Por primera vez, un ingeniero lituano fabricó una estructura de combustión prolongada, pero la producción nacional logró mejorar las calderas de combustible sólido. Pero dicha producción de equipos de pirólisis se puede realizar con sus propias manos. Esto se guardará en el dispositivo.
Al quemar leña no se aprovecha todo el potencial del combustible, ya que la madera se quema con bastante rapidez. Debido a esto, el proceso de combustión es mucho más complicado, porque constantemente hay que añadir leña a la caldera o estufa. Para ello, Belyaev, Popov y Kholmov diseñaron un horno de combustión prolongada.
La pirólisis crea condiciones para el combustible en las que la combustión de la madera se ralentiza y se libera mucho más calor. La combustión prolongada se logra reduciendo el suministro de oxígeno. Como resultado, se forman coque natural y gas inflamable. Este gas se mezcla con el oxígeno y también arde a altas temperaturas, liberando bastante calor.
Etapas de pirólisis:
- Con un acceso mínimo al oxígeno, la madera se quema y libera gases inflamables;
- El gas inflamable arde en la cámara de poscombustión y libera calor.
La combustión por pirólisis en dos etapas se usa ampliamente en hornos de combustión prolongada y generadores de combustible sólido. Así es como se puede construir una caldera generadora de gas para un automóvil. Pero es importante configurar la caldera correctamente.
El coste de los elementos industriales puede ser elevado. Para construir una caldera de este tipo se necesitan materiales refractarios costosos y de alta calidad. Además, las calderas industriales cuentan con un eficaz sistema automático.
La velocidad de combustión se ve afectada por la temperatura de calentamiento de la madera y su humedad. Cuanta más agua, más tardará en evaporarse.
El control de la combustión se produce controlando el suministro de aire. El oxígeno puede ser suministrado por un ventilador. Funciona conectándose a la red eléctrica. Al instalar un ventilador, recibes una instalación que depende de la red eléctrica.
Dibujos de bricolaje y principio de funcionamiento de una caldera de pirólisis.
El principio de funcionamiento del dispositivo depende del diseño del sistema. Primero, debe estudiar detenidamente el diagrama y los dibujos del sistema de combustión a largo plazo. Esto le ayudará a comprender mejor las funciones de cada elemento.
Esquema de la planta de pirólisis:
- Entrada de oxígeno;
- Caja de fuego;
- Tubo de lámpara;
- Tubería para suministro y descarga de líquido;
- Reguladores;
- Ubicación de instalación del ventilador.
La chimenea de una caldera de pirólisis no se diferencia en su diseño de los tubos para la emisión de productos de combustión de las unidades clásicas. En nuestro próximo artículo descubrirá qué tuberías es mejor elegir para instalar una chimenea:
El sistema puede incluir otras partes. Toda la complejidad del diseño se explica en los dibujos. El diseño más sencillo se ve en el dibujo de la caldera Pyrolysis71.
Para calentar una casa privada, es suficiente una potencia de caldera de 40 kW. Para aumentar o disminuir la potencia del dispositivo, deberá realizar cambios en el diseño del equipo. En este caso se tienen en cuenta las dimensiones proporcionales de todos los elementos de la caldera.
Para instalar un sistema de calefacción con una caldera de combustible sólido con sus propias manos, debe realizar el cálculo correcto teniendo en cuenta las dimensiones de todas las piezas.
Para una casa pequeña, una caldera con una potencia de 25-30 kW es suficiente. No se puede instalar un sistema de calefacción de pirólisis de forma totalmente gratuita. Pero si hace el trabajo usted mismo, puede ahorrar dinero.
Una caldera de combustible sólido es un dispositivo de calefacción que utiliza la energía de la quema de combustible sólido. En el artículo: encontrará una descripción y clasificación de los sistemas modernos de calefacción de combustión prolongada que utilizan calderas de combustible sólido.
Principio de funcionamiento, pros y contras de una caldera de pirólisis.
Puede comprender el principio de funcionamiento basándose en diagramas y dibujos. Pero para hacerlo usted mismo, deberá profundizar en el principio de funcionamiento del dispositivo. El quemador funciona gracias a la destilación seca. Cuando la temperatura alcanza los 500-600 grados, la madera comienza a descomponerse. El resultado es gas inflamable y coque natural.
El gas inflamable se mezcla con el aire. Esto es lo que se convierte en el detonante del inicio de la combustión. Pero para que el proceso funcione correctamente es necesario mantener la cámara a una temperatura óptima.
Como resultado de la combustión por pirólisis se produce un humo que es absolutamente inofensivo para el medio ambiente.
El dispositivo de combustión prolongada permite el máximo uso de combustible sólido. Como resultado, quedan muy pocos residuos. Se aprovecha mejor el potencial de la madera, se libera más calor y se pueden calentar superficies más grandes.
La pirólisis es un proceso exotérmico. Este es el nombre general de la clase cuyas actividades producen calor. Pero este calor se utiliza para calentar y secar el combustible.
Ventajas de las calderas de pirólisis:
- Se mantiene una temperatura estable durante mucho tiempo;
- Capacidad de la tolva de carga;
- Alta eficiencia;
- Puede utilizarse para reciclar productos de madera.
Pero una máquina de pirólisis casera tiene sus inconvenientes. Entre las desventajas se encuentran el gran tamaño de la estructura, la dependencia de la electricidad y la selectividad del combustible. Al comprar un sistema listo para usar, se observa el alto costo del equipo. No utilice leña húmeda para calentar su hogar. Debido a la alta humedad, la pirólisis será difícil.
Instrucciones paso a paso sobre cómo hacer una caldera de pirólisis con tus propias manos.
Para trabajar necesitarás una lista impresionante de herramientas. Necesitará un taladro, una máquina de soldar, una amoladora angular, un ventilador y un sensor de temperatura. También necesitará electrodos, láminas de metal, un juego de varios tubos y tiras de acero.
El espesor del acero debe ser de 4 mm. Para ahorrar dinero, se utiliza un material más fino en el cuerpo de la caldera. Un espesor de 3 mm es suficiente.
Para el cuerpo de la caldera se utiliza acero duradero y de alta calidad. El espesor óptimo es de al menos 3 mm.
