24artstroy.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пиролизная горелка в России

Тест-драйв пиролизной туристической горелки

Что это

Туристическая пиролизная печь, применяется для тех же самых нужд что и обычные широко распространённые газовые горелки — приготовление ЖРАТ. Состоит из 6 деталей весом 400гр, из которых один чехол и одна миска для сухого/мокрого спирта. В развёрнутом виде h=16cm, d=13.6cm, в свёрнутом h=7.2cm, d=13.8cm, т.е. укладывается в обычный туристский котелок.

Как это работает

Пиро́лиз (от др.-греч. πῦρ — огонь, жар и λύσις — разложение, распад) — термическое разложение органических и многих неорганических соединений. В узком смысле, разложение органических природных соединений при недостатке кислорода (древесины, нефтепродуктов и прочего). В более широком смысле — разложение любых соединений на составляющие менее тяжёлые молекулы или химические элементы под действием повышенной температуры. (ц) Вики

Довольно таки просто. Есть две зоны горения, с недостатком кислорода и с избытком, которые обеспечивают высокий КПД за счёт почти полного сгорания топлива. В первой идёт процесс пиролиза, на выходе газообразные горючие продукты разложения древесины. Во второй подмешивается свежий разогретый воздух, что даёт чистое красивое и почти не коптящее пламя.

Особенности

Топливо

В условиях средней полосы России, имея под рукой хоть какое-то подобие леса, без топлива не останешься — с удовольствием жрёт любые палочки/веточки/шишки и прочий древесный мусор в радиусе вытянутой руки.

В случае длительного дождя проблем не возникает — мокрые шишки и ветки оно жрёт, однако долго выходит на режим и начинает немного коптить.

Ранней весной, когда ещё не стаял весь снег и периодически идут дожди, дрова для пиролизной печки слишком сырые. Т.е. дерево не загорающееся без предварительной просушки в качестве топлива бесполезно — процесс пиролиза просто не идёт.

Кроме того, есть специальное блюдечко для сухого горючего, в него же можно налить жидкое. Этот функционал я не тестировал и в планах не значится, но если вдруг — добавлю.

Теоретически, да и практически, можно жечь мелкий пластиковый мусор, но не нужно — потоки воздуха рассчитывались исходя из пиролиза древесины, а не чего-либо ещё.

Постоянная мощность

Выход на режим, в зависимости от прямизны рук и топлива, занимает от 30 секунд до 5 минут (если больше — что-то вы делаете не так). После этого мощность пиролизной горелки также выходит на постоянный уровень и практически не зависит ни от качества, ни от количества сырья для пиролиза.

Таким образом, пока все дрова не прогорят, пламя будет ровное и одинаковое. Если вы подкладываете свежие палочки — пламя не меняется (если накидать слишком много — потухнет и нужно дунуть). Этим горелка кардинально отличается от различных вариантов щепочниц, где жар сильно зависит от конкретной конфигурации топлива в каждый момент времени.

Низкая мощность

Тут играют роль три фактора:

В-нулевых by design: горелка конструктивно не рассчитана на пятилитровые котлы для каши. Авторы задумывали девайс под мини-кухню на 1-3 человек.

Во-первых диаметр пламени широкий, поэтому высокий КПД достигается на плоской посуде аля сковородки/чайники, а вот армейский котелок может и не закипеть вовсе.

Во-вторых пламя идёт «самотёком», из-за чего подвержено сдуванию при отсутствии ветрозащиты и нелётной погоде (КПД падает почти до нуля, для сравнения у газовых горелок где-то на 3/4).

Надёжность

Если не вспоминать анекдот про два титанвольфрамовых шара, то ломаться в конструкции нечему — никаких клапанов, уплотнителей, форсунок, насосов, вентиляторов, теплообменников и прочего хайтека нет — только стальные цилиндры с дырками.

Вес и объём

Минимальный размер газовых горелок раза в четыре меньше, самые маленькие бензиновые компактнее раза в полтора, НО типовые размеры ёмкостей под разные виды горючего больше.

Сами по себе бензиновые, газовые и мультитопливные горелки могут быть легче и значительно, однако вместе со всеми типовыми ёмкостями с горючим суммарный вес больше чем у пиролизной горелки. Плюс фактор времени: чем дольше жжём — тем выше выигрыш по весу.

Финансовая выгода

Страшный зелёный зверь не квакает над душой, пока народ неторопливо жарит/варит килограммы еды.

