Ketel pirolisis di rumah, atau ketika harga gas tidak masalah

Apakah mungkin membangun sistem pemanas untuk rumah Anda sendiri tanpa pipa gas sehingga nyaman, tidak melelahkan, atau bahkan menyenangkan? Dan apa yang bisa terjadi jika Anda membumbui semuanya dengan teknologi informasi?


Mari kita cari tahu bersama.

Sedikit teori

Sistem pemanas (CO) dengan boiler bahan bakar padat (TTK) adalah sistem batch di mana boiler menghasilkan panas hanya ketika memiliki bahan bakar. Dalam hal ini, pemilik TTK, cepat atau lambat, mendapatkan akumulator panas yang mengakumulasi kelebihan panas yang dihasilkan selama operasi TTK dan memberikannya ke rumah setelah bahan bakar di boiler habis.

TTK biasanya dibagi menjadi klasik (parut) dan pirolisis (penghasil gas) . Versi klasiknya melibatkan pembakaran bahan bakar biasa dengan melepaskan panas. Boiler pirolisis bahan bakar padat dicirikan bahwa bahan bakar dan gas yang mudah terbakar yang dipancarkan selama pembakarannya dibakar secara terpisah. Ini memberikan efisiensi yang lebih tinggi, berbagai daya, kesederhanaan persyaratan untuk cerobong asap.

Dengan “pembakaran bahan bakar biasa” itu berarti bahwa bahan bakar dalam ketel tersebut terbakar di ruang muat, di mana semua proses yang sama terjadi seperti dengan pirolisis kayu . Untuk alasan ini, dalam boiler klasik (parut) tidak ada cara untuk mendapatkan pembakaran bahan bakar berkualitas tinggi (lengkap). Sebagai hasil dari pembakaran bahan bakar, tar, tar, (produk pirolisis) yang tidak lengkap, jelaga, abu menempel pada penukar panas boiler, dan lapisan isolasi panas terbentuk, yang pada gilirannya memaksa boiler untuk dengan murah hati membagi panas yang dihasilkan dengan lingkungan.

Sebagai keuntungan dari boiler klasik, kadang-kadang diindikasikan bahwa mungkin untuk membakar kayu bakar dengan kelembaban tinggi di dalamnya, tetapi bagi saya, untuk memanaskan kayu mentah - jangan menghargai diri sendiri.

Tidak masalah di mana boiler, pirolisis atau tradisional, kayu bakar harus melalui tahap awal pirolisis sebelum mulai memberikan panas, yaitu pemanasan dan penguapan uap air. Jadi jika kita menggunakan kayu bakar dengan kelembaban 20% untuk pemanasan (ini adalah 10 kg kayu bakar kering, tuangkan 2 liter air di atasnya), yaitu, seperlima dari berat di dalamnya adalah pemberat, untuk pemanasan dan penguapan yang Anda juga harus menghabiskan beberapa bahan bakar, yang tidak lagi akan digunakan untuk pemanasan rumah.


Agar lebih tepat, bahan bakar tidak membakar "langsung", produk pirolisis gas terbakar. Ini berarti bahwa sebelum kayu bakar mulai terbakar , yaitu dioksidasi oleh oksigen atmosfer dengan panas, mereka harus dipanaskan hingga suhu penguapan uap air di dalamnya, setelah itu proses penguapan dari uap air ini harus melalui sendiri, dan hanya kemudian pirolisis dan pembakaran gas pirolisis akan dimulai. . Selain itu, proses tahap pertama dan kedua berjalan dengan penyerapan panas, sehingga diperlukan untuk pirolisis kayu itu sendiri, yang tanpanya tidak akan ada proses pembakaran itu sendiri.

Pilihan saya

Jika, setelah membaca, Anda tidak lagi berencana memanaskan kayu mentah, maka berdasarkan pengalaman hidup saya, saya akan merekomendasikan boiler pirolisis.

Sebelum ini, saya sudah memiliki dua tahun pengalaman dalam mengoperasikan KALVIS - 2-70 shaft grate boiler. Dari kekurangan yang teridentifikasi, saya perhatikan bahwa tidak mungkin untuk membersihkan penukar panasnya dari resin yang disimpan di dalamnya tanpa pemanasan awal pada suhu di atas 60 ° C. Pada akhirnya, setelah menyadari semua kekurangan teknologi dari desain ini, saya memutuskan untuk beralih ke spesialis untuk perubahan radikal. Sebagai hasil dari modernisasi yang mendalam ini, saya menjadi pemilik boiler pirolisis.

