Como fazer uma caldeira de pirólise com suas próprias mãos

Como aquecer a casa em dias frios de inverno? O acesso ao gasoduto não está em toda parte, e os preços do "combustível azul" estão em constante crescimento. Lenha ou carvão - desconfortável, eletricidade - muito caro. Onde é possível usar madeira ou aparelhos extrudados especiais como combustível, a instalação que utiliza os princípios da combustão de pirólise é considerada a saída ideal. A eficiência de tal agregado é bastante alta, mas os preços dos modelos industriais "mordem" significativamente. Uma solução óbvia para o problema é fabricar uma caldeira de pirólise com suas próprias mãos. Muitos artesãos concluíram com sucesso esse processo complexo. Vamos lidar com você nesta questão.

O que é combustão de pirólise

A queima de madeira não é muito conveniente, pois, em condições normais, a madeira queima muito rapidamente e uma parte significativa do calor não é usada. Você precisa carregar combustível constantemente em uma caldeira ou forno. A pirólise sugere a criação de condições sob as quais o combustível queima muito mais devagar, além de liberar uma quantidade visivelmente maior de calor. Esse efeito é alcançado quando a madeira queima com baixo teor de oxigênio, ou seja, muito lentamente. Como resultado, cinzas, coque e gás combustível são formados.

Esse gás em uma planta de pirólise se mistura com o ar e também queima em temperaturas muito altas, liberando uma quantidade significativa de energia térmica. Assim, o princípio de operação da caldeira de pirólise inclui dois estágios de combustão:

• primeiro, com um suprimento limitado de oxigênio, queima de madeira, emitindo gás combustível;
• depois a combustão da mistura ar-gás.

Um princípio semelhante de combustão de dois estágios é usado em várias instalações domésticas, por exemplo, em um fogão a lenha lento e até em geradores de combustível sólido que permitem o uso de lenha como combustível para carros. No entanto, o funcionamento da caldeira de pirólise deve ser ajustado corretamente para não danificar o sistema de aquecimento da casa.

O alto preço das caldeiras industriais é justificado. Primeiro, porque eles são criados com materiais de alta qualidade que podem suportar altas temperaturas de combustão (ferro resistente ao calor, aço de liga de 8 mm, argila de chamotte, etc.). Em segundo lugar, devido ao complexo sistema de controle automático, que garante alta eficiência do equipamento.

Para garantir o máximo efeito de combustão, são levadas em consideração a temperatura do aquecimento da lenha e a umidade inicial, uma vez que o processo de evaporação da água afeta significativamente a quantidade de energia liberada.Para controlar o processo de combustão, é necessário controlar cuidadosamente a quantidade de ar fornecida à instalação. O ar é fornecido por um ventilador, cuja operação é necessária para o acesso constante à eletricidade. A presença de um ventilador transforma a caldeira de pirólise em uma instalação eletricamente dependente. Em caso de falta de energia, é recomendável usar uma fonte de alimentação ininterrupta (UPS) ou outro dispositivo similar.

Vantagens e desvantagens do uso de uma caldeira de pirólise

As caldeiras de pirólise têm as seguintes vantagens:

• falta de fuligem e fumaça cáustica, emissão mínima de resíduos de combustão; Este é um dos tipos de fogões mais ecológicos;
• qualquer combustível sólido e seco, por exemplo, resíduos de roupas, pode ser usado para o trabalho;
• o combustível de alta qualidade fornece 12 horas de operação contínua da caldeira em uma porção do combustível, ou seja, a lenha terá que ser carregada apenas duas vezes por dia;
• tecnologia econômica, os custos de serviços públicos são reduzidos em média 60% ao ano;
• o uso da tecnologia de pirólise permite automatizar o controle do processo de combustão, o que aumenta a segurança do forno.

Desvantagens também devem ser consideradas:

• antes que o equipamento compense, você terá que investir muito dinheiro na compra da caldeira e na instalação, mas, desde os primeiros dias de operação, sua eficiência se tornará notável;
• o combustível usado deve ter uma umidade de cerca de 20%, caso contrário a combustão será interrompida. Portanto, o combustível úmido deve ser seco;
• a caldeira pode sair se a temperatura do líquido de refrigeração não for alta o suficiente. Esse problema é resolvido com a instalação de um tubo de derivação. Essa mudança complica o design e reduz a eficiência do trabalho.
• se uma bomba elétrica for usada para bombear o ar, a operação da caldeira se tornará dependente da rede elétrica.

