Dlouho hořící pyrolýzní pec: princip fungování, jak si to vyrobit sami

Vynikající alternativou ke kotlům na tuhá paliva je pyrolýzní pec. Jedná se o dlouho hořící kamna, která fungují na speciálním principu a umožňují výraznou úsporu paliva. Ve srovnání s jinými typy topných zařízení na dřevo mohou taková kamna pracovat mnohem déle, přičemž nejsou v žádném případě horší v účinnosti dodávky tepla. Pojďme se blíže podívat na to, jak taková kamna fungují, a také jaké vlastnosti jejich provozu a konstrukce potřebujete znát.

• Co je pyrolýzní pec
• Jak funguje trouba
• Výhody a nevýhody
• Jaké typy pyrolýzních pecí existují?
• Materiál
• Účel a způsob použití
• Palivo
• Udělej si sám
• Kovový sporák
• cihlová pec
• Trénink
• Objednávání

Co je pyrolýzní pec

Taková pec funguje na principu pyrolýzy – organické látky se při tepelném zpracování za nepřítomnosti dostatečného množství kyslíku rozkládají na pevné zbytky a plyny, které v klasické peci vystupují komínem a v pyrolýzní peci se stávají tzv. hlavním zdrojem tepla. Čím více se palivo zahřívá s minimálním množstvím kyslíku, tím větší je procento vývoje plynu.

Tato technologie je vyvinuta speciálně pro průmysl zpracování ropy. Tímto způsobem se získává palivo pro automobily zpracováním ropných produktů. V domácích podmínkách se proces pyrolýzy pro vytápění obytných prostor začal používat nedávno, ale jeho účinnost a účinnost již byla potvrzena mnoha uživateli. Rozdíl je teplota potřebná pro zpracování. Zpracování ropných produktů probíhá při 500 C je dostačující pro dřevo.

Plyn extrahovaný z dřevěného paliva má výbornou hořlavost a při dlouhodobém spalování uvolňuje dostatečné množství tepla pro vytápění.

Jak funguje trouba

Pyrolýzní pece s dlouhým spalováním jsou navrženy podle speciálního principu. V tělese je zabudována spalovací komora s hořákem, kde je umístěno palivové dříví. Hlavní podmínkou pro spalovací komoru je těsnost. Je navržena tak, aby proudění vzduchu uvnitř bylo minimální. Topeniště musí mít těsná dvířka a spolehlivý ventil a nesmí chybět ani přívodní a odtahový ventilátor. Po položení a zapálení palivového dřeva je spalovací komora omezena v přístupu kyslíku.

Palivové dřevo po zuhelnatění a uvolnění plynu stoupá samostatným vzduchovým potrubím do druhé spalovací komory, kde se v požadovaném poměru smísí se sekundárním vzduchem a spálí. Tento proces vytváří teplo.

Druhá komora je zpravidla kombinována se vzduchovým potrubím nebo začátkem komína. Vzduch zajišťuje přívodní a odtahový ventilátor nebo samostatný ventilátor. Pokud je komínový systém promyšlený, pak bude stačit obyčejný tah s utěsněnými klapkami.

Tělo dále poskytuje retortu – kruhový díl pro odsávání pevných zbytků spálených polen. Zvláštností pyrolýzní pece je, že palivo je spáleno téměř úplně, pouze s malým zbytkem popela, který se odstraňuje každých pár dní.

Výhody a nevýhody

Na základě svých funkčních vlastností mají pyrolýzní kamna pro vytápění domu mnoho výhod, ale mají také nevýhody. Podívejme se blíže, na čem je založen princip činnosti pyrolýzní pece.

