Katli tiek uzskatīti par tehniski vismodernākajiem, kuros degviela tiek pilnībā sadedzināta ar maksimālu iespējamo izdalītā siltuma absorbciju. Tā kā šāda veida shēmas ir pieejamas plašam cilvēku lokam, mēs centīsimies izdomāt, kā patstāvīgi izgatavot pirolīzes katlu lielām degvielas porcijām.
Cik iespējams ilgstošs darbs
Brīvā dabā pat daļēji mitra malka deg ļoti ātri – burtiski 1–1,5 stundās. Iemesls visam ir brīva skābekļa pieeja – slēgtā katla krāsnī tā nav, daļa ienākošā skābekļa tiek dozēta ar pūšamās atveres palīdzību, un degšana nav tik intensīva.
Viena no galvenajām šīs organiskās degvielas sadedzināšanas metodes problēmām bija spēja “sadedzināt” pat bez skābekļa. Augstās temperatūrās notiek pirolīze – cietā kurināmā termiskā sadalīšanās gaistošos gāzveida savienojumos. Skābeklis šim procesam nav vajadzīgs, pietiek ar grāmatzīmes uzsildīšanu līdz 400–500 ° С. Šajā gadījumā rodas kolosāli siltumspējas zudumi – ogļu vai malkas enerģētiski visvērtīgāko sastāvdaļu vienkārši ar atlikušo iegrimi veic skurstenī, bez laika pilnībā izdegties..
Koksnes pirolīzes katls: 1 – pūtējs; 2 – kamera degvielas iekraušanai un gazifikācijai; 3 – siltummainis; 4 – sadegšanas kamera; 5 – pēcdedzināšanas kamera; 6 – skurstenis
Projektējot katru moderno cietā kurināmā katlu, ir jānodrošina papildu gaisa padeve attīstīto gāzu sadedzināšanai. Šajā gadījumā grāmatzīmes sadegšanas intensitāti un ātrumu regulē nevis piegādātā skābekļa tilpums, bet gan degvielas sildīšanas temperatūra. Patiešām, ja jūs iesildīsit visu grāmatzīmi uzreiz, tad ļoti ātri izdalās degošas gāzes, un jums būs jāaizmirst par katla ilgstošu darbību. Tomēr, ja cieto kurināmo karsē atsevišķās porcijās, ir iespējama tā pakāpeniska sadalīšanās ģeneratora kamerā un efektīva pilnīga sadedzināšana krāsns otrajā daļā. Šajā gadījumā gāzu plūsma ir apgriezta, tās pārvietojas no augšas uz leju, izstumšanas radītā vilces ietekmē.
Pirolīzes katla uzbūve ilgstošai sadedzināšanai: 1 – cietā kurināmā pirolīze; 2 – sadegšanas kamera; 3 – apakšējās durvis; 4 – sekundārā gaisa padeve; 5 – primārā gaisa padeve; 6 – augšējās iekraušanas durvis; 7 – gazifikācijas kamera; 8 – dūmu novadītājs
Ražošanas materiāls
Pirolīzes katliem raksturīga paaugstināta darba zonas temperatūra. Gazifikācijas kamerā degšana nenotiek, tomēr atgriešanās siltuma plūsma var sildīt sienas līdz 500–600 ° С. Gāzes ģenerējošā nodalījuma apakšdaļa ir pakļauta vislielākajai temperatūras iedarbībai – tieši šī daļa nonāk saskarē ar viegli uzliesmojošām gāzēm un piedzīvo nopietnu termisko slodzi. Grāmatzīmju kameras apakšdaļu ieteicams izgatavot čuguna režģa vai īpaša ugunsizturīga izstrādājuma veidā ar plānu spraugu vai nelielu daudzumu caurumu.
Galvenās grūtības katlu aprīkojuma neatkarīgā ražošanā ir piemērota tērauda markas izvēlē, kuru var pārstrādāt mājās bez īpaša aprīkojuma. Šajā sakarā vispiemērotākie ir austenīta un austenīta-ferīta klases tēraudi ar mērenu hroma un niķeļa saturu. Šādu tēraudu šķirņu piemēri ir 12X18H9T, 08X22H6T vai AISI 304.
Šādu metālu metināšanas tehnoloģija tiek atzīta par vidēji sarežģītu, bet reproducējama amatnieciskos apstākļos, izmantojot loka metināšanu ar pārklātajiem elektrodiem bez aizsargājošas vides. Galvenais faktors, kas pasliktina metinātās konstrukcijas kvalitāti, ir karstu un aukstu plaisu veidošanās lielu temperatūras starpību dēļ salīdzinoši nelielā metāla izstrādājuma lineārajā sadaļā.
Termiskās ietekmes negatīvo faktoru novēršanai tiek izmantotas šādas tehnoloģiskās metodes:
- Griešanas detaļas ar vienmērīgu griezējinstrumenta padevi, kas novērš malu pārkaršanu.
- Metināšanas strāvas blīvuma ierobežošana par 20-25%, salīdzinot ar strukturālo tēraudu, metināšana mīkstos režīmos.