Практическое применение

На слёте Бардовский Круг данная горелка пахала несколько часов подряд без каких-либо напрягов. В качестве дров использовалось только то что валялось рядом на земле. Готовили в наборе посуды для горелок, тоже от узкоглазых братьев.

Отдельно о копоти: мало, но всё же есть. Пачкает не сильно, отмывается не до конца, по виду… ну как воронение что-ли. Однако это на мокрых сосновых дровах и шишках, если брать древесный мусор от лиственных, а не хвойных, пород деревьев — копоти в заметных количествах не будет.

Длительность горения — от 15 до 30 минут на одной заправке, на ютубе есть видео где на одной заправке горелка работает полтора часа! В качестве топлива использован наполнитель для кошачьих сортиров:)

Для использования потребуются не совсем кривые руки: дело в том что загружать топливо нужно не слишком плотно и не слишком много, подкладывать в процессе тоже без фанатизьму, иначе сбивается с режима — дымит и тухнет.

Читать еще:  Плавка меди газовой горелкой

Техника безопасности: ставить на сухую траву и оставлять без присмотра нельзя, это всё же костёр. Но окапывания, обкладывания камнями и прочего не требует — это всё же не полноценный костёр.

Своими руками

Легко! Делается из двух консервных банок, инструкции разной степени толковости по запросу «пиролизная печь/горелка своими руками/из консервных банок». Плюсы: халява! Минусы: менее долговечны (так как жесть вместо нержавейки), более объёмные (не складываются), внешний вид полностью зависит от прямизны ваших рук и инструментов в мастерской (чуть менее чем всегда результат выглядит хуже чем техника из фильма Кин-Дза-Дза; редкое исключение — мини-версия).

Засада-подстава будет подстерегать тех кто встал на hand-made путь в количестве дырок. Слишком большой поток в зоне пиролиза сведёт на нет этот самый пиролиз, слишком слабый поток не даст никакого горения. Теоретически пиролизный газ надо жечь с холодным воздухом, так как в нём больше кислорода на объём, но практически все варианты туристических пиролизных печей используют предварительно разогретый, видимо это необходимо для стабильности горения. Таким образом нужно обеспечить определённый входящий поток, его правильное разделение и скорости, чтобы добиться полного сгорания. Это всё тянет за собой либо неслабый расчёт на несколько страниц формул с интегралами, либо метод научного тыка, который выбрали все виденные мной очумельцы.

Где брать

Разновидности

Если не брать самоделки, то существует несколько производителей клепающих примерно одно и то же, отличающееся главным образом формой дырок:) Большинство того что продаётся это ноунейм, но есть и фирменные, к примеру я брал какой-то неизвестный китайский бренд Lixada. Кроме того, немного отличаются размеры, верхняя часть и комплектация.

Сухой пиролиз

Такая реакция происходит без участия кислорода и, как уже упоминалось, в свою очередь, может быть низко- или высокотемпературной. В первом случае топливо разогревается максимум — до 1000 °С, во втором — выше 1000 °С. Для получения большого количества собственно пиролизного газа используют в основном высокотемпературные реакции.

При сжигании топлива в среде до 800 °С получается довольно-таки много газа с малой теплотой сгорания. Также в этом случае остается достаточно небольшое количество кокса и жидких смол.

Наиболее целесообразным считается получение пиролизного газа при температуре от 900 до 1000 °С. В данном случае наблюдается уже максимальный процент его выработки. При этом газ, полученный подобным образом, имеет минимальную теплоту сгорания. Такой продукт считается, помимо всего прочего, высококачественным горючим, пригодным для транспортировки на далекие расстояния.

При сжигании топлива при температуре от 450 до 500 °С на выходе получается очень мало как твердых остатков, так и газа. Последний при этом не отличается высоким качеством, поскольку имеет максимальную теплоту сгорания.

Классификация пиролизных устройств

Газогенераторные печи классифицируются по нескольким категориям. По материалу изготовления различают установки металлические и кирпичные. Также модели делятся по назначению и способу передачи тепловой энергии. По методу передачи тепла различают варианты пиролизных агрегатов с водяным контуром отопления и теплообменниками воздушной системы.