Análise do esquema, desenhos e cálculos

Para entender melhor o princípio de operação do dispositivo, recomenda-se estudar o circuito da caldeira de pirólise.

Antes de iniciar o trabalho, é recomendável que você estude cuidadosamente o layout da caldeira de pirólise para entender os princípios de sua operação e evitar erros

Reflete a posição de elementos necessários como:

• buraco de ar;
• a câmara de combustão;
• canais de fumaça;
• Tubos para fornecimento e descarga de água;
• reguladores;
• local de instalação do ventilador, etc.

Como o dispositivo da caldeira de pirólise é bastante complexo, é recomendável aderir ao desenho em sua fabricação. Um dos modelos mais comuns do dispositivo, adequado para fabricação própria, é apresentado abaixo:

Este desenho mostra em detalhes o design de uma caldeira de pirólise, que pode ser feita com suas próprias mãos. É recomendável que todos os tamanhos especificados pelo desenvolvedor sejam rigorosamente observados.

Normalmente, para uma casa particular, uma caldeira de 40 kW é usada. Se esse indicador precisar ser aumentado ou diminuído, é recomendável alterar os parâmetros do dispositivo de acordo. Os dados necessários são apresentados na tabela:

Para fazer uma caldeira de pirólise de capacidade adequada com suas próprias mãos, você precisa criar elementos do tamanho apropriado. A proporção de tamanho certa garante um resultado bem-sucedido.

Uma caldeira de 25 a 30 kW pode ser a melhor escolha para uma casa pequena. Fazer uma unidade pequena economizará tempo e dinheiro.

Como fazer a unidade você mesmo

Para criar um dispositivo tão complexo, você precisa de uma ampla variedade de ferramentas e materiais. Aqui está uma lista de amostra deles:

• furadeira elétrica;
• máquina de solda (modelo de corrente contínua recomendado);
• vários pacotes de eletrodos;
• Búlgaro;
• rebolo 125 mm;
• Roda de corte de 230 mm;
• chapas de metal 4 mm;
• um conjunto de tubos de vários diâmetros;
• conjunto de tubos profissionais 2 mm;
• várias tiras de aço de diferentes larguras e espessuras;
• ventilador;
• sensor térmico.

De chapas de metal

1. Você pode comprar chapas e tubos de aço, cortá-los em pedaços do tamanho certo na base de metal. O corte com guilhotina garante precisão dimensional, fazendo cortes perfeitos e até mesmo soldaduras.
   

   Corte a chapa de aço em pedaços

2. Primeiro você precisa soldar a câmara de combustão e o gás, para isso usamos chapas de aço. Entre as câmeras, consertamos os suportes para a grade, que servirá como uma partição.
   

   Solde o corpo da caldeira

3. Solde a parede traseira às câmaras acabadas e as aberturas nas laterais. Eles podem ser feitos de um canal ou tubo profissional, tendo feito orifícios para ventilação anteriormente. Faça um furo na câmara de combustão para prender o tubo de ar e solde um tubo nele. Instale um exaustor de fumaça entre o tubo e a chaminé. O tubo de ar é conectado à caldeira de pirólise com um tubo profissional especial de 20x20.
4. Em seguida, solde o trocador de calor tubular. Para isso, é necessário pegar duas folhas retangulares e fazer orifícios para tubos. O diâmetro dos tubos é de 57 mm. Divida o tubo de 57 mm em segmentos iguais, insira e solde nos orifícios nas placas ao redor do perímetro, para obter um design final. O acelerador e o trocador de calor devem estar conectados à caldeira.
   

   Faça trocador de calor

5. Solde a parede frontal com orifícios redondos pré-cortados para os tubos de entrada e saída de ar. Agora você pode montar a tampa e prender o porco no lugar do amortecedor. Para limpar todas as soldas com uma escova ou triturador de metal com um bico especial. O interior está pronto. A caldeira deve estar completamente estanque, portanto, nesta fase, é necessário verificar a qualidade da soldagem com água, fechando previamente as aberturas da entrada do refrigerante com bujões. Os pontos de vazamento devem ser marcados e fabricados.
   