• Ukládání. Palivo hoří déle a kvalitněji, takže topné zařízení pracující na principu pyrolýzy vyžaduje menší spotřebu paliva než klasická kamna.
• Ekologie. Pyrolýzní pece nepoškozují životní prostředí, protože prakticky nevylučují škodlivé karcinogeny a jiné chemikálie. Produkty spalování opouštějící komín obsahují velmi malé procento CO.
• Rychlé zahřátí. Kvůli nedostatku kyslíku začíná proces spalování poměrně rychle.
• Účinnost Vysoká teplota je udržována po dlouhou dobu v autonomním režimu díky masivnímu objemu topeniště. Účinnost správně navržené pyrolýzní pece může dosáhnout 85 %.
• Napájení. Rozsah intervalu tepelného výkonu se může lišit od 5 do 100 %.
• Možnosti. Umožňuje připojit téměř jakýkoli obvod. Lze jej použít nejen k vytápění, ale také k odběru teplé vody, stejně jako k instalaci okruhů s přirozeným a nuceným oběhem.
• Palivo. I když se doporučuje používat minimálně 70 % dřeva z celkové hmoty palivových materiálů, můžete spálit téměř jakýkoli odpad, od pryže a stavebního odpadu až po polymerové plasty.
• Snadné použití. Provoz pece vyžaduje minimální lidský dohled, stačí jednou denně naložit palivo a každých pár dní vyložit popel.
• Saze. Vyrábí se v minimálních množstvích díky tomu, že palivo zpracovává materiál několikrát. Nemusíte se bát znečištění a nutnosti neustálého čištění komína.

• Cena. Navzdory následným úsporám ve spotřebě paliva bude nákup takové jednotky stát pořádnou částku, takže pyrolýzní pec pro kutily bude mnohem výnosnější.
• Masivnost. Taková kamna mají ve srovnání s jinými topnými konstrukcemi poměrně velké rozměry, takže jednotka není vhodná do malé místnosti. Kromě toho bychom neměli zapomenout na prostor pro skladování paliva.
• Voní. I když vezmeme v úvahu nepřítomnost škodlivých látek, při spalování odpadu budou přítomny pachy, proto je třeba zajistit dobrý ventilační systém.
• Elektřina. Pro správnou funkci ventilátoru je nutné nepřerušené napájení. Pokud je pyrolýzní kamna instalována pro lázeňský dům nebo jiné nebytové prostory, musí být zajištěn přístup k síti.
• Kondenzát. Na výstupu mají spaliny poměrně nízkou teplotu, takže kondenzát se bude hromadit v komíně a výstupním kanálu. Návrh musí obsahovat akumulační nádrž a výstupní potrubí s komínem musí mít velké rozměry s izolací z vnější strany místnosti, jinak může v chladném počasí namrzat kondenzát.
• Vlhkost vzduchu. Palivo pro kamna musí být suché, jinak neproběhne proces pyrolýzy. Vlivem tepla se vlhkost odpaří a zředí pyrolýzní plyny.

Jaké typy pyrolýzních pecí existují?

Na bázi pyrolýzy může fungovat celá řada konstrukcí, jejichž konstrukce do značné míry závisí na typu paliva, které se bude v budoucnu používat. Proto před plánováním návrhu pro vaše potřeby musíte pochopit, jaké typy existují.

Materiál

• Cihlová pyrolýzní pec
• pec na pyrolýzu kovů

Účel a způsob použití

• Periodická akce. Kamna jsou postavena s ohledem na tepelně akumulační materiály a mohou uvolňovat energii ještě dlouho po ukončení spalovacího procesu.
• Neustálá akce. Konstrukce se vyznačuje srovnatelnou lehkostí a tenkými stěnami, chybí pole pro akumulaci tepla a palivo je spalováno nepřetržitě.

Způsob přenosu tepla:

• Je zde vodní okruh.
• Výměníky tepla pro ohřev vzduchu.
• Bez výměníků tepla. Ohřev bude probíhat tepelným sáláním a konvekčním ohřevem vzduchu v kontaktu s horkými povrchy zařízení.

Relativní uspořádání komor a typ trakce:

• Nahoře je zplyňovací komora a dole komora pro dodatečné spalování pyrolýzního plynu. Tato pec pracuje na nuceném tahu, proto se používají dmýchací ventilátory a odsavače kouře.
• Pece s reverzním komorovým uspořádáním pracují na přirozeném tahu, zplyňování probíhá zdola a dohořívání shora.