Металлическая печь пиролизного горения

В эту группу входит ряд конструкций:

  1. Печь-буржуйка. Газогенератор с внутренней конструкцией в виде буржуйки применяется для обогрева жилых и технических помещений. Модель также актуальна для бань и саун, используется для приготовления пищи, есть уличные варианты для барбекю комплексов,
  2. Печь Булерьян. Эта пиролизная конструкция шахтного типа с КПД до 75% предназначена для обогрева как жилых, так и нежилых помещений. Через нижние концы опоясывающих котел труб всасывается холодный воздух, который быстро нагревается и выбрасывается вверх в помещение через верхние элементы.
  3. Печь Бубафоня. Изобретенье принадлежит умельцу из Колымы, в качестве основы для конструкции применяется старый газовый баллон. Установка актуальна для отопления технических помещений. Бубафоня из баллона с объемом 50 л способна работать на одной закладке дров 6 часов, поддерживая комфортную температуру в помещении площадью до 70 м².
  4. Печь Лачиняна. Установка сочетает в себе максимально высокий КПД и предельно низкий уровень расхода топлива. Модели активно применяют для обогрева автофургонов и походных палаток. «Лачинянки» используют также для отопления сельхоз строений и охотничьих домиков. Модели с водяной рубашкой применяются для обогрева жилых помещений площадью до 300 м². Примечательно, что 2 ведер угля достаточно для 5-7 суток бесперебойной работы пиролизного агрегата Лачиняна, известного изобретателя из Казахстана.
  5. Пиролизная печь на отработанном масле. Экономичный агрегат длительного горения на отработке предназначен для обогрева нежилых помещений. Конструкция максимально проста, и смастерить такую модель под силу большинству домашних умельцев.

Пиролизная печь Булерьян

Кирпичная печь длительного горения

Газогенератор в виде кирпичной конструкции – печь Кузнецова – применяется для обогрева жилых помещений и банных комплексов. Также устройство используют для приготовления пищи. КПД кузнецовских пиролизных печей – 80% и выше, топливо в них сгорает практически полностью. Весь потенциал горячих газов и дыма используется для нагревания кирпичного корпуса конструкции. Высокую продуктивность кузнецовским газогенераторам обеспечивает особая двухколпаковая конструкция.

Читать еще:  Газовые горелки для печей отопления с автоматикой

Отличия и преимущества

В обычных дровяных котлах и печах с водяным отоплением древесина сгорает довольно быстро, и одной загрузки дров хватает на 3-4 часа. Отопительное оборудование при этом требует постоянного внимания, ведь если огонь в топке потухнет, то теплоноситель остынет, и в доме станет холодно. Эта особенность твердотопливных котлов часто вынуждает домовладельцев устанавливать дополнительный электрообогрев или устанавливать котел длительного горения.

Котлы пиролизного типа, отличаются длительным временем работы на одной загрузке. Они могут использовать в качестве топлива дрова или пеллеты — прессованные отходы деревообработки. Длительность работы таких моделей обусловлена особым режимом работы, основанном на пиролизе.

Видео: принцип работы котла

Пиролиз — что это такое, и как его используют в котлах

Процесс горения древесины достаточно сложен. Она состоит из волокон целлюлозы, скрепленных связующим веществом — лизином. При нагреве эти связи разрушаются, и начинается выделение газа, а древесные волокна начинают темнеть и обугливаться. Газ, называемый пиролизным, содержит горючие элементы, в том числе водород. Нагреваясь от горячей поверхности тлеющего полена, он воспламеняется и образует яркий огонь.

Повышенное содержание кислорода в зоне горения увеличивает размер пламени. Это можно заметить при открывании топочной дверки — дрова сразу начинают гореть ярче. Сгорание пиролизных газов сопровождается активным выделением тепла, от чего тление дров усиливается, и очень скоро они сгорают до углей. Пламя при этом может достигать высоты более метра, при этом греется не только печь, но и дымоход, а горячие, не до конца прогоревшие газы с высоким содержанием сажи выходят в трубу.

Конструкция пиролизного котла позволяет сжигать дымовые газы в отдельной зоне дожига. При этом дрова в зоне газогенерации тлеют долго и равномерно, с постоянной температурой. Чтобы избежать активного горения топлива, поступление воздуха в загрузочную камеру ограничивают с помощью заслонки. К зоне дожигания газов воздух, напротив, нагнетают, иногда с помощью вентилятора, но чаще — с использованием естественной тяги.