Después de estudiar todos los planos y dibujos, puedes hacer una caldera de hidrólisis. Todas las partes del sistema se cortan con una amoladora. Se utiliza una máquina de soldar para unirlos. Pero las instrucciones paso a paso le ayudarán a realizar el trabajo correctamente, teniendo en cuenta todos los matices.
- La tolva de carga debe colocarse a mayor altura que la de las estructuras de combustible convencionales;
- El quemador dispone de un limitador especial para controlar el suministro de aire;
- El limitador está hecho de un tubo con una sección transversal de 70 mm, la longitud debe ser mayor que el cuerpo del dispositivo;
- Se suelda un disco de acero al compartimento inferior del limitador, lo que crea un espacio de 4 cm con las paredes de la tubería;
- La instalación del limitador requiere un orificio en la tapa de la caldera;
- La tolva de carga debe tener forma rectangular;
- Se utiliza una placa de acero como puerta;
- El accesorio inferior tiene un orificio para retirar los productos de combustión;
- Para mejorar la transferencia de calor de la tubería dentro de la caldera, se realiza con una ligera curvatura;
- La cantidad de refrigerante se controla mediante una válvula.
La correcta instalación se determina tras la primera puesta en marcha de la caldera. Los productos de combustión no deben contener monóxido de carbono. El funcionamiento de la caldera requiere un control periódico del apriete de las soldaduras. También deberá limpiar la estufa de leña o carbón de cenizas y hollín.
Las calderas de pirólisis se utilizan a menudo en combinación con el calentamiento de agua. Pero puedes probar el funcionamiento en paralelo con el sistema de calefacción de aire. El aire circula por las tuberías y regresa por el suelo.
Operación de bricolaje de una caldera de pirólisis de combustión prolongada.
Configurar el correcto funcionamiento de la caldera después de su instalación también tiene sus propias características. Normalmente la caldera no fuma. Antes de encenderla por primera vez, la caldera se conecta a la chimenea y se llena de agua. Se coloca un termostato en la caldera para controlar los indicadores de temperatura del líquido. Para montar el termómetro, se proporcionan orificios especiales en las calderas.
Secuencia de activación de la caldera:
- El ventilador está conectado a la fuente de alimentación y se prueba su funcionamiento. Las compuertas de aire deben estar en la posición media.
- Se debe colocar una pequeña cantidad de papel y astillas de madera en la tolva. Será necesario cerrar las puertas de la cámara.
- Se abre la válvula de mariposa de la chimenea, se enciende el ventilador y se prende fuego al papel.
- Después de quemar la leña, la boquilla se cierra.
- El control de la combustión se realiza a través del compartimento de combustión inferior.
- Después de que el líquido hierva, deberás apagar el ventilador. La llama se apagará y el agua empezará a enfriarse.
La instalación de la caldera requiere el cumplimiento de las normas de seguridad. Es mejor montar el dispositivo por separado. El dispositivo se instala sobre una base de ladrillo u hormigón. Se proporciona un intervalo entre la caldera y las paredes, a partir de 20 cm.
Caldera de pirólisis de bricolaje: dibujos (video)
Una caldera de pirólisis tiene muchas ventajas. Este es un sistema confiable que le permite obtener la máxima cantidad de calor de la combustión de madera. Puedes comprar una versión de fábrica o hacer una caldera tú mismo en casa.
La ausencia de una cámara de combustión para carbón o electricidad en la casa siempre se puede compensar con la ayuda de un combustible natural: la leña. Además, este recurso será significativamente más barato en comparación con el costoso gas natural. Es por eso que hoy en día muchos propietarios abandonan los métodos modernos de calefacción y buscan fuentes de calor alternativas. En estos casos, un diseño como una caldera de pirólisis puede acudir al rescate. Es muy posible fabricar dicho equipo con sus propias manos, pero primero debe observar más de cerca qué es este dispositivo y cómo funciona.
Concepto general de pirólisis.
El principio de una caldera de pirólisis es la descomposición térmica de sustancias que tienen una composición química compleja, sin combinarse con ningún otro reactivo. Esto significa que las moléculas de un elemento particular se dividen en partes más ligeras y elementales. Este fenómeno se llama pirólisis.
Este esquema es ampliamente aplicable en aquellas casas privadas donde no hay calefacción estacionaria. Vale la pena señalar que la pirólisis pura se diferencia en que el combustible se descompone en elementos sin acceso a oxígeno en un recipiente especial, y luego los gases resultantes ingresan al tanque de almacenamiento y se utilizan, si es necesario.
La gran ventaja de este tipo de instalaciones es que se pueden añadir materiales de combustión directamente mientras el dispositivo está en funcionamiento. Además, este equipo es capaz de funcionar con cualquier combustible sólido y mantener la temperatura deseada durante un período de tiempo bastante largo.
Diseño de una caldera de combustión por pirólisis.
En tales dispositivos, la cámara de combustión consta de dos partes. La primera es una cámara de carga: aquí, con un pequeño volumen de oxígeno, el combustible se quema y piroliza, y todos los gases liberados en el proceso se queman en la segunda parte del dispositivo, llamada cámara de combustión. Por allí entra aire secundario y la eliminación de calor es muy insignificante.
La caldera de pirólisis también se diferencia en que la separación de sus dos partes se realiza mediante una rejilla cubierta con briquetas. El aire que ingresa al interior pasa a través de la madera de arriba a abajo, y es esta propiedad la que distingue a este equipo de otros dispositivos de calefacción domésticos.
Estas calderas tienen una alta resistencia aerodinámica, lo que hace necesario el tiro forzado, que a veces se realiza mediante un extractor de humos especial en lugar de un ventilador estándar.
Principio de funcionamiento de una caldera de pirólisis.
Como es sabido, las calderas de combustión por pirólisis funcionan según el principio de que la madera se descompone bajo la influencia de altas temperaturas y finalmente se convierte en carbón (residuo sólido) y una mezcla volátil.
Como resultado del proceso que tiene lugar en la cámara de carga, se libera gas del generador que, al pasar a través de la boquilla de la caldera, interactúa con el aire secundario y se quema. La temperatura es de 1200°C. La mezcla volátil resultante atraviesa la parte convectiva del intercambiador de calor, liberando su energía principal, y luego se descarga a través de la chimenea del dispositivo.
