Chaudière à pyrolyse à faire soi-même : dispositif, schémas, principe de fonctionnement
Le terme « pyrolyse » fait référence à un processus dans lequel la combustion lente d'un combustible solide a lieu pour produire un milieu gazeux.Malgré le nom « professionnel » de la structure, fabriquer une chaudière à pyrolyse de vos propres mains est relativement simple et les produits faits maison sont assez courants dans la pratique.
L'explication est simple : une chaudière à gaz à bois est plus facile à entretenir, souvent plus efficace et économique que d'autres équipements similaires. Voyons ensemble comment fonctionne un tel équipement et ce qui est nécessaire pour le fabriquer.
Le contenu de l'article :
Principe de fonctionnement des chaudières à pyrolyse
Les chaudières pour systèmes de chauffage, où des matériaux combustibles solides sont utilisés comme combustible, en plus des classiques, appartiennent également aux structures de pyrolyse. On les appelle généralement chaudières génératrices de gaz.
Pour mieux comprendre le principe de fonctionnement d'une chaudière à pyrolyse domestique, il est logique de bien réfléchir à la conception d'un tel équipement. Commençons par les caractéristiques du foyer en tant que partie principale de la structure de chauffage. Essentiellement, la zone de travail de la chambre à combustible des chaudières à pyrolyse est divisée en deux chambres distinctes.
L’une de ces chambres est chargée de combustible solide – bois de chauffage, pellets, briquettes, etc. Là, le processus primaire de combustion de combustibles solides commence par un apport d'air limité. Dans cet état, le carburant ne brûle pas, mais couve.Les gaz libérés lors d'une combustion lente pénètrent dans une autre zone de la chambre - la zone active, où, avec un apport d'air accru, ils brûlent intensément.
Techniquement, un tel processus de combustion est mis en œuvre de manière simple. Les sous-régions de la chambre commune sont simplement séparées par une grille et une buse. La partie supérieure de la chambre est un foyer passif, la partie inférieure de la chambre est un foyer actif. Dans ce cas, il convient de prendre en compte la caractéristique de conception - l'alimentation en air supérieure de la chambre à combustible (souffle supérieur).
En fait, c'est ce qui distingue la conception d'une chaudière génératrice de gaz de la conception classique à chambre unique, où une alimentation par le bas est utilisée.
Technologiquement, l'organisation du tirage forcé est également un trait caractéristique de la conception des chaudières à pyrolyse. La conception du foyer à deux étages a augmenté la résistance aérodynamique. Par conséquent, il n’y a aucun moyen de se passer d’installer une pompe à air.
Concrètement, comment fonctionne une chaudière ?
Il est pratique d’envisager l’application pratique de l’équipement selon un processus étape par étape :
- Chargement du bois de chauffage - placer la partie supérieure de la chambre sur la grille.
- Allumez le carburant et démarrez la pompe à fumée.
- Formation de gaz de bois à une température de 250-850 °C.
- Transition du gaz de bois vers la zone inférieure du foyer.
- Combustion de gaz de bois avec apport d'air supplémentaire.
Ensuite, la chaleur obtenue dans la région inférieure de la chambre à combustible est utilisée pour chauffer le liquide de refroidissement. Le liquide de refroidissement peut être de l'eau ou de l'air.
Si vous faites attention à toutes les conceptions existantes de chaudières domestiques fonctionnant au combustible solide, la principale alternative à une chaudière à pyrolyse est la conception d'une conception traditionnelle.
Il s'agit d'une version similaire d'une chaudière à bois, où il y a un foyer non divisé et où le principe d'une alimentation en air inférieure dans la chambre de combustion fonctionne. Mais un tel système est considéré comme moins efficace et peu économique en raison de la combustion rapide du carburant.
Une chaudière à pyrolyse est capable de fournir un rendement de 85 à 95 % à 100 % de charge. Cependant, l'efficacité chute fortement si la charge est inférieure à 50 %. C'est pourquoi les fabricants d'équipements de pyrolyse recommandent aux utilisateurs de faire fonctionner l'équipement à charge maximale.
Une approche similaire est également valable pour les structures artisanales, à condition qu'elles respectent pleinement le schéma de pyrolyse classique et les exigences de fonctionnement.
