Пиролизная печь "Ария"

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Принципиальная схема стандартна для пиролизных котлов, шахтного типа. Ничего нового.
Лучше выкладывайте свои наработки. Постараюсь помочь, как лучше сложить печь.

 

Вообще не ответ. Сколько пиролизников, столько и схем.
Ок, поехали. Может и поможете. Набрасаю тезисно идеи, которые планируется увязать между собою.

 

1. За основу берется узкая (не более чем в 1 кирпич) вертикальная топка, а не горизонтальная. Исходно идея заимствована от ракетопечи и печей Ферингера. Идея вертикальной топки успешно прошла опробацию здесь.
2. Вертикальная топка является прекрасным мощным источником тяги с возрастающим градиентом силы тяги до уровня верхних языков пламени в ней. (условно где-то до 1,5 метра высоты.) По сути такую топку можно рассматривать как нагнетающий насос. Благодаря этому я предполагаю, что этот эксперимент можно будет реализовать положительно. Пока руки не доходят.
3. Вертикальная топка, будучи заполнена дровами и подожжена сверху дает малодымное эффективное горение. А будучи подожженной снизу фактически является газогенератором. Особенно при ограниченном подсосе воздуха. Кстати, объем газогенерации очень чутко регулируется изменением сечения поддувального отверстия внизу топки. И при открытии поддувала на всю очень быстро набирает мощность.
4. Проблема газогенераторов без принудительного наддува в том, что нет достаточной тяги для подачи воздуха в газогенераторный объем, где происходит разогрев за счет частичного горения. Если нет поддува то нужна хорошая тяга. Но с хорошей тягой могут быть проблемы по различным техиническим причинам. Например сбилось пламя по каким-то причинам - задохнулось из-за недостатка воздуха. Тяга тут же ухудшается. Автоматом газогенератор придушивает сам себя... В общем без поддува делать установку с хорошей тягой - значит лишить себя пространства для маневра с каналами газоходов... В общем - без принудительного наддува появляется + одно требование к печи.
5. Вертикальная топка с верхним розжегом могла бы создать необходимый наддув струей ДГ если разогнанную ею струю ДГ подать в бункер с топливом для генерации пиролизного газа. Дополнительно, если вытягивать из бункера пиролизный газ естественной тягой печи, то по сути этого перепада давлений должно быть достаточно, чтобы пиролиз шел стабильно без наддува.
6. Предполагаемая конструкция пиролизного бункера: три (Г1,Г2,Г3) совмещенных на одной линии вертикальной топки/бункера высотой метра под 2, заполняемых доверху дровами. Нижняя часть соединена общим каналом. Верхняя - тоже. Все три бункера заполняются дровами и один из них зажигается снизу. Нижний канал с двух сторон имеет выводы наружу. Верхний - глухой. Только соединяет каналы. Т. е имеем колпак с двумя рассечками. При таком раскладе теоретически должна возникнуть схема газодвижения подобная эксперименту с холодным дымом. По подожженному каналу ДГ будут подниматься вверх, а по двум другим остывая в имеющихся в них дровах будут опускаться, при этом тоже разогревая их и постепенно переводя в режим газогенерации. Циркуляция ДГ в пространстве Г1 Г2 Г3 будет обусловлена подъемом ДГ в горящем вертикальном канале. Он будет своего рода насосом.
Чтобы создать исходный разогрев в верхнем, соединяющим эти топки канале ставится задвижка, которая открывается в момент растопки, а после того, как газогенератор "пошел", она блокирует выход газа через верх. Как происходит вентиляция газогенераторных топок и вывод из них генерированного газа описано далее в п. 7.
7. Краевые нижние отверстия газогенераторных топок выводим в еще пару вертикальных топок (E1 Е2) Собственно в этой паре будет происходить последующее горение сгенерированного газа.
Обе Е1 и Е2 топки сверху замыкаем и делаем отвод ДГ из них. Куда? Потом объясню. Условно - в трубу. Но можно напрямую, а можно и ... ой. страшно говорить. Топки Е1 и Е2 каждая имеет снизу свое поддувальное отверстие подсоса воздуха, и одновременно соединены нижним каналом с Г1-Г3.
Перед пуском они немного заполняются дровами.