- Puddle temperatūras ierobežojums, ātrgaitas multi-pass šuve bez sānu vibrācijām.
- Pareiza savienoto malu griešana saskaņā ar GOST 5264 un to tīrīšana ar metāla suku.
- Odere zem metāla siltuma izlietnes šuves, šuves kalšana dzesēšanas laikā.
Un, protams, ir pareizi jāizvēlas leģējošo papildinājumu saturs elektrodu stienī, lai nodrošinātu ferīta saturu metināšanas struktūrā apmēram 5–8%. Ieteicami zīmolu TsT-15 un TsT-16 elektrodi, kā arī speciāli elektrodi 6816 MoLC vai ROST 1913..
Pēc konstrukciju metināšanas ieteicams tās sākotnēji atkvēlināt vismaz 700 ° C temperatūrā 2,5–3 stundas. Pietiek, lai metinātās korpusa iekšpusi ielādētu ar oglēm un aizdedzinātu degvielu, nodrošinot vāju piespiedu pūšanu. Pirms atkvēlināšanas ir ieteicams marinēt metināšanas šuves ar speciālu pastu, kas atbilst izmantotajai tērauda kategorijai..
Izmērs un jauda
Pirms turpināt pirolīzes katla ražošanu, ir jāaprēķina krāsns kameru un papildu nodalījumu izmēri. Kā sākotnējie dati tiek ņemta vajadzīgā apkures jauda, kas noteikta, ņemot vērā mājas katla efektivitāti 75–80% apjomā. Mājās varat izgatavot cietā kurināmā katlus ar jaudu līdz 20-25 kW, efektīvākām vienībām ir nepieciešams izmantot karstumizturīgus, ievērojama biezuma tēraudus, kurus ir grūti metināt mājās.
Katla jaudu un tā darbības ilgumu nosaka gazifikācijas kameras tilpums. Neņemot vērā efektivitāti, visbiežāk sastopamo koksnes veidu siltumspēja ir aptuveni 4–5 tūkstoši kcal / kg, kas aptuveni atbilst 4–4,5 kWh siltumenerģijas. Šīs vērtības ir piemērojamas tikai koksnei, kuras mitruma saturs nepārsniedz 25%. Aprēķina būtība ir vienkārša – nosakiet nepieciešamo momentāno jaudu un reiziniet to ar darba stundu skaitu. Ir vērts atcerēties, ka pat ideālas konstrukcijas pirolīzes katlu maksimālais darbības laiks nav ilgāks par dienu, un pašražotām vienībām jāaptver maksimums 12-15 stundas nepārtrauktas sadedzināšanas..
Grāmatzīmju kameras tilpumu nosaka ar ātrumu 2 litri par katru malkas kilogramu. Iegūtai vērtībai jāpievieno apmēram 30%, jo pirolīzes katlā tiek izmantoti nesagriezti paliktņi, kurus nevar sakraut tuvu. Gāzu sadegšanas kameras lielumam jābūt vismaz 30–40% no gazifikācijas kameras tilpuma. Visizdevīgākā ir katla struktūra, kurā divas kameras atrodas viena virs otras, ir vienāda forma, bet atšķiras pēc augstuma..
Divu kameru kamīna montāža
Kā kameras sienu ražošanas materiālu labāk izvēlēties karsti velmētu loksni, kuras biezums ir vismaz 8 mm, ideālā gadījumā 10–12 mm. Jo biezāks ir metāls, jo grūtāks ir metināšanas process, tomēr no pārāk plāna tērauda izgatavota konstrukcija garantē, ka tā ved un sagriežas neparedzamos virzienos. Tieši tāpēc starp katla montāžas daļām nevajadzētu būt maziem elementiem, kuru malu attiecība ir lielāka par 2: 1..
Divu kameru kamīna pamats ir ārējās sānu sienas. Tās ir kopīgas abām kamerām un ir savienotas ar priekšējo sienu, kurā durvīm ir izveidotas divas taisnstūrveida atveres. Apakšējais caurums ir paredzēts sadegšanas kameras apkalpošanai, tā augstumam jābūt apmēram 120–150 mm, platumam – vismaz 300 mm, caurums atrodas ar ievilkumu 150 mm no apakšējās malas. Augšējais caurums ir paredzēts gazifikācijas kameras iekraušanai, jo lielāks tas ir, jo labāk, caurumam jābūt ne tuvāk par 100 mm līdz kameras augšdaļai. No apakšas un aizmugures kurtuve ir aizvērta ar cietām loksnēm, kuras tiek izgrieztas atbilstoši sadegšanas kameras ārējiem izmēriem, bet netiek metinātas, kamēr nav pabeigta iekšējo daļu montāža. No augšas katls ir pārklāts ar nominālās sekcijas lapu.
Pirolīzes katla izmēru piemērs
Gazifikācijas un sadegšanas kameras tiks atdalītas ar cietu plāksni, kuras platums atbilst iekšējam attālumam starp sienām, un garums ir par 400 mm mazāks. Plātnes aizmugurējā daļā vertikāli metina viengabala starpsienu, kas visā kravas augstumā atdala kravas kameru; centrā pa horizontālo daļu tiek izgriezts caurums, kura platums ir 50 mm un garums 400–600 mm. Saliktais L formas starpsiens netiek metināts, kamēr nav pabeigta siltummaiņa montāža.