Ambas cámaras internas de este equipo están cubiertas con un revestimiento especial que evita la penetración del fuego. Esto permite aumentar la temperatura dentro del aparato y crear las condiciones más favorables y eficientes para quemar madera.
Ventajas de una caldera de leña
Al realizar pirólisis, es importante recordar las principales ventajas de este equipo, que lo distinguen favorablemente de dispositivos similares utilizados para calentar.
El gran volumen de la cámara de carga y la alta eficiencia permiten mantener la temperatura establecida durante un período de tiempo bastante largo en comparación con los dispositivos tradicionales. Hay modelos que son bastante capaces de trabajar las 24 horas con una sola carga de combustible.
Las calderas de pirólisis prácticamente no requieren limpieza, ya que durante el proceso de combustión no se forma hollín y el volumen de cenizas producidas es mínimo.
Los productos de combustión en este equipo son menos dañinos para la salud en comparación con otros dispositivos, ya que la cantidad de sustancias cancerígenas que contienen es significativamente menor. La mezcla resultante se compone principalmente de dióxido de carbono y vapor de agua, lo que no es probable que sea peligroso para la salud humana.
Otra ventaja innegable que tiene una caldera de pirólisis para el hogar es la capacidad de regular la potencia dentro de límites muy amplios (del 30 al 100%). Además, dicho dispositivo tiene la función de reciclar residuos sin contaminar el aire, lo que tiene un efecto positivo en la situación medioambiental y el microclima interior.
Combustible utilizado para calderas de combustión de pirólisis.
El combustible óptimo utilizado para este tipo de equipos es la madera, que tiene una longitud de unos 400-450 mm y un diámetro de 100 a 250 mm. El aserrín también se puede quemar junto con troncos enteros, pero dichos residuos no deben ocupar más del 30% del volumen de la cámara de carga.
Lo mejor sería utilizar un material cuyo contenido de humedad no supere el 40%. Esto no sólo hará que el dispositivo sea más eficiente, sino que también prolongará su vida útil. Estas medidas de protección son fáciles de explicar: 1 kg de madera con un contenido de humedad del 20% emite energía de 4 kW/hora, y con un contenido de humedad de los consumibles del 50%, el mismo volumen puede proporcionar sólo 2 kW/hora.
De esto se deduce que el calor y la eficiencia de la combustión del combustible dependen directamente de la cantidad de agua que contiene: cuanta más agua haya, peor será el resultado. Por eso, inmediatamente antes de cargar la madera, es importante asegurarse de que esté bien seca y no contenga exceso de humedad.
Esquemas para crear una caldera de pirólisis.
Para comprender cuánto material se debe utilizar durante la instalación, se recomienda buscar ayuda en diagramas especiales para la construcción de dicho equipo. Siempre se pueden encontrar varios dibujos de una caldera de pirólisis de especialistas que realizan trabajos similares.
Entonces, el diagrama de este dispositivo, por regla general, muestra la ubicación de la cámara de combustión, el intercambiador de calor y el área donde se suministrará el agua.
Es muy importante conectar correctamente todas las partes de la caldera de acuerdo con el dibujo para que toda la estructura funcione de manera adecuada y confiable. No olvide que el refrigerante es aire, que puede calentar la habitación sin costes adicionales. Este hecho le permite ahorrar una parte importante de los recursos financieros gastados en calefacción, especialmente en comparación con otras estructuras para fines similares.
Herramientas para hacer una caldera de pirólisis.
Para crear este equipo usted mismo, debe tener disponible un determinado conjunto de materiales auxiliares. Además, es necesario recopilar la mayor cantidad de información posible sobre el proceso de trabajo, desde los consumibles hasta el montaje. Después de eso, es necesario calcular correctamente todos los parámetros para poder determinar cuál debe ser el tipo óptimo de combustión adecuado para una habitación en particular, ya que puede haber dos: ya sea con un quemador de ranura o sobre rejillas. Todos los materiales necesarios para la instalación siempre se pueden adquirir en ferreterías especializadas, ya que hoy no debería haber problemas con la elección.
Así, para la fabricación de una caldera de pirólisis se requieren las siguientes herramientas:
- chapa de acero de 4 mm de espesor;
- tubería de hierro con el mismo parámetro;
- conjunto de electrodos;
- varilla redonda con un diámetro de 20 mm;
- varios tubos tipo perfil;
- dispositivos reguladores de temperatura;
- muestra;
- cordón de amianto;
- ladrillo de arcilla refractaria;
- Pernos y tuercas que actúan como material de fijación.
Montaje personal de una caldera de pirólisis.
El algoritmo de acciones para la producción independiente de dicho equipo debe basarse necesariamente en el dibujo de pirólisis. El proceso de montaje de este dispositivo se lleva a cabo en varias etapas:
- En primer lugar, es necesario cortar láminas y tubos de acero, creando a partir de ellos espacios en blanco para el cuerpo de la caldera, su cámara de combustión y su refrigerador. Al mismo tiempo, es importante no olvidar procesar los bordes del material con ayuda y marcar las áreas para soldar.
- Después de esto, debes preparar todas las herramientas necesarias para ensamblar el dispositivo.
- Entonces podrás comenzar el proceso de creación del cuerpo. Se procede según el siguiente principio: la pared frontal se coloca sobre una mesa de soldadura, después de lo cual se unen mediante puntos de soldadura los bordes laterales, la tapa y el fondo sujetos con espaciadores.
- A continuación debe procederse al proceso de instalación de la caldera, que en el interior de todo el sistema se presenta en forma de estantes horizontales cubiertos y también se le adjunta un tubo de cuello que realiza la función de eliminar las olefinas.
- Después de esto, es necesario comenzar a ensamblar las columnas de filtración y enfriamiento de gas, que atraviesan el cuerpo del horno y sobresalen ligeramente más allá de sus límites. Se basan en tuberías instaladas en orificios pretaladrados en la carrocería.
- Luego se debe instalar la segunda cámara de caldera, que se debe conectar a la columna de enfriamiento. En la misma etapa, se puede instalar una segunda pared paralela al cuerpo para establecer la calefacción. Está separado del primero por un tabique.
- El proceso de montaje continúa con la instalación del intercambiador de aire y el tubo de la chimenea.