   Carcaça de moagem

6. Monte a caixa externa a partir de uma folha de metal com uma espessura de 4 mm e um canto. Prenda as hastes rosqueadas para abrir o acelerador e aquecer a tampa superior. Do lado de fora, cubra toda a estrutura com uma caixa externa e monte o tubo de ventilação.
   

   Instalar duto

7. Em seguida, solde as dobradiças, coloque a porta sobre elas, forrando-a com tijolos fireclay, coloque também o tijolo na câmara inferior. Corte o espaço de gás do bico, cujas dimensões dependem da capacidade planejada da caldeira.
8. Mais uma vez, verificamos o aperto com a ajuda do compressor e eliminamos os defeitos de soldagem. O desempenho da caldeira pode ser melhorado conectando um ventilador ao tubo de oxigênio para bombear oxigênio. Cobrimos o corpo com uma camada de tinta refratária de um cilindro. Fixamos um grupo de segurança para controle de temperatura e automação para controle.

De uma garrafa de gás

Se a fazenda possui um cilindro de gás usado, você pode fazer dele uma excelente caldeira de pirólise. O volume ideal do cilindro para operação é de 50 litros. Além disso, são necessários acessórios, uma tira de aço.

O princípio de funcionamento da caldeira de pirólise a partir de um cilindro de gás

1. Corte o cilindro na parte superior, remova a parte arredondada da qual será possível fazer uma cobertura. para moer, do lado que você precisa cortar o orifício de carga, onde o combustível fluirá. A lenha queimada cairá através da grade de reforço, deixando um mínimo de cinzas e fuligem.
   

   Corte a parte superior do cilindro de gás

2. Solde a chaminé. Para uma melhor tração, é feito de diferentes diâmetros no início e no final. Cubra a estrutura com tinta refratária.
   

   Instale a chaminé

3. Faça um pistão a partir do tubo e do disco de ferro no qual as lâminas são soldadas. Ao queimar, as pás giram e criam vórtices de ar, e o disco evita a ocorrência de uma chama aberta. A lenha queima e um efeito de pirólise é obtido.
   

   Faça um pistão para a caldeira

Feito de tijolos

Um forno de tijolos será mais pesado, para o qual é necessário alocar um lugar especial.Para que o piso suporte o peso significativo do forno e não sofra deformação, é necessário fazer uma fundação de concreto, depois de desmontar parte do revestimento do piso.
É importante entender que uma caldeira de metal é revestida com tijolos, não apenas para alvenaria, mas também para trabalhos de soldagem.

Para a construção do forno, o mestre deve preparar materiais e ferramentas:

• tijolo ordinário para estabelecer a fundação, 100 PCes. tijolos fireclay, 350 unid. tijolos cerâmicos refratários. A quantidade pode variar dependendo do tamanho da caldeira;
• portas de sopro e forno;
• cartão de basalto;
• chapa de aço com dimensões de 6000x1500 mm e espessura de 3-4 mm;
• tubo profissional 800x400 e tubos de 57 mm, 32 mm e 159 mm;
• grelha de ferro fundido - 3 peças .;
• um ventilador com uma potência de pelo menos 300 watts;
• regulador de temperatura da alavanca;
• máquina de solda;
• broca;
• um moedor com um diâmetro de círculo grande e pequeno;
• conjunto de eletrodos;
• sensor térmico.

Instruções passo a passo para instalar um forno de pirólise de tijolos:

1. É muito importante escolher um esquema de layout adequado e descomplicado e elaborar um desenho de trabalho. De acordo com o esquema escolhido, para zerar a base com um tijolo comum, aguarde a base de concreto secar completamente.
   

   Esquema de operação do forno de pirólise de tijolos

2. Os tijolos refratários conduzem a alvenaria usando uma argamassa nivelada e areia-argila, adequada para altas temperaturas. Na fila da frente, faça várias fendas na costura grossa para convecção. Insira uma moldura em torno das portas e coloque papelão de basalto, que compense a expansão térmica de peças metálicas.
3. Para fazer partições internas com tijolos de fireclay. Construa uma chaminé, imponha-a, substituindo constantemente o interior da alvenaria. Terminar a colocação de acordo com o esquema, montar elementos metálicos.