В топки Е1 и Е2 закладывается первоначально небольшое кол-во топлива (7-8 поленьев) и обе топки одновременно поджегаются сверху. Далее снизу поджегается одна из Г- газогенераторных топок. Поддувала в каждой прижаты и между топками начинается борьба за воздух подачи. Если в одной из топок горение идет интенсивнее, чем в другой, то в нижней ее части создается большее разряжение, чем во второй и тогда по нижнему каналу, соединяющему Е1 и Е2 через газогенераторные каналы, начинаетмя ток приточного воздуха. Он выхватывается из Е1 в Е2 или наоборот. Таким образом в нижнем канале газогенератора появляется ток приточного воздуха и этот приточный воздух должен перехватываться и увлекаться вверх горящим каналом газогенератора, а взамен него будет вниз выходить генераторный газ и выбрасываться\высасываться в ту Е - топку, которая имела более активное грение. До тех пор, пока объем газогенерации будет недостаточен, газы, выходящие из него в активно горящую Е-топку будут тут же душить пламя и топка будет угасать и терять тягу. В нижнем канале будет происходить реверс и уже вторая Е-топка будет оказываться более мощной и начинать вытягивать газ из газогенератора. Так две Е - топки будут бороться между собой до тех пор, пока в одной из них не вспыхнет сгенерированный газ. И далее в этой топке устоится стабильное его горение, а вторая Е топка дожжет остаток топлива и превратится в источник подающегося в газогенератор воздуха. На этом ее миссия закончится.
8. Указанная схема имеет самотягу (без дымовой трубы) которая образуется за счет тяги поднимающегося горящего потока пламени и ДГ вертикальной Е-топке.
9. Указанная схема Е1-Г1-Г2-Г3-Е2 дублируется. И в дублирующие каналы газогенератора заполнены дровами. Но при этом огонь в них мы не разводим, а оставляем просто закладки в бункерах-каналах.
Все каналы Е1 и Е2 связаны сверху с аналогичными каналами - дублями ДЕ1 и ДЕ2. Из горящей топки Е ДГ уходят в ДЕ1 и ДЕ2, которые играют роль опускных. Из опускных внизу ДГ попадают через нижний канал в отсек дублирующего газогенератора и фильтруясь там по трем каналам, заполненным дровами поднимаются кверху. Вверху открыта задвижка растопки газогенератора. Остывшие ДГ покидают газогенератор вверху через нее.
10. Конденсаторный отсек. Просторный вертикальный канал К, внутри которого стальной теплообменник с поддоном для сбора конденсата. Из задвижки дублирующего (не запущенного) газогенератора, уже прилично остывшие ДГ, попадают в К и по нему опускаются вниз, отдавая тепло конденсации пара на теплообменник. Теплообменник может быть заменен коробом из нержавейки. При этом по стенкам короба будет литься конденсат, а внешняя сторона будет тепленькой и отдавать тепло конденсации отапливаемому помещению.
11. Последний канал - подъемный. Он совмещен с топками Е. В нем остывшие до предела ДГ и высушенные будут слегка подогреваться горячими стенками самого канала и этот канал таким образом будет необходим для создания тяги, в том числе в трубе, подогревая ДГ градусов до 50-60.
12. Исходная и дублирующая часть каналов меняются местами попеременно после каждой топки. При этом над газогенераторами задвижки меняют свое положение на противоположное. Конденсационный и подогревающий каналы остаются общими. Т. е мы в одну топку запаливаем Е1, Е2 и Г1-3, а в ДГ1-3 тем временем подсушиваются дрова и они же являются теплоаккумулирующей массой и собирают на себя несгоревшие частицы дыма и сажи. На следующую топку уже в ДГ1-3 все это собранное выгорает и топки самоочищаются от а Г1-3 работают в качестве накопителей тепла и осушителей дров.
-
Итого мы имеем конструкцию, не зарастающую сажей. Не требующей никакой профилактической чистки, кроме периодического сбора накопившейся золы. Конструкцию, одинаково эффективно работающую на любой влажности топливе. Конструкцию с выбросами в атмосферу ДГ, практически не содержащих дымовых частиц и сажи. Конструкцию, дающую + 15-20% КПД по сравнению с традиционной печью, за счет высвобождения тепла конденсации влаги, коей в дровах больше, чем в большинстве других топлив.
-
Что не решено.
1. Саморегуляция тяги в топках Е. Если пламя в Е топке начинает задыхаться из-за нехватки тяги, должен быть байпасный каналс некоторым сопротивлением, который в обвод всех городулек ведет ДГ в дымовую трубу и поддерживает тягу не менее заданного минимума.
2. Сложности с загрузкой. Все каналы резонно загружать сверху. Но технически выполнить верхний колпак с множеством лючков внутри - не айс.

 

Может нарисуете схемку?

 

Вопрос ТС или мне? Может и нарисую, если кому-то еще интересно будет. Тема -то не моя. Я вот от ТС всё схемку жду.