Instalasi

Lebih baik menempatkan boiler di ruangan yang khusus dirancang untuk itu, karena saya belum melihat boiler yang tidak merokok di ruangan ketika memuat dengan bahan bakar (dan tambang, kadang-kadang juga merokok karena konstruksi yang tidak sempurna).


Selain itu, boiler biasanya dilengkapi dengan knalpot asap atau boost fan , yang biasanya berisik. Mekanisme kontrol lainnya untuk unit CO (pompa sirkulasi, penggerak peredam udara, peredam cerobong dan katup bola listrik) bekerja hampir tanpa suara.

Antara lain, Anda perlu mempertimbangkan bahwa ketel untuk operasinya akan membutuhkan aliran udara yang besar ke dalam ruangan di mana ia berada, yang akan menyebabkan terjadinya angin dingin. Dari semua hal di atas, lebih baik menempatkan boiler di ruang terpisah di badan rumah.

Cerobong saya terletak secara vertikal tanpa lengkungan dan merupakan bagian dari dinding bagian dalam rumah, dan selama pengoperasian ketel itu juga memancarkan panas ke rumah.

Karena boiler adalah agregat di mana panas yang dihasilkan dipindahkan ke air pembawa panas, tidak ada bagian "panas" di permukaannya, karena boiler tidak memanaskan di atas titik didih air. Selain itu, jaket air di bagian luar biasanya dilindungi oleh casing, yang suhunya jarang melebihi 30 - 35 derajat.

Penebangan kayu bakar dan banyak lagi.

Bahan bakar utama untuk boiler pirolisis adalah kayu.

Kayu bakar apa saja cocok: termasuk jenis pohon jarum, gugur, pinus, ek, birch, dll. Semuanya memiliki nilai kalori yang kira-kira sama. Keturunan keras, seperti ek, memiliki nilai kalor yang lebih tinggi, tetapi mereka lebih mahal, jadi saya tidak melihat banyak akal dalam mengejar mereka. Pohon mati yang telah tumbang atau kayu mati sangat cocok untuk panen. Hal utama adalah bahwa kayu bakar tidak akan mentah atau mahal, lebih baik dipanen secara pribadi, dan untuk dompet dan lebih sehat (Anda dapat dengan mudah menghemat berlangganan ke klub kebugaran). Sebagian karena ketika membeli di samping sulit untuk mematuhi semua kondisi di atas, saya tidak suka membeli kayu bakar. Entah bagaimana, pada musim pemanasan pertama, mereka membawakan saya sebuah mobil kayu bakar dari leshoz, sehingga sisa-sisa mereka di musim semi melepaskan tunas dan berakar di halaman saya. Sejak itu, saya memanen kayu bakar sendiri.

Selain kayu bakar, boiler pirolisis dengan kesenangan mengkonsumsi jerami, pelet, serutan, briket gambut, dan gambut biasa, memilah sampah rumah tangga (kertas, plastik, kemasan, semuanya kecuali PVC) dan semua ini dibumbui dengan minyak bekas atau limbah hidrokarbon cair lainnya.

Tetapi bahan bakar terbaik untuk boiler mungkin adalah ban mobil. Nilai kalor dari ban mobil secara signifikan melebihi nilai kalor dari spesies kayu terbaik dan adalah 32 GJ / t . Itu hanya bisa dibandingkan dengan itu, mungkin, nilai kalor batubara berkualitas tinggi. Untuk semua ini, ban memiliki kelembaban nol, yang juga merupakan titik positif. Nah, jika ada orang lain yang meragukan ban itu bisa terbakar cukup baik, Anda bisa melihat gas buang dari pipa saya dan api di ruang pirolisis.




Fakta bahwa tidak hanya saya menganggap ban sebagai bahan bakar yang sangat baik dapat diperkirakan dari kuantitasnya
iklan yang menawarkan sisa kabel baja setelah membakarnya.


