Cómo hacer una caldera de pirólisis con tus propias manos.

A medida que las calderas de combustible sólido comenzaron a tener una gran demanda, su costo comenzó a aumentar. Esto se aplica tanto a las unidades simples clásicas como a las plantas de pirólisis y granulado. Una de las opciones para reducir el costo es hacer un pedido a los artesanos o hacer usted mismo una caldera de pirólisis.

Datos iniciales para cálculos

Una reducción significativa en el precio de una unidad hecha en casa se logra mediante la correcta selección y compra de materiales y componentes. Esto se puede hacer tanto con la ayuda de un artesano experimentado como de forma independiente, teniendo a su disposición un dibujo de una caldera de pirólisis. Según él, la cantidad y nomenclatura de materiales se determina de tal manera que no se compren con un gran stock. La ejecución independiente del trabajo también permite ahorrar dinero, la única condición es la capacidad de realizar trabajos de procura y soldadura a un alto nivel. La camisa de agua de la unidad es un recipiente a presión, por lo que la calidad de las soldaduras debe ser alta.

Antes de hacer una caldera de pirólisis, debe averiguar cuáles deberían ser sus parámetros. La principal es la potencia térmica necesaria para calentar la casa. Se puede calcular por el área total de todos los pisos del edificio de acuerdo con el principio: por cada 10 m 2, se necesita 1 kW de energía térmica. El valor resultante se multiplica por el factor de seguridad, según los documentos reglamentarios, es 1,2. En la vida real, es mejor tomar un coeficiente de al menos 1,5, ya que los diferentes tipos de leña tienen diferentes valores caloríficos.

Las plantas de pirólisis funcionan según el mismo principio: los gases emitidos por la madera durante la combustión en la cámara de combustión se queman en la cámara secundaria. Pero el diseño de las cámaras y la ubicación de otros elementos estructurales pueden ser diferentes; en la figura se pueden ver ejemplos de esquemas de diseño.

Caracteristicas de diseño

Muy a menudo, el diseño de una caldera de pirólisis de bricolaje implica la construcción de un horno superior, debajo del cual hay una cámara secundaria. Esta disposición es la más fácil de fabricar y ha demostrado su eficacia en la práctica. El horno y la cámara de combustión están revestidos con ladrillos refractarios desde el interior. El aire es suministrado a la fuerza por un ventilador - soplador a través de aberturas especiales; se hace una abertura en forma de ranura entre las cámaras, llamada boquilla de trabajo. Las dimensiones generales de la abertura están determinadas por la capacidad de la instalación.

La antorcha de llama de la boquilla calienta el fondo de la cámara, debajo de la cual hay una camisa de agua. El agua calentada sube y lava los tubos de fuego del intercambiador de calor, por donde salen los productos de combustión. Por lo tanto, el esquema de una caldera de pirólisis de este diseño proporciona un doble calentamiento del refrigerante.

Para encender la leña, se instala una válvula de tiro directo en la pared trasera de la cámara de combustión, que se abre manualmente con una manija extraída del cuerpo. Una vez que el combustible se ha quemado, la tapa de la válvula se cierra, el sobrealimentador se enciende y la unidad entra en modo de funcionamiento. Para que todo el sistema funcione de manera estable y eficiente, primero debe realizar un cálculo para la caldera de pirólisis. Es necesario partir de la potencia térmica requerida de la unidad.

Realización de cálculos

El primer paso es seleccionar las dimensiones de la abertura de la boquilla. La forma más sencilla es adquirir un producto terminado diseñado para una determinada potencia, los cuales están disponibles para la venta para instalaciones de diferentes fabricantes, por ejemplo, ATMOS. Otra forma es algo más difícil, pero mucho más económica: hacer una abertura de la sección requerida en ladrillo refractario, que se colocará en la parte inferior del horno. Las dimensiones generales de la abertura ranurada para diferentes valores de potencia se presentan en la Tabla 1.

tabla 1

Se puede hacer una caldera de pirólisis casera para una combustión prolongada con dimensiones arbitrarias del horno, que se calculan de acuerdo con el siguiente esquema:

El calor de combustión de la madera es de 2,8 kW / kg, la densidad es de 400 kg / m 3. Para proporcionar una potencia de 10 kW, debe quemar 10 / 2.8 = 3.6 kg de leña en 1 hora.
Teniendo en cuenta que hay un espacio vacío entre los registros en la cámara de combustión, debe tomar un factor de llenado de 0.5. Entonces el volumen útil de la cámara por 1 hora de funcionamiento será: 3.6 / 400 / 0.5 = 0.018 m 3.
Tomando la longitud del tronco en 0,6 my la altura de la cámara primaria - 0,5 m, se calcula su ancho útil para 1 hora de funcionamiento: 0,018 / 0,6 / 0,5 = 0,06 m.
Para cargar combustible una vez cada 10 horas, el volumen útil debe ser: 0.018 x 10 = 0.18 m 3. Luego, con los mismos valores de profundidad y altura, el ancho útil será: 0,18 / 0,6 / 0,5 = 0,6 m. Las dimensiones finales son 0,6 mx 0,6 mx 0,5 m.