Pour la « pyrolyse », les exigences opératoires, il faut le noter, sont assez strictes :
- équipement obligatoire avec une pompe à air ;
- la teneur en humidité admissible du carburant ne dépasse pas 25 à 35 % ;
- la charge sur l'équipement n'est pas inférieure à 50 % ;
- la température du liquide de refroidissement de retour n'est pas inférieure à 60 °C ;
- chargement uniquement avec de grands réseaux de combustible.
Il faut aussi noter que c'est cher systèmes de pyrolyse production industrielle. C’est probablement la raison pour laquelle l’option du bricolage est si populaire.
Chaudière à pyrolyse maison
En règle générale, lors de la fabrication de tels équipements de chauffage de vos propres mains, le schéma populaire Belyaev est pris comme base. Cela ne veut pas dire qu'il s'agit d'une solution simple qui permet de fabriquer un appareil de chauffage sans problème. Mais c’est peut-être une de ces solutions qui peuvent réellement être mises en œuvre.
Pour produire des équipements selon ce schéma, le maître aura besoin de :
- tuyau métallique (d = 32 ; 57 ; 159 mm) ;
- tube profilé (s = 60x30 ; 80x40 ; 20x20 mm) ;
- bande d'acier (20x4 ; 30x4 ; 80x5 mm) ;
- brique en argile réfractaire;
- une tôle ;
- pompe à air;
- capteur de température.
Vous devez également disposer d'un ensemble complet d'outils de plomberie, ainsi que d'une machine à souder (et compétences en soudage, respectivement). Le travail de fabrication d'une chaudière à pyrolyse de vos propres mains n'est clairement pas quelque chose que vous pouvez faire seul. Il faut au moins un assistant.
Tout d'abord, conformément au schéma choisi, il est nécessaire de préparer les parties en tôle de la structure. Il est recommandé de préparer les panneaux en tôle en les découpant sur mesure à l'aide d'un équipement de précision professionnel.
L'utilisation d'outils manuels tels que les « meuleuses » pour couper nécessite également certaines compétences professionnelles et le respect des règles de sécurité pendant le fonctionnement, mais ne garantit pas la précision de la coupe, ce qui affecte par la suite la qualité du soudage. Ce point doit être pris en compte. Une solution raisonnable pour découper des tôles est de la commander auprès d'un atelier de mécanique.
Assemblage des parties internes de l'équipement
Il est nécessaire de réaliser une chambre à combustible à partir d'une partie de tôle.Pour ce faire, un matériau adapté aux paramètres du circuit est connecté et soudé. Le résultat devrait être une structure à deux chambres, qui devrait être complétée par des conduits d'air.
Ces éléments de la chambre à combustible sont constitués d'un canal métallique ou d'un tube profilé est utilisé pour la fabrication. Des trous sont percés sur toute la zone de la face avant du conduit d'air.
En dessous du niveau, dans la zone de la chambre de combustion active, sur le mur situé en travers des conduits d'air, un tuyau métallique (alimentation en air secondaire) est encastré. Ensuite, le travail commence par les tuyaux, puisque le tour de l'assemblage de l'échangeur de chaleur tubulaire est venu.
Cette partie du système de pyrolyse est constituée de tuyaux métalliques d=57 mm :
- Prenez deux tôles selon la taille du dessin et faites des marquages.
- En fonction des marquages pour l'emplacement des tuyaux, des trous d = 60 mm sont découpés sur la tôle.
- Les tuyaux d=57 mm sont coupés à longueur.
- Les extrémités des tuyaux sont insérées dans les trous d'une feuille et ébouillantées.
- Répétez l'opération avec une autre feuille.
Le résultat doit être un échangeur de chaleur fini, qui est fixé au corps de la chaudière là où le schéma l'indique.
Un papillon des gaz est installé à côté de l'échangeur de chaleur (au niveau supérieur). Cette pièce est équipée d'une poignée et est également soudée à la structure.La partie d'extrémité du corps de papillon est recouverte d'un morceau de tôle avec un tuyau pour la cheminée.
Ensuite, il ne reste plus qu'à souder le panneau avant de la chambre à combustible avec des fenêtres pour les portes sous chacune des deux sections et un module pour la pompe à air.