- El último paso es instalar la última pared (frontal) de la vivienda, equipada con puertas y rejillas de ventilación.
Este método de hacer una caldera de pirólisis con sus propias manos es el más probado y confiable, es rápido y relativamente fácil de manejar;
¿Es posible hacer una estufa a partir de un cilindro?
A menudo, los propietarios, al no tener a mano los materiales necesarios para el montaje, deciden construir una caldera con materiales improvisados. Se presta especial atención al recipiente para gas licuado, que tiene forma redonda y tamaño adecuado. Además, el espesor de las paredes de dicho recipiente corresponde a los parámetros requeridos.
Sin embargo, no se recomienda fabricar una caldera de pirólisis a partir de un cilindro de gas. Esto se debe principalmente al hecho de que el cuerpo de dicho dispositivo está hecho de acero estándar, que no resiste el calor ni otras influencias químicas, incluso a temperatura ambiente.
Sin embargo, no conviene abandonar por completo el cilindro, ya que puede desempeñar el papel de tanque de almacenamiento de agua caliente en una pequeña casa particular, además, debido a su pequeño tamaño, el calentamiento se realizará rápidamente y su forma lo permitirá; para retener el calor durante mucho tiempo incluso cuando se utiliza el aislamiento más simple. Pero si decide utilizar un cilindro de este tipo, los dibujos de la caldera de pirólisis serán completamente innecesarios; entonces es mejor rechazar su instalación.
Condiciones de funcionamiento requeridas
El funcionamiento de una caldera de pirólisis, como cualquier otro dispositivo que funcione en exposición al fuego, ciertamente conlleva ciertos riesgos. Por lo tanto, es importante no sólo equipar adecuadamente todo el sistema, sino también respetar las normas de seguridad.
Entonces, al hacer una caldera de pirólisis con sus propias manos, debe tener en cuenta los siguientes puntos:
- la instalación debe realizarse exclusivamente en locales no residenciales;
- es deseable que la base debajo de la caldera sea de hormigón o ladrillo para evitar un calentamiento excesivo del revestimiento;
- el dispositivo debe colocarse de modo que no esté a menos de 30 cm de las paredes y objetos de la habitación;
- Es importante dotar a la habitación de la caldera de una ventilación de alta calidad para que los vapores liberados durante el funcionamiento escapen al exterior.
Además, es importante recordar una cosa más: después de instalar el equipo, es sumamente importante aislar su chimenea con lana mineral para que no se acumulen resinas y condensaciones en el interior de la tubería.
Alternativa a una caldera de pirólisis.
A pesar del método claramente regulado para fabricar dicho dispositivo, algunos propietarios han encontrado formas de fabricarlo utilizando otros materiales.
Según muchos, no tiene sentido diseñar una caldera con una potencia inferior a 15 kW. Pero a veces no conviene crear muestras tan grandes, especialmente si el área de la habitación es pequeña. Es para estos fines que existe la opción de crear un horno de pirólisis, similar en propiedades y características externas a una caldera. No es necesario preocuparse por el funcionamiento de dicho equipo, ya que el principio de combustión del combustible es similar.
Para hacer esta muestra necesitarás la siguiente cantidad de materiales:
- ladrillo de arcilla refractaria;
- admirador;
- chapa de acero de aproximadamente 4 mm de espesor;
- ladrillo cerámico;
- puertas utilizadas para soplado y cámara de combustión;
- rejillas de hierro fundido;
- Termostato tipo palanca.
Esta estufa es una alternativa a una caldera de combustión por pirólisis estándar y es totalmente apta para su instalación en cualquier estancia. Si desea ahorrar dinero, dicho dispositivo será indispensable y permitirá calentar todo el edificio con alta calidad y durante mucho tiempo.
El problema de la calefacción, a falta de electricidad barata y carbón, suele solucionarse con leña. Debido al aumento del precio de un recurso natural como el gas natural, su uso puede afectar significativamente al presupuesto familiar. Las personas que se enfrentan a la gasificación de sus hogares empiezan a buscar fuentes de calor alternativas. Y una caldera de pirólisis de bricolaje, construida con materiales disponibles, viene al rescate: una caldera de leña que funciona con el tipo de combustible más barato.
Una caldera de pirólisis está diseñada para calentar varias habitaciones quemando leña: briquetas prensadas, troncos y desechos. En su diseño, una caldera generadora de gas se diferencia del equipo clásico de combustible sólido, que también quema madera. ¿Por qué es rentable instalar una caldera de pirólisis? ¡El principio de funcionamiento le ayudará a comprenderlo todo!
Diagrama de diseño y principio de funcionamiento de una caldera de pirólisis.
La cámara de combustión de las calderas de pirólisis se divide en dos partes. En la cámara de gasificación o cámara de carga (primera parte), cuando falta oxígeno, la leña se quema y piroliza, y los gases liberados se queman en la cámara de combustión (segunda parte), a la que se suministra aire secundario. Se minimiza la eliminación de calor de la cámara de carga.
Estos espacios están separados por una rejilla sobre la que se ubican las briquetas. El aire primario atraviesa la capa de madera de arriba a abajo. Por tanto, la principal diferencia entre las calderas de gas y otros electrodomésticos es la potencia superior.
Las cámaras de combustión de este tipo de diseños se caracterizan por una mayor resistencia aerodinámica, por lo que en la mayoría de los casos su tiro es forzado. En ocasiones se implementa por motivos tecnológicos mediante un extractor de humos, y no mediante un ventilador, que es más típico de las calderas pequeñas.
Principio de funcionamiento de una caldera generadora de gas.
El funcionamiento de una caldera de leña se basa en el principio de descomposición térmica de la madera, cuya esencia radica en el hecho de que la madera seca puede descomponerse en un residuo sólido (carbón) y una parte volátil (gas) bajo la influencia de factores externos.
Durante el proceso, que se desarrolla en la cámara de carga en condiciones de alta temperatura y falta de oxígeno, se libera gas generador del recurso. El gas de madera pasa a través de la boquilla, se mezcla con el aire secundario y se quema en la cámara a una temperatura cercana a los 1200 grados Celsius. Los gases de escape pasan a través de la parte convectiva del intercambiador de calor, cediendo su calor al fluido de trabajo y luego se descargan a través de la chimenea.