El siguiente paso es la selección de un ventilador, que se instala en calderas de pirólisis caseras y proporciona suministro de aire a ambas cámaras. Los dispositivos se seleccionan de acuerdo a su desempeño, el cual depende de la capacidad de la instalación, estos datos se pueden tomar de la Tabla 2.

Tabla 2

Los gases de combustión que salen de la cámara secundaria están a una temperatura bastante alta. Para no desperdiciar este calor en la calle, se utiliza un esquema de tubo de fuego para fabricar una caldera de pirólisis. De acuerdo con él, los gases de combustión que pasan a través de los tubos de humo del intercambiador de calor se enfrían a una temperatura de 150-200 С, dando su calor a la camisa de agua. Para calcular el área útil de intercambio de calor, debe determinar los siguientes datos iniciales:

la temperatura del refrigerante en las tuberías de suministro y retorno t 1 y t 2;
temperatura de los gases de combustión a la entrada del intercambiador de calor y a su salida T 1 y T 2.

τ = (∆Т - ∆t) / ln (∆Т / ∆t)

El área de la superficie de intercambio de calor S (m 2) se calcula mediante la fórmula:

En esta fórmula:

Q– potencia requerida de la planta de calderas;
k - coeficiente de transferencia de flujo de calor, tomado como 30 W / m 2 ⁰С.

Puede comprobar el resultado de acuerdo con la Tabla 3, que muestra los valores ampliados del área de la superficie de intercambio de calor en función de la potencia de la unidad.

Tabla 3

Al hacer calderas de pirólisis para una combustión prolongada con sus propias manos, los artesanos a menudo instalan la tubería de la chimenea "a ojo", mientras que la eficiencia de la unidad en sí depende del funcionamiento correcto de la chimenea. Por lo tanto, el área de la sección transversal de la tubería, y luego su diámetro, está mejor determinada por la fórmula:

En esta fórmula:

ϑ - velocidad de los gases de combustión, tomada igual a 0,5 m / s;
L - consumo de gas, corresponde al rendimiento del ventilador, m 3 / h;
F es el área de la sección transversal del tubo de la chimenea, m 2.

A través de la fórmula para el área de un círculo, se encuentra el valor del diámetro de la tubería.

Para hacer una caldera de pirólisis confiable con sus propias manos. y, debe tomar acero aleado resistente al calor con un grosor de al menos 5 mm para el horno, no puede usar un metal simple con bajo contenido de carbono, se quemará rápidamente. Los grados de acero resistentes al calor se alean con cromo y molibdeno, para su soldadura es mejor usar los grados apropiados de electrodos. Para que el cuerpo del horno sirva más tiempo, en los lugares con la temperatura más alta debe estar revestido con ladrillos refractarios desde el interior. Lo mismo se hace en la cámara secundaria.

Para la chaqueta de agua, puede tomar acero al carbono CT 20 ordinario con un grosor de al menos 3 mm. Entre la superficie exterior del horno y la superficie interior de la camisa de agua, las nervaduras de refuerzo deben soldarse por puntos cada 15-20 cm. Esto protegerá la cubierta exterior de la destrucción cuando la presión y la temperatura del refrigerante aumenten en el modo extremo. de funcionamiento de la unidad.

El intercambiador de calor de tubos de fuego, que se alimenta al generador de gas de pirólisis, se suelda a partir de varios tubos, cuya superficie exterior debe corresponder o ser ligeramente superior a la calculada. El material de la tubería es acero al carbono CT 20, pero si puede encontrar acero resistente al calor, solo mejorará. Las puertas de ambas cámaras están soldadas en dos capas, con amianto u otro material resistente al calor que resista las altas temperaturas en el interior.

Es mejor hacer un ensamblaje de alta calidad de la caldera con sus propias manos en un lugar preparado previamente, donde puede realizar sus pruebas de inmediato. Si hay un compresor disponible, puede verificar la calidad de las uniones soldadas sin inundar con agua. Basta con crear un exceso de presión en la camiseta y al mismo tiempo untar todas las costuras con espuma jabonosa. De lo contrario, tendrá que verter refrigerante en la chaqueta, encender la caldera y observar cuidadosamente todas las conexiones.

Para controlar el rendimiento del ventilador, deberá comprar un kit de automatización: un controlador y sensores. Con su ayuda, la temperatura del refrigerante en la chaqueta se regula automáticamente. No es tan difícil hacer y regular calderas de calentamiento por pirólisis con sus propias manos si tiene las habilidades y habilidades adecuadas, y puede obtener ahorros significativos.