Palivo

Optimální surovinou pro pyrolýzu je tvrdé dřevo, ale jako palivo se s úspěchem používají i jiné druhy organických surovin.

• dřevěné hobliny a dřevěné štěpky;
• granule na pelety;
• sláma nebo koláč;
• palivové brikety;
• uhlí, koks

Pokud se hořlavý odpad likviduje v pyrolýzní peci, je důležité, aby v depozitu bylo přítomno alespoň 70 % organického paliva.

Důležité jsou také fyzikální vlastnosti dřeva. Silná kůra nebo hniloba mohou mít negativní vliv na proces pyrolýzy a několikanásobně snížit výtěžek plynných emisí. Velké polena výrazně prodlouží dobu trvání procesu, ale také sníží energetickou účinnost.

Udělej si sám

Výroba vlastní pyrolýzní pece na dřevo je také poměrně nákladná záležitost, protože potřebujete pouze drahé materiály. Navzdory vysokým nákladům bude tato metoda mnohem levnější ve srovnání s nákupem hotového pyrolýzního kotle.

Kovový sporák

Tělo budoucího designu by mělo být vyrobeno ze zvláště odolného materiálu, ideální volbou by v tomto případě byla legovaná ocel. Budete také potřebovat nástroje:

• svařovací stroj;
• žáruvzdorné cihly – 15 ks;
• elektrody – 5 balení;
• vrtačka;
• úhlová bruska – průměr 230;
• plech – tloušťka – 4mm, rozměr – 7.5mXNUMX. m;
• senzor pro měření teploty;
• rošt;
• kotouče pro brusku – 10 ks;
• fanoušek;
• dveře – 2 ks;
• trubky: sekce 57×3,5 mm, délka – 8 m, sekce – 15,9 × 4,5 mm, délka – 0,5 m, sekce – sekce -32 × 3,2 mm a délka – 1 m;
• profilované trubky: průřez – 2,0×30×60 mm 1,5 m, průřez -2,0×40×80 mm a délka – 1 m;
• ocelové pásy: sekce 80×5 mm 1 m, sekce 20 × 4 mm 7,5 m, sekce 30 × 4 mm 1,5 m.

Schémata pro pece na pyrolýzu kovů jsou vyvíjena s ohledem na individuální vlastnosti místnosti a potřeby majitelů, ale obecná ustanovení jsou pro všechny stejná.

Jemnosti a užitečné tipy:

• Těleso je nutné svařit z legované oceli. Pokud se použije jiný kov, je lepší vytvořit strukturu dvouvrstvou.
• V místech popelu a spalovací komory jsou vyříznuty otvory pro dvířka.
• Popelník musí být oddělen litinovým roštem.
• Ve zplyňovací komoře je instalována sekce přívodu vzduchu s klapkou. Kanál pro průchod pyrolýzních plynů a systém přívodu vzduchu musí být umístěny v maximální vzdálenosti od sebe.
• Dveře vyrobené ze žáruvzdorné oceli, vyztužené úhelníky nebo litinou, jsou instalovány do dříve vyrobených otvorů.
• Vnitřek komor je vyzděn šamotovými cihlami.
• Pro regulaci tahu je v komíně instalována klapka. Komín musí být vyroben z izolované trubky.

cihlová pec

Pro 30 kW pec budete potřebovat:

• keramické cihly – 400ks;
• šamotové cihly – 100 ks;
• ocelový plech o rozměrech 6×1,5 m, s tloušťkou stěny minimálně 4 mm;
• litinové rošty – 3 ks;
• ventilátor – výkon nejméně 300 W;
• pákový termostat;
• dvířka pro foukání a spalování – 2 ks;
• svařovací stroj;
• vrtačka;
• brusky s různými průměry kruhů;
• trubky různých průměrů;
• profilová trubka – 80×40;
• elektrody;
• senzor teploty.

Trénink

Nejprve je připraveno místo instalace. Ve vybraném prostoru je nutné rozebrat podlahy a vykopat díru pro položení základu, hlubokou alespoň metr. Aby se zabránilo narušení konstrukce, musí mít základ větší plochu než pec. Nejprve se položí vrstvy písku a drceného kamene po 10 cm. Jsou pevně zhutněny a vyrovnány a vyplněny betonem. Výška základu je nad úrovní podlahy.