La cámara de carga y combustión de la caldera de pirólisis tiene un revestimiento refractario, que aumenta significativamente la temperatura dentro del aparato y crea las condiciones ideales para una combustión de madera eficiente y de alta calidad.
Caldera de leña - principales ventajas
Hoy en día se utilizan diferentes dispositivos para quemar leña: estufas acumuladoras de calor, calderas de aire y agua. De todos los equipos, las calderas de pirólisis (generador de gas) son las de mayor interés para los consumidores. La principal diferencia entre las calderas de pirólisis y los modelos simples de combustible sólido es el hecho de que en ellas no arde la madera en sí, sino también el gas de madera resultante. Durante la combustión, no se forma ningún hollín y las cenizas aparecen en cantidades mínimas, por lo que es necesario limpiar el dispositivo con menos frecuencia.
Una ventaja innegable de una caldera de pirólisis es su capacidad para mantener una temperatura establecida durante más tiempo que las calderas tradicionales, gracias a una mayor eficiencia y una cámara de carga ampliada. Algunos diseños pueden funcionar durante 24 horas con una carga de combustible.
Hay menos sustancias cancerígenas en los gases de escape. Durante el proceso de combustión, el gas de pirólisis interactúa con el carbón activo, por lo que los gases de combustión a la salida son principalmente una mezcla de vapor de agua y dióxido de carbono.
Otra ventaja de las calderas generadoras de gas es la capacidad de regular la potencia: entre un 30 y un 100%. Los dispositivos de pirólisis son capaces de reciclar algunos residuos sin contaminar el medio ambiente. Estos residuos incluyen caucho, plásticos y polímeros. Pero al mismo tiempo, las calderas de leña exigen mucho combustible, requieren suministro de energía y tienen grandes dimensiones.
¿Cuál es la efectividad de una caldera de pirólisis?
El tiempo de funcionamiento de una caldera de leña se mide en un amplio rango dependiendo de muchos factores: la temperatura exterior, la temperatura deseada en la habitación, el aislamiento de la casa, la humedad y el tipo de combustible, así como la precisión del diseño del sistema de calefacción. . Pero una cosa es segura: las calderas generadoras de gas son mucho más eficientes que las tradicionales.
En el horno de una caldera de pirólisis se pueden reciclar caucho y polímeros sin dañar la atmósfera
Al quemar madera, incluida la madera húmeda, no es posible alcanzar temperaturas tan altas como cuando se quema el gas de madera que se obtiene de ella. Además, la combustión de gas requiere menos aire secundario, lo que aumenta la temperatura y por tanto aumenta el tiempo y la eficiencia de la combustión. Además, el proceso de combustión del gas de pirólisis es más fácil de controlar.
Sobre el combustible para calderas de generadores de gas.
Para la combustión se utiliza madera, que tiene una longitud de 380 a 450 milímetros y un diámetro de 100 a 250 milímetros. Las briquetas de combustible deben tener el siguiente tamaño: 30 por 300 milímetros. Los pequeños desechos de madera y el aserrín se pueden quemar simultáneamente con la leña, pero no deben ocupar más del 30% del volumen de la cámara de carga. Estas calderas pueden quemar leña con un contenido de humedad de hasta el 40%.
Las calderas de pirólisis deben calentarse con madera más seca; solo en este caso el dispositivo funcionará a máxima potencia y su vida útil aumentará. La madera con un 20% de contenido de humedad tiene un poder calorífico de 4 kW por hora por kilogramo de madera, la madera con un 50% de contenido de agua tiene un poder calorífico de 2 kW por hora por kilogramo de madera.
Por tanto, el poder calorífico del combustible depende de la presencia de agua en la leña: el contenido de energía útil de las briquetas disminuye significativamente al aumentar el contenido de agua. Al mismo tiempo, el consumo de combustible se duplica.
Las calderas de calefacción con combustión de pirólisis de madera se han vuelto más populares recientemente porque se ha eliminado la dependencia de las inestables tarifas del gas natural. Por supuesto, en el mercado hay buenos generadores de gas con buenas características, pero su coste sigue siendo bastante elevado, lo que confunde a los compradores. En la última feria de construcción, una caldera sencilla de producción nacional costó al menos mil dólares. Es por eso que muchos consumidores prefieren hacer calderas de pirólisis con sus propias manos.
herramienta para el trabajo
Para hacer tú mismo una caldera de leña, ¡solo necesitas ganas y las herramientas necesarias! Por supuesto, tendrás que esforzarte mucho. Pero todo es posible.
Para empezar, conviene recopilar la mayor cantidad de información posible sobre este dispositivo de calefacción y sus características. Es necesario calcular y decidir de antemano qué tipo de combustión será óptima para un edificio en particular: en rejillas o con un quemador ranurado. Entonces deberías visitar una tienda especializada y adquirir las piezas necesarias. Para hacer una caldera de pirólisis, necesitará los siguientes materiales:
- tubo de acero de 4 mm de espesor;
- chapa de acero de 4 mm;
- varios tubos perfilados;
- electrodos;
- varilla redonda de 20 mm;
- ventilador centrífugo;
- ladrillo de arcilla refractaria;
- automatización que regula la temperatura;
- tuercas y tornillos;
- cordón de amianto.
Dibujos y esquemas de calderas generadoras de gas.
La cantidad exacta de material se puede calcular basándose en los dibujos. Hay muchos dibujos y literatura pagados sobre este tema en Internet. Si sigue este material, obtendrá una unidad tolerable. Se necesita un diagrama de una caldera de pirólisis para indicar la ubicación de la cámara de combustión, el intercambiador de calor y el suministro de agua. No debe intentar crear un diagrama de circuito para un dispositivo de leña desde cero; es mejor usar un diagrama esquemático y realizar solo algunos ajustes y cambios.
Al fabricar una caldera generadora de gas con sus propias manos, puede tomar como base el circuito de un aparato de calefacción de 40 kW, desarrollado por el diseñador Belyaev, y luego optimizarlo para el corte por láser con menos piezas utilizadas. El diseño del dispositivo se puede cambiar de tal manera que su volumen interno permanezca sin cambios.
Al mismo tiempo, es deseable que la camisa del intercambiador de calor se incremente significativamente. A continuación, debe conectar todas las partes de la futura caldera de pirólisis, siguiendo estrictamente el dibujo. En este caso, el aire se utiliza como refrigerante y puede calentar la habitación sin pérdida de calor.