Avant d'installer le panneau avant, l'intérieur des chambres de combustion doit être renforcé avec des briques en argile réfractaire. Ce matériau est découpé sur mesure, en partie en biais. La brique est meulée et ajustée à l'endroit où elle est posée.
Les deux sections de travail de la chambre à combustible de la chaudière sont traitées avec des briques en argile réfractaire. Dans le même temps, les zones des registres des tuyaux de sortie d'air (alimentation) sont soigneusement doublées. Après avoir posé la brique, le panneau avant est installé.
En fait, l'assemblage principal de la chaudière à pyrolyse à ce stade peut être considéré comme terminé. La structure assemblée doit être traitée - détartrer les soudures, nettoyer les soudures, redresser s'il y a de petites irrégularités quelque part.
L'étape suivante consiste à enfermer la structure assemblée dans un boîtier étanche. Cette partie de la structure est également constituée de tôles. Cependant, un sertissage est nécessaire au préalable.
Essais et assemblage final de la structure
La structure assemblée doit être testée. Actions obligatoires - vérifier l'étanchéité de la zone de la chaudière où le liquide de refroidissement doit circuler.Pour effectuer des tests de pression de l'échangeur de chaleur, des bouchons sont temporairement installés sur les tuyaux d'alimentation et de retour du liquide de refroidissement.
Ensuite, l'échangeur de chaleur est rempli d'eau. Il est conseillé d'utiliser l'eau chaude du réseau de chaleur ou du réseau d'eau chaude afin de pouvoir vérifier les soudures dans des conditions de dilatation thermique du métal.
À condition qu'il n'y ait pas de fuites au niveau des joints de l'échangeur de chaleur, l'eau est évacuée et ils commencent à encadrer la structure de la chaudière à pyrolyse avec des panneaux métalliques externes. À ce stade également, les portes des fenêtres des sections de la chambre de combustion sont fabriquées et suspendues.
Les portes d'une unité de pyrolyse nécessitent une conception prenant en compte les conditions de fonctionnement à haute température. Par conséquent, ces éléments structurels sont généralement fabriqués (ou utilisés prêts à l'emploi) en fonte avec un renforcement thermique supplémentaire avec des briques en argile réfractaire.
La dernière étape est l'installation d'une chaudière à pyrolyse sur le lieu de sa future exploitation. La structure est installée sur une fondation ou sur une dalle de béton. Il est recommandé de maintenir la hauteur de la fondation (dalle) par rapport au niveau du sol à une hauteur d'au moins 100 mm.
Après installation et équilibrage de niveau, la partie inférieure de la chaudière est fixée aux fondations. Il ne reste plus qu'à raccorder le tuyau de cheminée, à installer la pompe à air et à raccorder les conduites d'alimentation/sortie du liquide de refroidissement.
Réaliser soi-même une structure de chaudière à pyrolyse est un travail qui demande un investissement d'efforts important. Bien entendu, on ne peut pas se passer de frais généraux en termes de ressources financières.
Il est possible que le coût d'achat du matériel et de recours à des services tiers soit inférieur au coût des équipements fabriqués industriellement. Cependant, la différence ne sera probablement pas si significative. Mais le principal problème n’est pas l’argent.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
A propos de la production indépendante d'une chaudière à pyrolyse :
Techniquement, la production indépendante de chaudières à pyrolyse sans base appropriée est un processus extrêmement complexe. Des compétences professionnelles dans le travail du métal, une compréhension claire des schémas d'ingénierie et des subtilités technologiques de la fabrication d'équipements de chaudières sont également requises. Sans tout cela, vous ne devriez même pas vous rendre au travail.
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Au stade de la construction d'une maison, j'ai décidé d'acheter une chaudière à pyrolyse, car elle peut traiter tout type de combustible et a un rendement élevé. Mais je suis allé faire du shopping, j'ai regardé les prix et j'ai changé d'avis. Les chaudières les moins chères sont plutôt à parois minces, mais je ne pouvais pas me permettre les chaudières importées, coûteuses.
Je ne le ferai certainement pas moi-même, il faut être un soudeur professionnel, mais je soude au niveau domestique.Eh bien, l'investissement en métal, en tuyaux et en outils supplémentaires est également considérable. Mais quand on le fait soi-même, pour soi, on est sûr de la qualité, c'est sûr.