Além disso, várias recomendações devem ser seguidas:

• a espessura recomendada do aço utilizado na fabricação independente da caldeira de pirólise é de 4 mm. No entanto, para economizar dinheiro, um aço de três milímetros pode ser usado para o gabinete do dispositivo;
• o orifício de carregamento de combustível para modelos caseiros geralmente é colocado um pouco mais alto do que nas caldeiras convencionais de combustível sólido;
• é necessário instalar um limitador que permita controlar a quantidade de ar que entra na câmara de combustível, bem como lenha ou briquetes;
• para a fabricação de um limitador, você pode usar um tubo com um diâmetro de cerca de 70 mm, um comprimento um pouco maior que o corpo do dispositivo;
• um disco de aço deve ser soldado na parte inferior do limitador, formando um espaço de cerca de 40 mm com as paredes do tubo;
• para instalar o limitador na tampa da caldeira, faça um furo apropriado;
• o orifício de carregamento da lenha deve ser retangular. Cubra este orifício com uma porta, com uma placa de aço especial, proporcionando um encaixe seguro;
• abaixo, você precisa fazer um buraco para remover as cinzas;
• o tubo através do qual o líquido de refrigeração se move dentro da caldeira deve ser feito com uma curva, a fim de maximizar a transferência de calor;
• a quantidade de líquido refrigerante que entra na caldeira pode ser ajustada usando uma válvula externa.

O corpo da caldeira de pirólise deve ser feito de aço suficientemente forte, capaz de suportar altas temperaturas. A espessura do metal deve ser de pelo menos 3 mm

Que combustível usar

Para uma operação econômica e eficiente da caldeira de pirólise, qualquer combustível sólido pode ser usado: lenha, carvão, turfa, pellets e outros materiais combustíveis. A principal condição necessária para manter o processo de combustão da pirólise é um indicador de baixa umidade, não superior a 20%. O combustível mais úmido deve ser especialmente seco até o nível desejado.
A possibilidade de usar madeira residual, costura, fábrica de óleo e outros tipos de produção torna esse forno ainda mais lucrativo em operação. O teor de madeira deve ser de pelo menos 70%.

Para o funcionamento da caldeira de pirólise, recomenda-se escolher combustível sólido

Nos fogões convencionais, a lenha precisa ser plantada a cada duas a três horas. Durante o inverno, são consumidos cerca de 10 metros cúbicos de lenha. Nas caldeiras de pirólise, a queima de madeira dura 12 horas, economizando até 40% durante o inverno.
O carvão queima muito mais tempo, até cinco dias, respectivamente, não apenas o combustível é economizado, mas também o tempo. Existem modelos equipados com equipamentos automáticos para alimentar pellets, ou seja, eles trabalham off-line por um longo período de tempo.

Requisitos de segurança e regras de operação

Caldeiras de queima longa, como qualquer outro equipamento de aquecimento, são perigosas para o fogo, pois os processos de combustão em um dispositivo como esse podem atingir valores de temperatura muito altos. Ao instalá-lo e usá-lo, as seguintes recomendações devem ser observadas:

• coloque a caldeira sobre uma base de concreto ou tijolo, coloque uma folha de metal com 2 mm de espessura na frente da fornalha para proteger o chão de carvões caídos acidentalmente;
• a distância das paredes é de pelo menos 20 cm e o mais longe possível dos móveis;
• É desejável ter uma sala de aquecimento separada, a abertura para ventilação deve ser de pelo menos 100 metros quadrados. cm;
• Também é recomendado isolar cuidadosamente a chaminé através da qual os produtos de combustão são descarregados. A falta de isolamento térmico não apenas levará à perda de calor, como também causará a formação de alcatrão e condensado, que contribuem para o desgaste prematuro dos equipamentos e inúmeras avarias;
• a automação com sensores de temperatura permitirá estabelecer a operação autônoma da caldeira e garantir a segurança contra incêndio. É a automação que regula a correta mistura de gás combustível com o ar, de acordo com um esquema especial;
• Certifique-se de definir o grupo de segurança da caldeira: manômetro, purgador de ar automático e válvula de emergência, que expelem o ar sob pressão;

A construção ou montagem de uma caldeira de queima longa não é simples nem barata. Tendo feito todos os custos, cálculos e feito todo o trabalho estritamente de acordo com a tecnologia, o proprietário zeloso recebe uma caldeira econômica e de alto desempenho, que durante o trabalho economiza o orçamento e o tempo da família, torna a casa quente e aconchegante no inverno frio. Sujeito às regras de operação, este fogão aquecerá as salas e aquecerá a água e funcionará adequadamente por muitos anos.