No es necesario garantizar la estanqueidad de las tuberías, ya que las fugas y la posibilidad de congelación del sistema de calefacción no son típicas de una caldera de leña. Por tanto, este dispositivo se considera una solución ideal para su instalación en una casa de campo, donde sólo será necesario calentarlo ocasionalmente.
Después de ensamblar la caldera de acuerdo con el diagrama, puede comenzar su instalación y realizar más pruebas. Una caldera generadora de gas correctamente fabricada debería alcanzar rápidamente el modo de funcionamiento requerido y el sistema de calefacción debería calentarse en un máximo de treinta minutos. En este caso, la temperatura en la habitación suele aumentar muy rápidamente.
Ventajas de la caldera de pirólisis Blago
La caldera Blago fue desarrollada por el inventor Yu.P. Blagodarov, quien declaró las ventajas de su creación. En cuanto a la duración de la combustión de leña al máximo poder calorífico, el aparato generador de gas Blago es superior a otras calderas.
En este modelo, las rejillas cubren completamente el fondo de los depósitos de combustible. Por lo tanto, con tiro natural, se observa un alto calor de combustión del combustible y un período de combustión más largo debido a la disposición de los depósitos de combustible, lo que permite aumentar el volumen de los depósitos de combustible sin comprometer la eficiencia.
El diseño de una caldera de pirólisis permite que el combustible se queme en una de las dos cámaras de combustión y se gasifique en la tercera. El dispositivo Blago no es volátil y siempre produce la energía necesaria. Los compuestos de grupos fenólicos (alquitrán, resinas, alcoholes, aceites esenciales) se queman por completo.
Los raíles instalados en la cámara de combustión actúan como buenos acumuladores de calor. En una caldera de pirólisis se pueden quemar briquetas de turba, aserrín y carbón. Durante los períodos de bajas temperaturas, se puede agregar combustible constantemente a la cámara de combustión, manteniendo la temperatura óptima en la habitación.
Así, a pesar de que estamos en el siglo XXI, la gente todavía recurre a la madera como recurso natural para calentarse. Ahora está claro por qué, de todos los dispositivos de combustible sólido, las calderas de pirólisis son las de mayor interés para la población.
¿Cómo calentar una casa en los fríos días de invierno? El acceso al gasoducto no está disponible en todas partes y los precios del “combustible azul” aumentan constantemente. La madera o el carbón son inconvenientes y la electricidad es demasiado cara. Cuando sea posible utilizar madera o soportes prensados especiales como combustible, la solución óptima es una instalación que utilice los principios de la combustión por pirólisis. La eficiencia de una unidad de este tipo es bastante alta, pero los precios de los modelos industriales son notablemente altos. La solución obvia al problema es hacer una caldera de pirólisis con tus propias manos. Muchos artesanos han llevado a cabo con éxito este complejo proceso. Analicemos también esta cuestión.
¿Qué es la combustión por pirólisis?
Calentar con leña no es muy conveniente, ya que en condiciones normales la leña se quema muy rápidamente y no se aprovecha una parte importante del calor. Hay que cargar constantemente combustible en la caldera o en el horno. La pirólisis implica la creación de condiciones en las que el combustible se quema mucho más lentamente y al mismo tiempo libera una cantidad de calor notablemente mayor. Este efecto se consigue cuando la madera se quema con un bajo contenido de oxígeno, es decir, muy lentamente. Como resultado, se forman cenizas, coque y gases inflamables.
Este gas se mezcla con aire en la unidad de pirólisis y además arde a temperaturas muy altas, liberando una cantidad importante de energía térmica. Así, el principio de funcionamiento de una caldera de pirólisis incluye dos etapas de combustión:
- primero, con un suministro limitado de oxígeno, la madera se quema, liberando gas inflamable;
- luego se produce la combustión de la mezcla de aire y gas.
Un principio similar de combustión en dos etapas se utiliza en varias instalaciones caseras, por ejemplo, en una estufa de leña de combustión lenta e incluso en generadores de combustible sólido que permiten el uso de madera como combustible para automóviles. Sin embargo, el funcionamiento de la caldera de pirólisis debe ajustarse adecuadamente para no dañar el sistema de calefacción de la casa.
El elevado precio de las calderas industriales está plenamente justificado. En primer lugar, porque están fabricados con materiales de alta calidad que pueden soportar altas temperaturas de combustión (hierro resistente al calor, acero aleado de 8 mm, arcilla refractaria, etc.). En segundo lugar, gracias al complejo sistema de control automático, que garantiza una alta eficiencia del equipo.
Para garantizar el máximo efecto de combustión se tiene en cuenta la temperatura de calentamiento de la madera y su humedad inicial, ya que el proceso de evaporación del agua afecta significativamente la cantidad de energía liberada. Para controlar el proceso de combustión es necesario controlar cuidadosamente la cantidad de aire suministrado a la instalación. El suministro de aire se realiza mediante un ventilador, cuyo funcionamiento requerirá un acceso constante a la electricidad. La presencia de un ventilador convierte la caldera de pirólisis en una instalación eléctricamente dependiente. Durante un corte de energía, se recomienda utilizar un UPS u otro dispositivo similar.
Ventajas y desventajas de utilizar una caldera de pirólisis.
Las calderas de pirólisis tienen las siguientes ventajas:
- ausencia de hollín y humo acre, mínima liberación de residuos de combustión; Este es uno de los tipos de estufas más ecológicos;
- Para el trabajo, puede utilizar cualquier combustible sólido seco, por ejemplo, desechos de costura;
- el combustible de alta calidad garantiza 12 horas de funcionamiento continuo de la caldera con una porción de combustible, es decir, solo tendrás que cargar leña dos veces al día;
- tecnología económica, las facturas de servicios públicos se reducen en un promedio del 60% anual;
- El uso de la tecnología de pirólisis permite automatizar el control del proceso de combustión, lo que aumenta la seguridad del horno.