Pirolīzes katla siltummainis
Labākā mājās gatavota pirolīzes katla siltummaiņa konfigurācija būtu apakšējā kameras un skursteņa ūdens apvalks. Šis nav visefektīvākais veids, tomēr sava korķa siltummaiņa izgatavošana radīs neizbēgamas grūtības vai nu ar atbilstoša tērauda tērauda cauruļu atrašanu, vai ar dažādu detaļu metināšanu..
Siltummaiņa detaļu montāža tiek veikta posmā, kad tiek metināti katla apakšējie, priekšējie paneļi un divas sānu sienas. Piekļuve metināšanai tiek nodrošināta no katla aizmugures. Pirmais solis ir krekla augšējās deflektora uzstādīšana. Tā ir taisnstūrveida plāksne gar kamīna iekšējo platumu un par 200 mm mazāka nekā sadegšanas kameras dziļums. Plātnes sānos noņemiet divus taisnstūrveida fragmentus 100 mm platumā, lai plāksnes priekšējā daļā paliktu divi izvirzījumi ar 200 mm garumu. Iegūtā daļa tiek piemetināta pie sienām un priekšējā paneļa vienā līmenī ar sadegšanas kameras durvju apakšējo malu. Šajā gadījumā izgriezumi starpsienā veido kanālus cirkulācijai starp siltummaiņa apakšējo zonu un sānu sienām.
Žaketes iekšējās sienas ir izgatavotas gar plūsmas kanālu malu, tām ir sadegšanas kameras augstums un tās atrodas blakus priekšējam panelim. No augšas tie ir pārklāti ar divām 100 mm platām sloksnēm.
Siltummaiņa garums nesasniedz katla aizmugurējo sienu apmēram par 200 mm, un apmēram ar tādu pašu attālumu sānu kanāli izvirzās ārpus L-veida starpsienas starp kamerām. Kad tas ir uzstādīts, paliek tikai izveidot skursteņa kanāla dubultās sienas, izgriezt tā izvadu, piestiprināt katla aizmugurējo sienu un sagriezt vītņotos veidgabalus savienošanai ar apkures cauruļvadu. Atgriezeniskā plūsma tiek sagriezta vienā no apvalka priekšējiem apakšējiem stūriem, padeve tiek sagriezta skursteņa apvalka jebkurā augstākajā punktā.
Lūdzu, ņemiet vērā, ka sadegšanas kameru no visām pusēm ierobežo ūdens apvalks, izņemot deflektoru ar gazifikācijas kameru. Tas ir nepieciešams siltuma pārnešanai, kas nodrošina kurināmā termisko sadalīšanos. Šajā gadījumā vienlaikus netiks iesildīta visa grāmatzīme, bet tikai tās slāņi blakus apsildāmām sienām.
Izvēles aprīkojums
Diemžēl pirolīzes katli nav gaistoši. Gāzes apgrieztas plūsmas dēļ ir nepieciešama piespiedu gaisa plūsma. Modeļiem ar jaudu līdz 15 kW tas tiek realizēts ar ventilatoru, kas uzstādīts uz apakšējām durvīm. Šajā gadījumā kravas papildināšana degšanas laikā nav iespējama..
Jaudīgāki katli ir aprīkoti ar dūmu izvadīšanas ventilatoru, kas ir uzstādīts uz ķermeņa augšējās sienas pie skursteņa kanāla izejas. Tajā pašā laikā tiek izslēgta reversās iegrimes parādīšanās, un gazifikācijas kameras durvis var atvērt bez sekām pat degšanas laikā..
Īpaša uzmanība jāpievērš dzesēšanas šķidruma temperatūrai apvalka iekšpusē. Pēc tam, kad katls ir sasniedzis režīmu, tam nevajadzētu būt zemākam par 60 ° C, lai novērstu kondensāta veidošanos. Šī problēma tiek atrisināta, uzstādot automātisku recirkulācijas vienību, kas sajauc ūdeni no piegādes līdz atgriešanai. Tas arī prasa uzstādīt drošības grupu slēgtām apkures sistēmām un galveno cirkulācijas sūkni.
Diy pirolīzes katls ilgstošai sadedzināšanai
Izmantojot mūsdienīgu pirolīzes katlu no Diy, Jūs varat ērti un ilgstoši sadedzināt dažādus dabas resursus kā, piemēram, malku, zāles vai arī koksnes mizas. Tās ir vieglas, viegli uzstādāmas un jaudīgas, kā arī piedāvā augstu degšanas temperatūru un siltumu. Pirolīzes katli no Diy ir apvienoti ar zemu degšanas laiku un nekaitīgu skābekļa trūkuma pakāpi, nodrošinot augstu apkures efektivitāti un maksimālu siltumenerģijas ģenerēšanu.
Inženiertehniskās sistēmas 
Vai ir kādas priekšrocības vai iespējas, kas padara diy pirolīzes katlu labāku vai efektīvāku par citiem ilgstošas sadedzināšanas katliem?