V místnostech je instalováno topení. Pokud bude jako chladicí kapalina použita voda, pak projekt předpokládá přítomnost nádrže.

Cihly je také potřeba připravit tak, že je na několik hodin předem namočíte do vody. Tím se zabrání deformaci upevňovacího řešení v budoucnu. Švy se přetřou roztokem krémové konzistence z jílu zředěného vodou. Pokud se do hlíny přidává písek, musí se nejprve prosít, aby se do roztoku nedostaly velké frakce. Podíl písku v roztoku by neměl být vyšší než 30 %.

Objednávání

Obvod pece je vyzděn keramickými cihlami, vnitřní příčky jsou vyzděny šamotem.

1. První řada je položena po celé ploše základu.
2. Další řada je položena pod oblast kamen.
3. Poté se řady rozloží podle připraveného výkresu. Po každém řádku se dělají denní přestávky na konsolidaci roztoku.
4. Kovové díly se instalují okamžitě při pokládání odpovídajícího řádku. Mezery mezi zdivem a díly musí být dobře utěsněny, protože při zahřátí se kov roztáhne a může poškodit švy.
5. V topeništi je instalován litinový rošt, který je umístěn s malou mezerou.
6. Topeniště je vybaveno ventilátorem.
7. Po uspořádání topeniště se kamna rozloží až do konce podle zvoleného schématu.
8. Zvláštní pozornost je třeba věnovat uspořádání komína. Je předem vypočítán a rozvržen v souladu s parametry. Porušení může vést ke zhoršení trakce.

Neexistuje jediný mechanismus pro uspořádání pyrolýzních pecí, všechny proporce musí být vypočteny s ohledem na prostor konkrétní místnosti. Připravili jsme několik schémat různých pecí, ale při navrhování budoucí struktury a provádění výpočtů je lepší kontaktovat odborníka na pece.

Obyvatelé odlehlých sídlišť nebo chat a chalup, kde jsou civilizované výhody v podobě plynovodu stále nedostupné, se ptají na efektivní a cenově výhodné vytápění.

Proces dlouhého spalování, reprodukovaný pyrolýzním kotlem, umožňuje výrazné úspory při nízké spotřebě paliva. Ve srovnání s jinými zástupci segmentu vytápění je třeba poznamenat, že pracuje déle na jednu náplň. Právě tato funkce dělá tato zařízení tak populárními.

Princip pyrolýzy

Pyrolýza je tepelný rozklad organických nebo anorganických sloučenin (uhlí, dřevo atd.) za podmínek nedostatku kyslíku. To znamená, že palivové materiály neshoří do základů, ale začnou se rozkládat na pevné sedimenty, přičemž se uvolňují pyrolýzní plyny. Poté se plynná látka smísí s kyslíkem, což vede k úplnému spálení jak zbytků paliva, tak plynu.

Foto 1 Továrně vyrobené pyrolýzní pece vypadají kompaktně a rozmanitě.

Důležité vědět! Ukazuje se, že technologie využívá ke spalování produktů spalování dva stupně. První stupeň (pyrogenetické zpracování dřeva) tedy zahrnuje štěpení paliva na pevné zbytky, což má za následek reprodukci procesu výroby koksu. Tato fáze však není hlavní. Největší přenos tepla je způsoben kombinací plynu a vzduchu, ke které dochází ve druhém stupni.

Zařízení pyrolýzní pece

Pro lepší pochopení volitelného zařízení tohoto typu designu se podívejme podrobněji na princip jeho fungování a práci každého prvku zvlášť. Stojí za zmínku, že tato topná zařízení mají nestandardní uspořádání oddílů, díky čemuž bylo možné dosáhnout vysoké účinnosti a vysokých ekonomických ukazatelů. Provozní algoritmus pece pracující na principu pyrolýzy vypadá takto:

1. Stejně jako ostatní zástupci má zařízení v těle zabudované topeniště, do kterého se vkládá dřevo. Mezi speciální vlastnosti tohoto oddělení patří omezené proudění vzduchu. Všechny díly jsou zde utěsněny – dvířka se těsně zavírají. K dispozici je také ventilační zařízení, které provádí funkce přívodu a odvodu.
2. Po naložení palivového dřeva se zapálení provádí buď ručně, nebo pomocí speciálního hořáku.