Untuk memastikan keamanan api di ruang ketel, saya menempatkan dua alat pemadam api otomatis tipe Buran 2.5 dan sensor asap otonom di langit-langitnya.

Pengapian

Lebih mudah untuk menyalakan ketel dengan sedikit kayu bakar (tab ini dilakukan melalui jendela bawah untuk memuat kayu bakar), tetapi jika Anda mau, Anda dapat memulai ketel dengan beban penuh (jendela atas untuk memuat kayu bakar digunakan untuk memuat seperti itu).

Ketika memulai dengan beban penuh, saya menyalakan ketel melalui pembakar pirolisis menggunakan sumbu dari karton bergelombang yang sebelumnya dimasukkan ke dalamnya (tampilan atas pembakar pirolisis melalui jendela pengisian bahan bakar yang lebih rendah). Ini juga membuatnya lebih mudah untuk menyalakan sedikit oli mesin bekas dan serpihan kayu kecil .

Produk pembakaran

Ruang pirolisis boiler (itu adalah wajan abu) harus dibersihkan setiap kali setelah siklus pemanasan (sekitar 10-12 jam operasi terus-menerus), karena volumenya terbatas, tetapi gas pirolisis masih perlu dibakar di suatu tempat. Saya mencoba membersihkan penukar panas boiler melalui siklus pemanasan, yaitu sekitar dua kali sebulan, karena efisiensi pembangkit panas yang dihasilkan di ruang pirolisis tergantung pada tingkat kebersihannya. Biasanya, setelah satu siklus pemanasan masih ada seember abu dan tali baja hampir murni dari ban. Abu dan kabel baja, ternyata, adalah produk yang berharga untuk digunakan di masa depan.


Produk pembakaran sempurna bahan bakar TTK adalah karbon dioksida, air dan abu. Adalah uap air yang mewarnai asap putih pada cerobong yang tidak dipanaskan. Produk dari pembakaran bahan bakar TTK yang tidak lengkap bisa menjadi jelaga. Sejumlah besar dapat mewarnai asap hitam, dan sejumlah kecil, dicampur dengan uap air, dalam berbagai nuansa abu-abu.

Desain boiler

Ada tiga pintu di bagian depan boiler saya:

• Pintu atas diperlukan untuk meningkatkan volume satu beban. Semakin banyak kayu bakar yang Anda kelola untuk dimuat sekaligus, semakin jarang Anda harus melakukannya.
  
• Pintu tengah diperlukan untuk memperbaiki ketel uap (pembersihan abu, persiapan untuk kayu bakar baru), tidak mungkin untuk melakukan ini melalui pintu paling atas. Di belakangnya ada kamera pemuatan.
  
  
  Tampilan kamera boot

  Kamar ini juga disebut generator gas, karena di dalamnya proses pirolisis kayu bakar terjadi.
  
• Di belakang pintu bawah ada ruang pembakaran gas pirolisis.
  
  
  Beberapa perincian tentang lokasi ruang bakar

  Ruang pembakaran (afterburner) terletak di bawah ruang muat bahan bakar untuk melokalisasi sejumlah bahan bakar yang terlibat dalam proses pembakaran. Yaitu, dalam boiler pirolisis hanya luka bakar kayu bakar yang berada dalam area cakupan peredam udara (ini berada di bawah pintu tengah dan sedikit di ketinggian pintu tengah), sisa bahan bakar hanyalah pasokan, yang ketika terbakar habis, jatuh ke zona pembakaran. Jika ruang pirolisis ditempatkan di atas dan bahan bakar dinyalakan dari bawah, maka nyala api yang naik dari bawah ke atas melalui kayu akan pirolisis semua bahan bakar sekaligus dan alih-alih membakar kita akan mendapatkan banyak asap dan, akibatnya, zat-zat tinggal pada penukar panas.
  

Udara untuk bahan bakar di TTK saya disuplai melalui tiga peredam udara ke berbagai zona boiler, yang memungkinkan untuk mendapatkan pembakaran bahan bakar yang paling efisien.

Kehadiran 3 peredam udara, grafik suhu di cerobong asap dan kamera video di ruang pirolisis memungkinkan untuk meminimalkan kehilangan panas dan untuk mendapatkan pembakaran paling efisien tidak hanya dari berbagai jenis kayu, tetapi juga bahan bakar berkalori lebih tinggi, seperti limbah rumah tangga yang disortir dan ban mobil usang.


