
   

   Installa il camino

3. Fai un pistone dal tubo e dal disco di ferro a cui sono saldate le lame. Durante la combustione, le pale ruotano e creano vortici d'aria e il disco impedisce il verificarsi di una fiamma aperta. Si ottiene un fuoco di legna e un effetto pirolisi.
   

   Crea un pistone per la caldaia

Fatto di mattoni

Un forno in mattoni sarà più ingombrante, per il quale è necessario assegnare un posto speciale.Affinché il pavimento resista al peso significativo del forno e non subisca deformazioni, è necessario realizzare una fondazione di calcestruzzo, avendo smontato parte del rivestimento del pavimento di finitura.
È importante capire che una caldaia in metallo è rivestita di mattoni, quindi non solo i lavori di muratura, ma anche i lavori di saldatura sono in anticipo.

Per la costruzione del forno, il maestro dovrebbe preparare materiali e strumenti:

• mattone ordinario per la posa della fondazione, 100 pezzi. mattoni refrattari, 350 pezzi mattoni ceramici refrattari. La quantità può variare a seconda delle dimensioni della caldaia;
• porte di soffiaggio e forno;
• cartone di basalto;
• lamiera di acciaio con dimensioni di 6000x1500 mm e uno spessore di 3-4 mm;
• tubo professionale 800x400 e tubi 57 mm, 32 mm e 159 mm;
• griglia in ghisa - 3 pezzi .;
• un ventilatore con una potenza di almeno 300 watt;
• regolatore di temperatura a leva;
• saldatrice;
• trapano;
• una smerigliatrice con un diametro del cerchio grande e piccolo;
• set di elettrodi;
• sensore termico.

Istruzioni dettagliate per l'installazione di un forno per pirolisi in mattoni:

1. È molto importante scegliere uno schema di layout adatto e semplice e redigere un disegno funzionante su di esso. Secondo lo schema scelto, portare la base a zero con un normale mattone, in attesa che la base in cemento si asciughi completamente.
   

   Schema di funzionamento del forno per pirolisi del mattone

2. I mattoni refrattari guidano la muratura usando una malta di livello e sabbia argillosa, adatta alle alte temperature. Nella prima fila, eseguire diverse fessure nella cucitura spessa per convezione. Inserire una cornice attorno alle porte e posare il cartone di basalto, che compensa l'espansione termica delle parti metalliche.
3. Per realizzare partizioni interne con mattoni refrattari. Costruisci un camino, sovrapponilo, sovrascrivendo costantemente l'interno della muratura. Completare la posa secondo lo schema, montare elementi metallici.

Inoltre, è necessario seguire una serie di raccomandazioni:

• lo spessore raccomandato dell'acciaio utilizzato nella fabbricazione indipendente della caldaia per pirolisi è di 4 mm. Tuttavia, al fine di risparmiare denaro, è possibile utilizzare un acciaio di tre millimetri per la custodia del dispositivo;
• il foro di caricamento del carburante nei modelli fatti da sé è solitamente posizionato leggermente più in alto rispetto alle caldaie a combustibile solido convenzionali;
• è necessario installare un limitatore che ti consenta di controllare la quantità di aria che entra nella camera del combustibile, oltre a legna da ardere o bricchette tempestive;
• per la fabbricazione di un limitatore, è possibile utilizzare un tubo con un diametro di circa 70 mm, una lunghezza leggermente più grande del corpo del dispositivo;
• un disco di acciaio deve essere saldato sul fondo del limitatore, formando uno spazio di circa 40 mm con le pareti del tubo;
• per installare il limitatore nel coperchio della caldaia, praticare un foro adeguato;
• il foro di caricamento della legna dovrebbe essere rettangolare. Coprire questo foro con una porta, con una speciale piastra in acciaio che fornisce una vestibilità sicura;
• sotto è necessario praticare un foro per rimuovere la cenere;
• il tubo attraverso il quale il refrigerante si sposta all'interno della caldaia deve essere realizzato con una curva per massimizzare il trasferimento di calore;
• la quantità di refrigerante che entra nella caldaia può essere regolata mediante una valvola esterna.

Il corpo della caldaia per pirolisi deve essere realizzato in acciaio sufficientemente resistente in grado di resistere a temperature elevate. Lo spessore del metallo deve essere di almeno 3 mm

Quale combustibile usare

Per un funzionamento economico ed efficiente della caldaia a pirolisi, è possibile utilizzare qualsiasi combustibile solido: legna da ardere, carbone, torba, pellet e altri materiali combustibili. La condizione principale necessaria per mantenere il processo di combustione della pirolisi è un indicatore di bassa umidità, non superiore al 20%. Il carburante più umido deve essere essiccato in modo speciale al livello desiderato.
La possibilità di utilizzare scarti di legno, cucito, oleificio e altri tipi di produzione rende questa fornace ancora più redditizia nel funzionamento. Il contenuto di legno dovrebbe essere almeno del 70%.

Per il funzionamento della caldaia per pirolisi, si consiglia di scegliere combustibile solido

Nelle stufe convenzionali, la legna da ardere deve essere piantata ogni due o tre ore. Per il periodo invernale vengono consumati circa 10 metri cubi di legna da ardere. Nelle caldaie a pirolisi, la combustione a legna dura 12 ore, risparmiando fino al 40% durante l'inverno.
Il carbone brucia molto più a lungo, rispettivamente fino a cinque giorni, non solo il carburante viene risparmiato, ma anche il tempo. Esistono modelli dotati di apparecchiature automatiche per l'alimentazione di pellet, ovvero funzionano offline per molto tempo.

Requisiti di sicurezza e regole operative

Le caldaie a combustione lunga, come qualsiasi altra apparecchiatura di riscaldamento, sono pericolose per l'incendio, poiché i processi di combustione in un tale dispositivo possono raggiungere valori di temperatura molto elevati. Durante l'installazione e l'utilizzo, è necessario osservare le seguenti raccomandazioni:

• posizionare la caldaia su una base di cemento o mattoni, posizionare una lamiera da 2 mm di spessore davanti al focolare per proteggere il pavimento da carboni accidentalmente caduti;
• la distanza dalle pareti è di almeno 20 cm e il più lontano possibile dai mobili;
• È auspicabile disporre di un locale caldaia separato, l'apertura per la ventilazione al suo interno dovrebbe essere di almeno 100 metri quadrati. centimetro;
• Si raccomanda inoltre di isolare attentamente il camino attraverso il quale vengono scaricati i prodotti della combustione. La mancanza di isolamento termico non solo porterà alla perdita di calore, ma causerà anche la formazione di catrame e condensa, che contribuiscono all'usura prematura delle attrezzature e a numerosi guasti;
• l'automazione con sensori di temperatura consentirà di stabilire il funzionamento autonomo della caldaia e garantire la sicurezza antincendio. È l'automazione che regola la corretta miscelazione di gas combustibile con aria secondo uno schema speciale;
• Assicurarsi di impostare il gruppo di sicurezza della caldaia: manometro, sfiato automatico e valvola di emergenza, che sfiatano l'aria in sovrapressione;

La costruzione o il montaggio di una caldaia a combustione lunga non è né semplice né economico. Avendo fatto tutti i costi, i calcoli e facendo tutto il lavoro rigorosamente secondo la tecnologia una volta, il proprietario zelante ottiene una caldaia economica e ad alte prestazioni, che nel processo di lavoro risparmierà il budget e il tempo della famiglia, rende la casa calda e accogliente nel freddo invernale. In base alle regole di funzionamento, questa stufa riscalda ambienti e acqua calda e funzionerà correttamente per molti anni.