Foto 2. Schéma provozu konstrukce pyrolýzní pece.

1. Než dřevo vzplane, bude to nějakou dobu trvat. Poté je přístup kyslíku k tomuto bloku omezen.
2. Nedostatek vzduchu nezpůsobuje hoření, ale spíše zuhelnatění, které způsobuje uvolňování plynů. Přes vzduchový kanál vstupuje těkavá směs do další komory. Na této úrovni se plyn mísí s kyslíkem a směs podléhá spalování. V tomto okamžiku dochází k vyššímu procentu přenosu tepla.

Důležité vědět! Pyrolýzní pece jsou prezentovány v široké škále modelů. Hlavní rozdíl spočívá v typu druhého bloku. Některé modifikace mají přídavné ventilační zařízení, zatímco u jiných tuto sekci obsluhuje ventilátor spalovací komory. Existují modely, které fungují na přirozeném tahu. V tomto případě je mechanismus odvodu kouře vybaven několika ventily pro utěsnění zařízení.

1. Rotační retorta se používá k vykládání uhlí v průmyslových i domácích spotřebičích. Nejčastěji je představováno zařízením kulatého tvaru, které je spuštěno na podpěry kamen.
2. Pokud se uhlí netěží, bude také hořet, a to při zachování požadované teploty v první spalovací komoře. Všechny procesy jsou díky tomu prakticky bezodpadové – palivové materiály jsou spáleny do základů s minimálním množstvím zbytkového popela.

Důležité vědět! Pyrolýzní pec se musí čistit od popela maximálně jednou týdně, pokud je používána nepřetržitě. Pokud se operace neprovádí denně, pak méně často.

Výhody a nevýhody

Zařízení pyrolýzního typu má rozsáhlý seznam výhodných charakteristik. Zaměřme se na ty klíčové:

• Vysoká účinnost je dosažena díky dokonalému spalování paliva. Jeden nakládací cyklus umožňuje mnohem delší přenos tepla ve srovnání s analogy.
• Rychlé zahřátí zařízení. Tím je zajištěno efektivní vytápění místnosti v krátkém čase.
• Úroveň účinnosti dosahuje 85 %.
• Používání materiálů šetrných k životnímu prostředí při výrobě i zajištění provozu, které při zahřívání neuvolňují látky škodlivé lidskému zdraví a životnímu prostředí. Kamna jsou prakticky bezkouřová.
• Rozsah výkonu je nastavitelný v závislosti na potřebách uživatele – 5-100%.
• Přehledové zařízení může pracovat v tandemu s topným okruhem.
• Pyrolýzní zařízení nevyžaduje neustálé sledování. Biopalivo je zaváženo jednou denně a proces čištění se provádí jednou týdně, bez nutnosti vypínání stroje.
• Zařízení je univerzální, což umožňuje použití různých druhů paliva – kapalného nebo pevného. Prezentovány jsou také vzorky, které pracují s odpadním olejem.

Foto 3 Etapy procesů výroby tepla.

Přes převahu pozitivních aspektů mají takové návrhy také řadu nevýhod:

• Pro zajištění dostatečného ohřevu jsou zapotřebí velké pece;

Foto 4 Volitelné zařízení v provedení, pracující na principu pyrolýzy.

• je nutné zajistit místo pro umístění palivových materiálů;
• Jakýkoli proces spalování je doprovázen uvolňováním nečistot a pachů. Navzdory skutečnosti, že zvláštností tohoto sporáku je, že prakticky neprodukuje kouř, je stále nutné zorganizovat ventilační systém v místnosti, kde je zařízení umístěno.
• Emitované plyny mají dost nízkou teplotu, takže se na výstupu hromadí kondenzát. Jeho přítomnost je zaznamenána v kouřovodu a ve výstupním kanálu. Některé tovární modely mají akumulační nádrž pro její sběr, což vyžaduje pravidelné čištění.