 

Считаю никакого дожига у вас не будет.
Если печь пойдет в разгон, то не контролируемой выделение горючих газов и вылет их в дымоотводящую трубу.

 

Вот это действительно сверхзадача. Помимо банальной утилизации всего тепла ДГ, Вы наверняка уловите и теплоту фазового перехода пар-вода, а это ориентировочно дополнительно более 60 кВт на закладку из 10 кг дров.

 

Да фикция все это. Если температура дымогазов планируется близкой к 25 - 30 градусам, то:
1. Дымоотводящаю труба, выложенная из кирпича, расползется.
2. Печь затопит конденсатом, в котором будут также кислоты.
Ни в коем случае не стоит температуру дымогазов опускать ниже температуры конденсации дымогазов.

 

Как Вы себе это представляете? Можете назвать последовательность каналов, через которые проходя газ неконтроллируемо попадет в трубу?
Второй вопрос. Как печь может пойти вразгон, если подача первичного воздуха в пиролизный отсек полностью контроллируется через поддувало не подхватившей горение топки Е? Объем пиролизных газов по сути определяется количеством тепла, образующимся в горящем пиролизном канале. Количество тепла определено интенсивностью горения. Интенсивность горения полностью зависима от объема подающегося первичного воздуха. Последний полностью контролируем мы. Так каким образом тогда печь пойдет вразгон?

 

ДГ в трубе не могут конденсироваться, потому что они сухие там и на 20-30 градусов подогретые от точки росы. Вникните в суть подъемного канала 11. Он запроектирован специально для того, чтобы описаного вами ужаса не происходило.

 

Печку не может залить конденсатом, потому что в большей ее части температура газов в целом выше 100 градусов, а частичная изначальная конденсация будет происходить сначала на дровах отсека ДГ1-3, но вскоре и там поднимется температура настолько, что они просохнут и влага из них начнет выноситься в следующий отсек. А следующий отсек просторный - К - конденсационный, с теплообменником. В него перенасыщенный паром остывший ДГ будут попадать при температуре от 40 (только в начальной фазе топки) до 120 градусов после того, как пройдут через каналы ДГ1-3. В нем и планируется основной объем конденсации, т. к. в нем планируется резко остудить ДГ до температур, близких к комнатным. В реальном режиме работы печи градусов до 30 думаю вполне возможно будет остужать при хорошем теплообмене или наличии водного теплообменника. Именно здесь ДГ приобретают указанную критическую температуру и из них обильно выливается влага конденсата. Которая собирается в поддон внизу. О чем указано мною.
Далее ДГ слегка подогреваются - до 50-60 градусов и выпускаются в трубу. И таким образом попадающие в трубу газы не вызывают опасений в плане конденсата в дымовой трубе.

 

Вопрос отвода конденсата - отдельная тема. А вот поймать тепло от конденсации - это "сугубо практический интерес".
Сила торнадо в энергии фазовых переходов.

 

10 кг дров (абсолютно сухих), теоретически могут дать около 45кВт.
Можете внятно пояснить интересующимся, откуда возмутся ещё 60кВт?

 

@Шура, Вы неверно сосчитали. Откуда Вы взяли цифру 60? 20% от 45 кВт будет не еще 60, а всего 9. Но вопрос понятен.
Могу пояснить. Посчитайте энергию горения 10 кг дров. Потом посчитайте вес водяного пара, в ДГ, полученных при сгорании дров с относительной влажностью порядка скажем 30-40 процентов (не сушенные дрова). И не забудьте, что при горении даже абсолютно сухой древесины тоже образуется водяной пар. Причем весьма не мало.
Потом посчитайте теплоту парообразования/конденсации для этой массы пара. Потом сравните эту теплоту с теплотой сгорания 10кг дров и получите ответ на Ваш вопрос.
Любая традиционная печь фактически работает, как парогенератор, испаряя гиганское кол-во воды и расходуя на это приблизительно 30-40% от энергии, выделившейся в результате процесса горения. Самое удивительное, что вся эта энергия парообразования может быть снова возвращена, если только полученный пар превратить в воду путем его конденсации. Что в общем-то я и предлагаю сделать в своей схеме.
P\S моя конструкция не для сжегания абсолютно сухих дров, а для тех, которые у человека могут быть в реальной жизни. Либо свежеспиленных, кои обычно продают в 90% случаев, либо дровами естественной влажности, которые имеют влажность не менее 20%. В своих оценках я беру нечто среднее. Свежеспил имеет влажность до 50%. Воздушно сухие - около 20. Для расчета я беру ни то ни сё - со влажностью 30%, что отражает реальную ситуацию с топливом, которое не нужно хранить годами в поленницах.