Ketel saya, seperti kebanyakan boiler pirolisis, terlahir dengan satu peredam (sekarang tingginya sedang, itu juga yang utama). Peredam terletak di bagian depan boiler, di bawah pintu pemuatan bahan bakar yang lebih rendah.

Udara melaluinya disuplai ke bahan bakar yang terletak di atas burner dan mencakup sekitar 100 cm3 kayu bakar. Ini adalah jumlah bahan bakar yang terlibat dalam proses pembakaran utama. Jumlah bahan bakar yang sama membentuk bantalan batu bara, di mana gas pirolisis dinyalakan .

Tutup atas terletak di bawah selubung, di atas pintu muat bahan bakar rendah. Muncul kemudian, tugasnya adalah untuk membentuk volume tambahan gas pirolisis, sudah setelah bahan bakar yang terletak di daerah penutup flap tengah telah lulus dari tahap pirolisis tahap pertama ke ketiga, dan tidak lagi memancarkan jumlah gas yang mudah terbakar relatif cukup untuk umpan melalui itu volume udara (peredam tengah).


Flap yang lebih rendah telah muncul terakhir karena kebutuhan untuk memasok volume udara tambahan ketika membakar lebih banyak bahan bakar berkalori tinggi daripada kayu bakar, misalnya, ban mobil. Tutup bawah terletak di atas pintu ruang bakar dan memasok udara tambahan ke ruang bakar.


Sebagai aktuator untuk peredam ini, murah, tetapi cukup cocok untuk mesin servo tujuan ini MG996R 15 kg digunakan .

Sistem pemanas

Biasanya, pemilik TTK yang beruntung melalui tahapan alami evolusi:

1. Akuisisi boiler dan pengetahuan pertama tentang kegembiraan panas yang dibawa olehnya ke rumah. Mereka memberinya makan dengan sedikit kayu bakar, sering dan dengan senang hati.
2. Kemudian mereka mencoba meregangkan waktu di antara waktu makan. Kemudian mereka mencoba bereksperimen dengan berbagai jenis makanan: mereka memanaskannya secara eksklusif dengan kayu ek, akasia, dan bahkan batubara langka di daerah kami.
3. Pada akhirnya, perlu dipahami bahwa "ketel ada untuk saya" dan bukan "Saya untuk ketel".
4. Setelah ini, pemilik boiler mulai mencari tempat di rumah di bawah akumulator panas (TA).

Saya lebih beruntung daripada yang lain, bahkan dalam proses mendesain rumah saya merencanakan tempat untuk saya sendiri di bawah TA, dengan aman melewati tahap awal ini.

Sebagai akumulator panas, Anda dapat menggunakan tangki apa pun yang dapat menahan tekanan CO Anda (bagi saya itu tidak melebihi 1,5 kg / cm2), atau membuat TA pemanasan tidak langsung (sirkuit air dari TA seperti itu menukar panas dengan sirkuit boiler melalui penukar panas tambahan), kemudian akan lebih mudah masuk ke dalam ruang kamar. Di sini Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang milik saya.

Juga harus diperhitungkan bahwa suhu air dalam TA sering mencapai 94 ° C, oleh karena itu, bahan dari mana TA dibuat dan pipa yang memasok pendingin ke sana harus tahan terhadap suhu ini.

Tidak perlu menempatkan akumulator panas di ruang ketel dekat TTK (bahkan lebih baik di luar), itu dapat dipasang di setiap ruangan rumah yang nyaman bagi Anda ( Anda bahkan dapat melakukan ini ).

Saya juga harus membeli Laddomat 21 , meskipun itu mungkin dilakukan dengan katup pencampur tiga arah dan pompa sirkulasi untuk sirkuit boiler.

Katup pencampuran termostatik juga diperlukan untuk sirkuit pemanas di bawah lantai dan sirkuit radiator, meskipun kehidupan kemudian menunjukkan bahwa radiator dalam CO dengan TTK dan TA tidak ada artinya.