Poraďte! Při vlastní reprodukci kamenného zařízení musíte zvolit kouřovod s velkým průměrem. Výjezdový systém je organizován podle stejného principu a musí být izolován v části směrem do ulice. Tímto způsobem je možné odstranit problém zamrzání při poklesu venkovních teplot.

• Pro zajištění maximální účinnosti musí být v zařízení instalováno dmychadlo a do topného systému musí být zabudováno čerpadlo. Všechna tato zařízení učinila celou pec závislou na elektřině.

Způsoby výroby nízkoenergetické pyrolýzní pece vlastníma rukama

Navzdory skutečnosti, že kamna mají složitý design, je možné nezávisle reprodukovat topný mechanismus. Nejjednodušší modely jsou vyrobeny pomocí zdiva nebo plynového válce, ale pouze zařízení vyrobené z plechů lze nazvat esteticky atraktivní.

Foto 5. Schematický nákres pyrolýzního kotle.

Průzkumné konstrukce s nízkým výkonem (25 kW) jsou vhodné pro vytápění venkovského domu nebo jakýchkoli technických místností o celkovém objemu nejvýše 100 m2. Malé zařízení bude mít charakteristické rysy ve srovnání s klasickou verzí:

• nepřipojuje se k systému ústředního vytápění;
• není potřeba instalovat kompresor, protože v tomto případě je topeniště umístěno nad úrovní zplyňovací komory. To umožňuje vytvoření přirozeného průvanu.
• Protože zařízení není automatické, bude nutné pravidelně upravovat režim spalování a sledovat provoz zařízení.

Důležité vědět! Kvalitní provoz pece je založen na následujících principech: kyslík je přiváděn do zplyňovacího prostoru v malých dávkách. K tomuto účelu je instalován řídicí systém – klapka. Zde je také instalováno vzduchové potrubí, kterým je do zařízení přiváděn požadovaný objem vzduchových hmot.

Fotografie 6 Konstrukční detaily nízkoenergetického pyrolýzního zařízení.

Proces samostatné výroby průzkumného zařízení se skládá z následujících fází:

1. Pomocí zvoleného schématu je těleso pece vybaveno ocelovými plechy. Všechny prvky krabice jsou svařeny pomocí svářečky. Pro následnou instalaci dvířek popelníku a topeniště jsou vytvořeny dva otvory. Je třeba počítat s umístěním – topeniště je umístěno nad popelníkem. Odděluje je litinový rošt.

Poraďte! Popelníková dvířka mohou sloužit jako jednoduchý systém regulace přívodu vzduchu.

1. Spalovací jednotka plynu je umístěna přímo nad primární zplyňovací komorou. Odděluje je oddělovací deska ze žáruvzdorného ocelového plechu. V topeništi je instalován kanál přívodu kyslíku, ve kterém klapka funguje jako regulátor.
2. Dveře jsou vyrobeny ze stejného plechu. Rohy pomáhají zpevnit strukturu. Aby byla zajištěna správná úroveň požární bezpečnosti, jsou na dveřích vyžadovány západky.

Důležité vědět! K prodeji je k dispozici široká škála hotových dílů pro pecní zařízení, včetně dveří se západkami.

1. Uvnitř bloku pece se pokládají ohnivzdorné šamotové cihly. Konstrukce je tak chráněna před vyhořením a zároveň zajišťuje rovnoměrné rozložení tepla.

Poraďte! Vzhledem k tomu, že cihla má dobrou tepelnou vodivost a navíc dokáže udržet teplo na povrchu po dlouhou dobu, lze ji použít i na zakrytí samotného krbu. Kouřovod musí být z vnější strany směrem do ulice tepelně izolován. Tah v konstrukci je regulován pomocí tlumiče.

Foto 7 Pohled na domácí kotel, který funguje na principu pyrolýzy.

Mezi řadou zařízení na výrobu tepla má pyrolýzní pec řadu významných výhod, a proto je oblíbená.