También se deben considerar las desventajas:
- Antes de que el equipo se amortice por sí solo, tendrás que invertir mucho dinero en la compra de una caldera y su instalación, pero desde los primeros días de funcionamiento su eficiencia se notará;
- El combustible utilizado debe tener un contenido de humedad de aproximadamente el 20%; de lo contrario, se detendrá la combustión. Por tanto, el combustible húmedo debe secarse;
- La caldera puede apagarse si la temperatura del refrigerante no es lo suficientemente alta. Este problema se soluciona instalando una tubería de derivación. Este cambio complica el diseño y reduce la eficiencia operativa.
- Si se utiliza una bomba eléctrica para bombear aire, el funcionamiento de la caldera depende de la red eléctrica.
Análisis de diagramas, dibujos y cálculos.
Para comprender mejor el principio de funcionamiento del dispositivo, se recomienda estudiar el diagrama de una caldera de pirólisis.
Refleja la posición de elementos tan necesarios como:
- agujero de aire;
- cámara de combustión;
- conductos de humo;
- tuberías para suministro y drenaje de agua;
- reguladores;
- ubicación de instalación del ventilador, etc.
Dado que una caldera de pirólisis es un dispositivo bastante complejo, se recomienda seguir el dibujo al fabricarla. A continuación se presenta uno de los modelos de dispositivos más comunes que son adecuados para la fabricación propia:
Este dibujo muestra en detalle el diseño de una caldera de pirólisis, que puedes hacer tú mismo. Se recomienda cumplir estrictamente con todas las dimensiones especificadas por el desarrollador.
Normalmente, se utiliza una caldera de 40 kW para una casa privada. Si es necesario aumentar o disminuir este indicador, se recomienda cambiar los parámetros del dispositivo en consecuencia. Los datos necesarios se presentan en la tabla:
Para hacer una caldera de pirólisis de potencia adecuada con sus propias manos, debe fabricar elementos del tamaño adecuado. La proporción de tamaño correcta garantiza un resultado exitoso
Una caldera con una potencia de 25-30 kW puede ser la mejor opción para una casa pequeña. Fabricar una unidad pequeña ahorrará tiempo y dinero.
Cómo hacer una unidad con tus propias manos.
Para fabricar un dispositivo tan complejo, necesitará una gama bastante amplia de herramientas y materiales. Aquí tienes una lista aproximada de ellos:
- taladro eléctrico;
- máquina de soldar (se recomienda modelo DC);
- varios paquetes de electrodos;
- Búlgaro;
- muela abrasiva de 125 mm;
- rueda de corte 230 mm;
- láminas de metal de 4 mm;
- un conjunto de tubos de varios diámetros;
- juego de tubos profesionales de 2 mm;
- varias tiras de acero de diferentes anchos y espesores;
- admirador;
- sensor de temperatura
De láminas de metal
- Puede comprar láminas y tubos de acero y cortarlos en trozos del tamaño requerido en un depósito de metal. El corte con guillotina garantizará la precisión dimensional, lo que le permitirá realizar cortes perfectos e incluso soldaduras.
Cortar una hoja de acero en pedazos.
- Primero es necesario soldar la cámara de combustión y la cámara de gas, para ello tomamos láminas de acero. Entre las cámaras colocamos soportes para la rejilla, que servirá como tabique.
Soldar el cuerpo de la caldera.
- Suelde la pared trasera a las cámaras terminadas y las salidas de aire a las laterales. Pueden estar hechos de canal o tubo corrugado, habiendo realizado previamente orificios para ventilación. En la cámara de combustión, corte un orificio para conectar el tubo de aire y suelde un tubo. Instale un extractor de humos entre la tubería y la chimenea. El tubo de aire se conecta a la caldera de pirólisis mediante un tubo profesional especial de 20x20.
- Luego suelde el intercambiador de calor tubular. Para ello, debe tomar dos láminas rectangulares y hacer agujeros para las tuberías. El diámetro de los tubos es de 57 mm. Divida el tubo de 57 mm en secciones iguales, insértelo y suéldelo a los orificios de las placas alrededor del perímetro, dando como resultado una estructura terminada. La válvula de mariposa y el intercambiador de calor deben estar conectados a la caldera.
hacer un intercambiador de calor
- Suelde la pared frontal con orificios redondos precortados para los tubos de entrada y salida de aire. Ahora puede montar la cubierta y colocar una fresa en lugar del amortiguador. Utilice un cepillo de alambre o una amoladora con un accesorio especial para limpiar todas las uniones soldadas. El interior está listo. La caldera debe estar completamente sellada, por lo que en esta etapa es necesario comprobar la calidad de la soldadura con agua, habiendo cerrado previamente los orificios de llenado de refrigerante con tapones. Los puntos de fuga deben marcarse y sellarse.
lijar el cuerpo
- Montar la carcasa exterior a partir de una chapa de metal de 4 mm de espesor y una esquina. Coloque las varillas roscadas para abrir las válvulas de mariposa y aislar la cubierta superior. Desde el exterior, cubra toda la estructura con una carcasa exterior y luego instale un tubo de escape de aire.
Instalar el conducto de aire
- A continuación, suelde las bisagras, coloque la puerta sobre ellas, revísela con ladrillos de arcilla refractaria y coloque el ladrillo en la cámara inferior. Corte la ranura de gas de la boquilla, cuyas dimensiones dependen de la potencia planificada de la caldera.
- Una vez más comprobamos la estanqueidad mediante un compresor y eliminamos los defectos de soldadura. Puede mejorar el rendimiento de la caldera conectando un ventilador al tubo de aire para bombear oxígeno. Cubrimos la carrocería con una capa de pintura ignífuga de lata. Instalamos grupo de seguridad para control de temperatura y automatización para control.
De un cilindro de gas
Si hay un cilindro de gas viejo usado en el hogar, usted mismo puede hacer una excelente caldera de pirólisis con él. El volumen óptimo del cilindro para su funcionamiento es de 50 litros. Además, necesitarás refuerzo y una tira de acero.
El principio de funcionamiento de una caldera de pirólisis a partir de un cilindro de gas.
- Corta el cilindro por la parte superior, retira la parte redondeada con la que puedes hacer una tapa. molerlo, es necesario cortar un orificio de carga en el lado por donde fluirá el combustible. La leña quemada caerá a través de la rejilla de refuerzo, dejando un mínimo de cenizas y hollín.
Corta la parte superior del cilindro de gas.