Ternyata tidak berlebihan dalam CO dengan TTK dan boiler pemanasan tidak langsung , baik, dan kemudian pada hal-hal kecil: tangki ekspansi, katup bola dengan penggerak listrik dari sirkuit TA, sirkuit boiler dan sirkuit boiler. Pompa sirkulasi untuk sirkuit boiler tidak langsung, pemanas di bawah lantai, dan radiator.

Otomasi

Ketika Anda mengoperasikan CO Anda, pemahaman secara bertahap datang bahwa sistem, dalam bentuk di mana ia dilahirkan, memiliki kekurangan yang signifikan.

Ternyata sistem pemanas berdasarkan TTK + TA, masuk akal untuk mengamati sejumlah kondisi:

1. Ia berupaya mengirim ke TA hanya kelebihan panas dari TTK.
2. Untuk memotong TTK dari sisa sistem pemanas (CO) setelah berhenti menghasilkan panas, karena setelah terbakar, TTK dari generator panas berubah menjadi konsumennya dan mulai menyedot panas yang tersimpan sebelumnya dari TA.

Pada awalnya, itu perlu untuk secara manual menghubungkan TTK ke CO selama startup dan juga secara manual melepaskannya. Secara manual membagi fluks panas baik pada awal TTK start-up, dan sudah selama operasi boiler, ketika kelebihan panas terbentuk. Selain itu, regulator peredam udara biasa terlalu lembam dan tidak bisa mengatasi tugas yang diberikan padanya.

Dan kemudian diputuskan untuk menggeser beberapa fungsi sederhana untuk mengendalikan boiler ke pundak otomatisasi yang rapuh. Menggunakan unit kontrol elektronik (BU), menyelamatkan saya dari melakukan banyak operasi rutin. Selain itu, kebetulan, unit kontrol mengatasi tugas sepele seperti melindungi TTK dari panas berlebih, yaitu melakukan apa yang dilakukan sebagian besar kontrol pabrik TT TT boiler.

Unit kontrol TTK pertama saya jauh dari sempurna.




Setiap kali saya perlu memperbaiki atau mengubah logika CO, kepala saya bengkak ketika saya melihat skema ini dan mencoba memahami cara kerjanya.

Pada akhirnya, dengan partisipasi orang-orang baik, BU memperoleh formulir yang dimilikinya hari ini, serta fungsi yang sangat diperlukan bagi saya.
Keadaan saat ini dari simpul JI utama yang perlu dipantau ditampilkan dalam bentuk grafik di layar. Pada saat yang sama, layar tidak kelebihan informasi, dan mudah dibaca.
Informasi tambahan tentang peralatan apa yang saat ini digunakan oleh unit kontrol dapat diperoleh dari LED unit relai.

Sirkuit

Unit kontrol boiler saya didasarkan pada modul Arduino Mega 2560. Pilihannya jatuh pada Arduino, karena tersebar luas, mudah diakses, didokumentasikan dengan baik, ada banyak pelajaran pemrograman online, komunitas online besar yang ramah yang akan membantu, memberi tahu, mengajar.

Arduino yang memungkinkan Anda untuk mengimplementasikan fungsionalitas perangkat Anda, hanya dibatasi oleh imajinasi Anda. Misalnya, unit kontrol Anda dapat mengontrol TTK di musim dingin, tetapi cukup ganti firmware di dalamnya dan sambungkan konektor perangkat daya ke grup lain, dan itu akan mengontrol sistem irigasi plot rumah Anda atau, misalnya, rumah kaca. Anda tidak dapat melakukan trik seperti itu dengan unit kontrol pabrik TTK.

Perangkat lunak

Unit kontrol ketel saya terhubung ke layanan cloud , ini memungkinkan Anda untuk memonitor status sistem dari jarak jauh, dan jika perlu, dari jarak jauh juga melakukan penyesuaian pada pengoperasian boiler dan sistem pemanas secara keseluruhan. Mengapa meminta remote control dari sistem pemanas, dan khususnya, remote control TTK? Saya percaya bahwa hanya orang yang sangat berani yang dapat meninggalkan boiler yang bekerja hanya di bawah pengawasan unit kontrol yang harganya sedikit lebih dari $ 100. Saya mendapatkan kepercayaan akan perlunya pemantauan jarak jauh, karena saya memperoleh pengalaman delapan tahun pribadi saya dalam mengoperasikan TTK.