Конструкция

Внешне котел пиролизного типа не сильно отличается от твердотопливного аналога. В корпусе из стали или чугуна расположена топка, оснащенная дверкой или люком для загрузки топлива. Топка может быть разделена на камеры газогенерации и дожига с помощью перегородок, но иногда деление условное, и процессы происходят в разных зонах топки.

Для чистки от золы в нижней части камеры загрузки топлива расположен колосник, а ниже — зольник с дверцей или ящиком для сбора золы. Отдельной дверцей для прочистки оснащается также зона дожига, так как в ней часто образуется сажа, и требуется ее прочистка.

Рядом с топкой расположен теплообменник, по которому циркулирует выбранный для системы отопления теплоноситель: антифриз, тосол или специально подготовленная вода. Он оснащен двумя штуцерами для подключения труб отопительного контура.

Для отвода дыма предназначен подключаемый к дымоходу патрубок, подсоединенный к топке в зоне дожига. Он может быть оснащен датчиками температуры и шибером для регулирования тяги.

Уровень автоматизации котла зависит от модели, при этом стоит отметить, что котлы с регулированием процесса горения энергозависимы, их установка возможна только при наличии бесперебойного электроснабжения.

Видео: конструкция пиролизного котла

Достоинства и недостатки

    Несомненное преимущество, благодаря которому пиролизные котлы по удобству использования приближаются к газовым — это эффективность и высокий КПД. Но этим перечень достоинств котла не ограничивается, их отличают также:
  • длительная работа на одной загрузке топливника — до 48 часов в мощных моделях, до 18 часов — в бытовых;
  • доступность и разнообразие потребляемого топлива — пиролизные котлы могут работать также на пеллетах, брикетах, стружке и обрезках досок, а некоторые модели даже на опиле;
  • котлы имеют компактные размеры, для их установки достаточно небольшого отдельного помещения;
  • температура дыма на выходе из котла невысока, максимум 200 градусов в режиме растопки, что позволяет использовать недорогой и удобный в сборке металлический сэндвич-дымоход;
  • дым содержит незначительное количество сажи, не загрязняет атмосферу и кровельное покрытие;
  • современные модели оснащены автоматическим регулятором тяги, позволяющим установить режим отопления и не тратить время на регулирование режима;
  • срок использования котла — от 15 лет.
  • Недостатки котлов пиролизного типа:

    • требовательны к влажности используемой древесины, она не должна превышать 20 процентов;
    • требуют правильного монтажа отопительного контура, о чем будет рассказано ниже;
    • покупные котлы, особенно чугунные модели, довольно дорогие, по цене сравнимы с газовым оборудованием.

    Как можно заметить, все недостатки пиролизных котлов устранимы за счет правильной эксплуатации. А уменьшить стоимость отопительного оборудования можно, сделав самодельный котел — это вполне реально, если провести расчет тепловой мощности, а также найти готовые чертежи или сделать их своими руками по эскизам опробованных моделей.

    Адаптация для работы на новом топливе

    Из-за большого содержания азота теплотворная способность пиролизного газа ниже, чем любого природного или сжиженного газа.

    Читать еще:  Газовые горелки с ручным управлением

    Для правильного сгорания и выделения нужного количества тепла необходимо увеличивать подачу газа.

    Для этого в кухонных печах и отопительных котлах без электронного управления рассверливают жиклеры.

    В котлах с электронным управлением увеличивают диаметр жиклеров и меняют прошивку (программное обеспечение).

    В автомобилях необходимо полностью переделывать топливную систему, поэтому проще всего перевести на пиролизный газ карбюраторные машины.

    Мы рекомендуем переводить на пиролизный газ лишь недорогую технику, которая не находится на гарантии.

    Использование неподходящего под какие-то стандарты топлива нередко является основанием для отказа в гарантийном ремонте.

    Кроме того, переводить любое оборудование на приролизный газ необходимо только после тщательного изучения форумов, на которых пользователи делятся опытом подобных работ.

    Также мы рекомендуем максимально серьезно отнестись к очистке топлива, это не только повысит его теплотворную способность, но и снизит риск засорения топливной системы отопительного прибора.

    Дополнительное оборудование

    К сожалению, пиролизные котлы не являются энергонезависимыми. Из-за реверсного потока газов требуется принудительный наддув. Для моделей мощностью до 15 кВт он реализуется дутьевым вентилятором, который монтируется на нижней дверце. При этом пополнение загрузки в процессе горения невозможно.