- Soldar la chimenea. Para una mejor tracción, está fabricado en diferentes diámetros al principio y al final. Cubra la parte superior de la estructura con pintura ignífuga.
instalar la chimenea
- Haga un pistón con un tubo y un disco de hierro al que se sueldan las palas. Al quemar, las palas giran y crean vórtices de aire, y el disco evita la formación de una llama abierta. La leña arde lentamente y se obtiene un efecto de pirólisis.
Hacer un pistón para la caldera.
hecho de ladrillo
Un horno de ladrillos será más engorroso; se le debe asignar un lugar especial. Para que el piso resista el peso significativo de la estufa y no se deforme, es necesario hacer una base de concreto desmantelando parte del revestimiento del piso de acabado.
Es importante comprender que una caldera de metal está revestida con ladrillos, por lo que no solo se requieren trabajos de albañilería, sino también trabajos de soldadura.
Para construir un horno, el maestro debe preparar materiales y herramientas:
- Ladrillo normal para colocar la base, 100 uds. ladrillos de arcilla refractaria, 350 uds. Ladrillos cerámicos refractarios. La cantidad puede variar según las dimensiones de la caldera;
- puertas sopladoras y de combustión;
- cartón de basalto;
- chapa de acero de 6000x1500 mm y espesor 3-4 mm;
- tubería profesional 800x400 y tuberías de 57 mm, 32 mm y 159 mm;
- rejilla de hierro fundido - 3 piezas.;
- ventilador con una potencia de al menos 300 W;
- termostato de palanca;
- máquina de soldar;
- perforar;
- amoladora con diámetro circular grande y pequeño;
- conjunto de electrodos;
- sensor de temperatura
Instrucciones paso a paso para instalar un horno de pirólisis de ladrillos:
- El espesor de acero recomendado, que se utiliza en la fabricación independiente de una caldera de pirólisis, es de 4 mm. Sin embargo, para ahorrar dinero, se puede utilizar acero de tres milímetros para el cuerpo del dispositivo;
- el orificio de carga de combustible para los modelos caseros suele estar ubicado un poco más alto que el de las calderas de combustible sólido convencionales;
- Es imperativo instalar un limitador que le permitirá controlar la cantidad de aire que ingresa a la cámara de combustible, así como agregar oportunamente leña o briquetas;
- para hacer un limitador, puede utilizar un tubo con un diámetro de unos 70 mm, un poco más largo que el cuerpo del dispositivo;
- se debe soldar un disco de acero al fondo del limitador, formando un espacio de unos 40 mm con las paredes de la tubería;
- para instalar el limitador se debe realizar el orificio correspondiente en la tapa de la caldera;
- El orificio de carga de leña debe ser rectangular. Cierra este agujero con una puerta con una placa de acero especial que garantiza un ajuste seguro;
- Debajo necesitas hacer un agujero para quitar las cenizas;
- el tubo a través del cual se mueve el refrigerante dentro de la caldera debe estar doblado para maximizar la transferencia de calor;
- La cantidad de refrigerante que ingresa a la caldera se puede ajustar mediante una válvula instalada en el exterior.
El cuerpo de la caldera de pirólisis debe estar hecho de acero lo suficientemente resistente como para soportar altas temperaturas. El espesor del metal debe ser de al menos 3 mm.
Que combustible usar
Para un funcionamiento económico y eficiente de una caldera de pirólisis, se puede utilizar cualquier combustible sólido: leña, carbón, turba, pellets y otros materiales combustibles. La principal condición necesaria para mantener el proceso de combustión por pirólisis es una humedad baja, no más del 20%. El combustible más húmedo debe secarse especialmente hasta el nivel requerido.
La posibilidad de utilizar residuos de madera, ropa, almazaras y otros tipos de producción hace que este horno sea aún más rentable de utilizar. El contenido de madera debe ser al menos del 70%.
En las estufas convencionales, es necesario añadir leña cada dos o tres horas. En invierno se consumen aproximadamente 10 metros cúbicos de leña. En las calderas de pirólisis la combustión de leña dura 12 horas, ahorrando hasta un 40% durante el invierno.
El carbón arde mucho más tiempo, hasta cinco días, lo que ahorra no sólo combustible sino también tiempo. Hay modelos que están equipados con alimentación automática de pellets de combustible, es decir, funcionan de forma autónoma durante un tiempo prolongado.
Requisitos de seguridad y reglas de operación.
Las calderas de combustión prolongada, como cualquier otro equipo de calefacción, presentan riesgo de incendio, ya que los procesos de combustión en dichos dispositivos pueden alcanzar temperaturas muy altas. A la hora de instalarlo y utilizarlo se deben observar las siguientes recomendaciones:
- coloque la caldera sobre una base de hormigón o ladrillo, coloque una lámina de metal de 2 mm de espesor frente a la cámara de combustión para proteger el piso de la caída accidental de carbones;
- la distancia a las paredes es de al menos 20 cm y lo más lejos posible de los muebles;
- Es deseable tener una sala de calderas separada; la abertura para ventilación debe tener un tamaño de al menos 100 metros cuadrados. centímetro;
- También se recomienda aislar cuidadosamente la chimenea por donde se descargan los productos de combustión. La falta de aislamiento térmico no sólo provocará pérdidas de calor, sino que también provocará la formación de alquitrán y condensación, que contribuyen al desgaste prematuro de los equipos y a numerosas averías;
- La automatización con sensores de temperatura le permitirá establecer el funcionamiento autónomo de la caldera y garantizar la seguridad contra incendios. Es la automatización la que regula la correcta mezcla de gas combustible con aire según un esquema especial;
- asegúrese de instalar un grupo de seguridad en la caldera: un manómetro, un purgador de aire automático y una válvula de emergencia que purga el aire en caso de exceso de presión;
La construcción o montaje de una caldera de combustión prolongada no es fácil ni barata. Habiendo realizado todos los costos y cálculos una vez y realizado todo el trabajo estrictamente de acuerdo con la tecnología, el propietario ahorrativo recibe una caldera económica y de alto rendimiento, que en el proceso ahorrará tiempo y presupuesto familiar, haciendo que la casa sea cálida y acogedora. en el frío del invierno. Si se siguen las reglas de funcionamiento, esta estufa calentará habitaciones y agua y funcionará correctamente durante muchos años.