Layanan iniIni memberikan peluang yang sangat berguna untuk secara grafis mewakili data dari sensor suhu yang terletak pada titik-titik kunci dalam CO, yang pada gilirannya tidak hanya memberikan gambaran tentang keadaan statis CO saat ini, tetapi juga dinamika pengembangan proses yang terjadi di sana. Secara khusus, data yang diperoleh dari tab "Bagan" memberikan gambaran tentang keadaan JI saat ini, operasi yang benar dari masing-masing komponen sesuai dengan program kontrol yang diberikan, dan, tidak seperti data yang diterima dari panel kontrol, berikan gambaran tentang dinamika data ini, laju perubahan dan arah pergerakan (naik atau turun), yang sangat penting pada saat suhu ambang (kritis).

Apakah TTK disuplai dengan air dingin dari TA atau tidak, kami dapat secara jarak jauh, segera melacak jadwal input boiler, dan apakah umpan ini memiliki hasil yang diharapkan untuk melindungi boiler dari panas berlebih, kami dapat melacak grafik output boiler. Jika penurunan yang diharapkan dalam suhu air di saluran masuk / keluar boiler tidak terjadi, maka untuk beberapa alasan katup sirkuit TA tidak terbuka dan pemilik boiler perlu mengambil langkah-langkah yang memadai untuk melindungi TTK.

Selain itu, data yang diperoleh dari grafik ini memungkinkan Anda untuk dengan cepat memperhatikan dan menghilangkan kesalahan operator boiler yang dilakukan saat mengendalikan boiler.

Secara khusus, berkat jadwal "Pipa Asap", saya perhatikan tepat waktu bahwa saya lupa untuk kembali ke posisi kerja peredam distribusi yang mengarahkan produk-produk pembakaran bahan bakar melewati penukar panas boiler ke cerobong (biasanya ditempatkan pada posisi ini ketika memuat bahan bakar untuk mengurangi asap di dalam ruangan), yang pada gilirannya menyebabkan penurunan suhu di cerobong asap di atas 250 ° C.


Dengan demikian, grafik pada tab "History" memberikan peluang untuk menganalisis operasi seluruh sistem selama periode terakhir dan memprediksi peluncuran TTK berikutnya sesuai dengan kebutuhan penghuni rumah. Selain itu, pandangan dari luar ini memberikan pemahaman untuk perbaikan lebih lanjut dari sistem pemanas.

Kesimpulan

Terkadang mereka bertanya mengapa saya memilih pemanas kayu? Saya menjawab, saya hanya beruntung bahwa saya tidak memiliki pipa gas di dekatnya. Sekarang saya orang yang bahagia, saya tidak tahu berapa banyak biaya "gas untuk populasi", saya tidak ambil bagian dalam diskusi tentang tarif pemanasan, itu tidak mengganggu saya.

Akankah seorang wanita atau remaja mengatasi boiler bahan bakar padat? Saya kira begitu, terutama jika tidak ada alternatif lain. Bagaimanapun, mereka berhasil entah bagaimana sebelumnya, sampai "ketergantungan gas" universal berkembang.

Atasi sekarang jauh dari negara-negara miskin, misalnya, Jerman atau Spanyol.

Ngomong-ngomong, entah bagaimana, untuk berjaga-jaga (yah, penyakitnya akan menang, atau terus terang kemalasan) dipasang di samping TTK juga ketel listrik 45 kW, tetapi selama 6 tahun saya menyalakannya hanya sekali ketika saya memeriksa setelah instalasi.

Khawatir tentang saya, teman-teman baik saya kadang-kadang bertanya: "Apakah ini semua ribut untuk Anda? Apakah ada keinginan untuk berhenti semuanya dan pindah ke tempat ada pemanas sentral? ” Jadi, bukan beban, sebaliknya, bagi saya itu adalah kegiatan yang sangat menarik untuk merealisasikan kebutuhan kreatif saya. Saya, Anda tahu, saya bernyanyi sangat, saya menari dengan buruk, saya tidak menulis gambar sama sekali, oleh apa lagi saya bisa mencerahkan malam musim dingin yang panjang?