    Более мощные котлы комплектуются вентилятором-дымососом, который устанавливается на верхней стенке корпуса на выходе дымоходного канала. При этом исключается появление обратной тяги и дверцу камеры газификации можно без последствий открывать даже в процессе горения.

    Особое внимание нужно уделить температуре теплоносителя внутри рубашки. После выхода котла на режим она не должна быть меньше 60 °С для исключения образования конденсата. Эта задача решается путём установки узла автоматической рециркуляции, подмешивающей воду из подачи в обратку. Также требуется установка группы безопасности для закрытых отопительных систем и основного циркуляционного насоса.

    Что такое пиролиз — описание процесса

    Теоретически можно сжечь любое вещество, включающее соединения углерода с водородом, например:

    • уголь;
    • природный газ (метан, пропан и так далее);
    • биомасса – свежая, сухая;
    • изделия из дерева, целлюлозы, обычные дрова;
    • различные виды пластмасс;
    • резина из натурального либо искусственного каучука;
    • нефть, ее производные;
    • прочие углеродосодержащие отходы.

    На выходе получите определенное количество тепловой энергии, зависящее от первоначальной влажности сжигаемой массы. Для описания процессов воспользуемся химической формулой:

    Горение – это реакция быстрого окисления. В идеальных условиях каждый атом углерода соединяется с двумя частицами кислорода, а 2 атома водорода взаимодействует с 1 частицей кислорода. В результате образуются безвредные соединения – углекислый газ СО2 и вода. Последняя испаряется при нагреве, отнимая часть выделяющейся теплоты.

    Важный момент. В реальных условиях далеко не все атомы водорода и углерода находят себе пару из-за недостатка молекул кислорода. Поэтому в состав продуктов горения входит небольшая доля вредных горючих соединений – угарный газ (СО), свободный водород (Н2) и углерод в виде сажи.

    Пиролиз — это реакция разложения вещества, протекающая при нагреве и нехватке свободного кислорода. Указанный принцип используется в газогенераторных установках:

    1. Топливо (в частности, дерево) помещают внутрь закрытого металлического сосуда – реактора.
    2. Емкость подогревается извне до 500…900 градусов, сквозь специальные отверстия — фурмы подается дозированное количество воздуха.
    3. Под воздействием высокой температуры вещество разлагается на 3 основных компонента – угарный газ (СО), водород (Н2) и твердый или жидкий углеродный остаток. Параллельно образуется небольшое количество углекислого газа и водяного пара.
    4. Летучие продукты составляют пиролизный газ – горючую смесь водорода и окиси углерода, покидающую емкость через отдельный трубопровод. Выделенное газообразное топливо очищается, охлаждается, потом закачивается в резервуар.

    Схема простейшей газогенераторной установки с водяным затвором

    Справка. В условиях производства полученный синтез-газ направляется на подогрев той же емкости газогенератора.

    Горение и пиролиз – 2 разных процесса, могущих протекать одновременно. Пример: во время интенсивного сжигания дров в топке котла образуется малый объем угарного газа, безвредного СО2 значительно больше. И наоборот, в режиме тления дрова выделяют много водорода и угара, часть которого успевает превратиться в СО2 — окислиться. То есть, все зависит от количества участвующего в реакции кислорода.

    Эксплуатация пиролизного котла длительного горения своими руками

    Настройка правильного функционирования котла после установки также имеет свои особенности. В норме котел не дымит. Перед первым включением котел подсоединяется к дымоходу и наполняется водой. На котле размещается терморегулятор для контроля показателей температуры жидкости. Чтобы смонтировать термометр в котлах предусмотрены специальные отверстия.

    Последовательность включения котла:

    1. Вентилятор подключается к электросети и проверяется на работоспособность. Воздушные заслонки должны быть на среднем положении.
    2. В загрузочный бункер необходимо положить небольшое количество бумаги и щепок. Дверцы камеры потребуется закрыть.
    3. Открывается дроссельная заслонка дымохода, включается вентилятор и поджигается бумага.
    4. После разгорания дров форсунка перекрывается.
    5. Через нижний отсек сжигания выполняется контроль горения.
    6. После закипания жидкости потребуется отключить вентилятор. Пламя погаснет, а вода начнет остывать.

    Установка котла предусматривает соблюдения правил безопасности. Монтировать прибор лучше в отдельно котельной. Оборудуют прибор на основе из кирпича или бетона. Предусматривается интервал между котлом и стенами – от 20 см.

    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector