Пиролизный котел своими руками

В регионах, отдалённых от централизованного отопления, раньше каждый дом оборудовался твердотопливным котлом. Топили его углём и дровами. К сожалению, такая конструкция не была лишена недостатков. Основным являлось неудобство при использовании.

Внимание! Довольно часто люди устанавливают электрические отопительные приборы, но стоит признать, что отапливать с их помощью дом — довольно затратное предприятие.

К счастью, есть достойная альтернатива в виде пиролизного котла, который можно сделать своими руками. Основные схемы и чертежи будут представлены в этой статье. Устройства такого класса могут вырабатывать тепло за счёт сжигания дров или специальных брикетов. Мало того, можно использовать отходы с деревообрабатывающих фабрик.

Что собой представляет пиролизный котёл

Как работает

Со схем и чертежей пиролизной отопительной системы можно понять основные принципы её работы.

Но чтобы создать это устройство своими руками, в нём необходимо разобраться более подробно.

Процесс, который происходит внутри пиролизного котла, сделанного своими руками по чертежам и схемам, представленным в статье, функционирует благодаря сухой перегонке. Когда температура достигает 500-600 градусов по Цельсию — начинается процесс разложения. Его результатом являются два вещества — газ и природный кокс.

Созданный внутри конструкции газ смешивается с атомами кислорода. Благодаря этому начинается горение. Конечно же, чтобы всё прошло по схеме — внутри камеры, сделанной своими руками по чертежам и схемам, должна быть соответствующая температура.

Пиролизный газ, создаваемый в котле, сделанном своими руками, вступает во взаимодействие с углеродом. Это, в свою очередь, запускает реакцию. Но чтобы это стало возможным устройство должно быть сделано чётко по чертежам и схемам.

Результатом пиролизного процесса, который происходит в котле длительного горения, сделанном своими руками по популярным чертежам и схемам, образуется дым, но он не содержит каких-либо вредных соединений. Поэтом вред, наносимый, окружающей среде минимален.

Важным достоинством пиролизного котла, сделанного своими руками по чертежам и схемам, является то, что он практически не вырабатывает отходов. При этом выделяется немалое количество тепловой энергии, благодаря которой можно отопить немалую площадь.

Пиролизный процесс относится к классу экзотермических. В общем, так называются все процессы, в результате которых происходит высвобождение тепла. Но не всё так просто. Дело в том, что это тепло необходимо для того, чтобы осуществить дополнительный прогрев и сушку топлива.

Преимущества и недостатки

Есть важные нюансы, о которых нужно знать, перед тем как мастерить пиролизный котёл по чертежам и схемам. Начать нужно с достоинств и недостатков, которые имеет конструкция.

К плюсам пиролизных котлов, сделанных своими руками, можно причислить:

• Поддержание заданной температуры теплоносителя на протяжении длительного периода.
• Большой объём загрузочной камеры.
• Высокий КПД.
• Возможность утилизации отходов деревообрабатывающей промышленности в пиролизном котле, сделанном по чертежам.

Тем не менее, чтобы пиролизный котёл, сделанный своими руками, работал как нужно необходимо, чтобы в топливе было не более 30 процентов дополнительных компонентов.

Любая конструкция имеет свои недостатки, в данном случае к ним можно причислить:

• большие габариты,
• зависимость от наличия сети,
• требовательность к топливу.

Также к недостаткам пиролизной системы можно причислить высокую стоимость покупки. Но её можно значительно снизить, если создать устройство своими руками по чертежам и схемам.

В пиролизный котёл, сделанный своими руками по схемам и чертежам нельзя класть непросушенную древесину. Дело в том, что при высокой влажности пиролизной реакции не происходит. Даже при малом проценте резко падает КПД. Это происходит потому, что тепловая энергия превращается в пар.

Необходимость подключения к сети объясняется тем, что устройство должно иметь вентилятор. Именно он позволяет обеспечить принудительную тягу пиролизному котлу, сделанному своими руками по чертежам и схемам.

Создаём пиролизный котёл

Разбор схем и чертежей

Чтобы создать пиролизный котёл своими руками, важно тщательно изучить схемы и чертежи. Именно по ним вы сможете подобрать конструкцию и максимально точно определить количество нужных для строительства материалов.

На схеме и чертеже пиролизного котла отображены основные элементы, без которых невозможно построить конструкцию своими руками:

• регуляторы,
• дымовые каналы,
• отверстия для воздуха,
• трубы для подачи воды,
• трубы для отвода воды,
• камера сгорания,
• вентилятор.

Очень важно при изготовлении пиролизного котла своими руками придерживаться чертежей и схем. Дело в том, что это сложное устройство, в котором будут происходить высокотемпературные процессы. Поэтому малейшая ошибка может обратиться аварийной ситуацией.

Для частного дома будет достаточно пиролизного котла, мощность которого составляет 40 кВт. Не стоит стремиться к большой мощности. Дело в том, что в таком случае конструкция становится значительно сложнее. Мало того, конечная стоимость также увеличивается.

Выбор мощности пиролизного котла, который вы собираетесь создать, влияет на размер ключевых деталей на чертеже или схеме. От правильного подбора размеров зависит нормальное функционирование устройства.

Совет! Если вы владелец маленького домика, то можно остановить свой выбор на котле с мощностью в 30 кВт. Этого будет более чем достаточно.

Инструменты, необходимые для изготовления котла своими руками

Чтобы своими руками сделать конструкцию, работающую на основе пиролизной реакции по чертежам и схемам, необходимо запастись некоторым инвентарём. Для воплощения задумки в жизнь, вам понадобятся следующие материалы и инструменты:

• болгарка,
• сварочный аппарат,
• шлифовальные круги,
• электрическая дрель,
• электроды,
• трубы различного диаметра,
• полосы стали,
• термодатчик,
• вентилятор,
• металлические листы.

Это базовый набор, который необходим, чтобы создать пиролизную систему своими руками по схемам и чертежам. Конечно же, в процессе работы может возникнуть необходимость в дополнительных инструментах и материалах.

Внимание! Толщина стали для корпуса должна быть 3 мм, а лучше 4.

Тонкости сборки

После того как вы выберите подходящую схему, можно будет приступить к сборке. При этом необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

1. Отверстие, через которое в топку будут попадать дрова и брикеты должно располагаться немного выше, чем у обычных твердотопливных конструкций.
2. Не забудьте про ограничитель. Его главная задача — это контролировать количество воздуха. Для его создания нужна семидесятимиллиметровая труба в сечении. Её длина должна быть больше корпуса.
3. К ограничителю приваривается диск. Элемент должен быть выполнен из стали. Место приваривания — низ конструкции. В результате у вас получится зазор в 40 мм. Чтобы установка ограничителя стала возможной необходимо сделать дырки в соответствующих местах крышки.
4. Лучшей формой для отверстия, через которое будут загружаться дрова является прямоугольник. При этом важно не забыть о дверце. Она должна иметь специальную накладку для лучшей фиксации.
5. Также в конструкции необходимо предусмотреть отверстие, через которое будет удаляться зола.
6. Трубу для теплоносителя нужно сделать с изгибом. Это позволит повысить отдачу тепла.

Ещё одним важным элементом согласно любой схеме и чертежу является вентиль. С его помощью вы сможете контролировать количество теплоносителя, поступающего внутрь. Поэтому лучше всего расположить его в удобном и легкодоступном месте. Сам алгоритм создания пиролизного котла своими руками по чертежам вы можете увидеть на видео внизу.

После сборки огромное значение имеет первый запуск. Лишь после того, как вы убедитесь, что в продуктах горения нет угарного газа, можно будет утверждать, что всё сделано правильно. Для этого лучше использовать специальное оборудование.

Итоги

Создать котёл, работающий на основе принципа пиролиза можно своими руками. Но перед тем как начать работу необходимо написать проект. Основную роль в нём будет играть рисунок со схемой изделия и размерами.

Схема пиролизного котла: устройство, чертежи, обвязка, расчет

Из всех видов отопительных установок, работающих на твердом топливе, наиболее эффективными считаются агрегаты, в которых при сжигании дров или угля происходит пиролиз. Это процесс дожигания газов, выделяющихся из дров или угля при их тлении, что позволяет передавать теплоносителю почти всю энергию сгорания топлива. Данный принцип использует схема пиролизного котла, в которой реализовано выделение горючего газа из топлива и его последующее сжигание.

Конструкция и компоновка элементов установки

В отличие от классических твердотопливных установок устройство пиролизных котлов длительного горения предусматривает две камеры сгорания вместо традиционной топки. В первой камере осуществляется медленное горение за счет недостаточного количества воздуха. При этом топливо начинает выделять так называемый пиролизный газ, перетекающий во вторичную камеру вместе с продуктами сгорания. Туда же подается достаточное количество воздуха, вследствие чего газ воспламеняется и сгорает, нагревая водяную рубашку агрегата.

Расположение двух камер может быть различным, поскольку отопительные котлы пиролизного типа могут работать как на естественной тяге дымохода, так и с помощью принудительной подачи воздуха вентилятором. В установках, использующих естественную тягу, вторичная камера расположена над первичной и воздух проходит через топливо снизу вверх. При искусственно создаваемой тяге главная топка, наоборот, находится над камерой дожига и поток воздуха направлен сверху вниз. Это отражают представленные ниже схемы устройства пиролизных котлов с различной компоновкой камер.

Способы подачи воздуха для горения

К высоте и диаметру дымохода предъявляются повышенные требования, когда схема подачи воздуха в пиролизном котле предполагает использование обычной тяги. Ее должно хватать на преодоление сопротивления газовоздушного тракта установки и дымоходной трубы, а также на создание разрежения в топке величиной 16—20 Па. Подобрать диаметр можно по выходному патрубку, а высота должна быть не менее 5—6 м.

Принудительная подача воздуха в обе камеры может осуществляться тремя способами:

Обычно схема пиролизного котла, предусматривает установку вентилятора в режиме нагнетания. Это объясняется тем, что обычный нагнетатель по стоимости доступнее чем дымосос, так как последний должен вытягивать отходящие газы с высокой температурой. По этой причине его конструктивные элементы стоят дороже.

Ведущие производители пиролизных котлов устанавливают на свои изделия дымососы на выходе продуктов горения. Причина – обеспечение безопасности для человека, открывшего дверцу топки в рабочем режиме. Дымосос создает разрежение, поэтому пламя не полыхнет через открытый проем человеку в лицо.

При большой мощности установки производителями применяются вентиляторы для котлов обоих типов, на входе и выходе газовоздушного тракта.

Для того, чтобы понять, как работает пиролизный котел, рекомендуем посмотреть следующее видео.

Изготовление пиролизного котла

Эффективность этого вида установок на дровах стала причиной их популярности у мастеров, которые могут изготавливать твердотопливные котлы пиролизного типа собственными силами из имеющихся материалов. Процесс этот достаточно трудоемкий и требующий навыков выполнения слесарных и сварочных работ, некоторого минимума инструментов и оборудования:

• аппарат для электросварки;
• угловая шлифовальная машина;
• дрель электрическая;
• набор слесарных инструментов.

Если имеются навыки, инструменты и большое желание, то можно изготовить агрегат, используя следующий чертеж пиролизного котла на естественной тяге:

1 – воздушный канал; 2 – дверца для загрузки топлива; 3 – дверца вторичной камеры; 4 – заслонка прямой тяги; 5 – первичная камера; 6 – верхняя крышка; 7 – входной канал для подачи воздуха; 8 – воздушная заслонка; 9 – патрубок для группы безопасности; 10 – вторичная камера дожигания; 11 – патрубок присоединения дымохода; 12 – форсунка; 13 – жаротрубный теплообменник.

Материалом для изготовления камер может служить жаропрочная легированная сталь, но это дорогой материал, поэтому мастера берут простую углеродистую сталь толщиной 5 мм. Для защиты ее от высокой температуры в нижней части топки выполняется футеровка пиролизного котла огнеупорным кирпичом. Им же нужно защитить днище вторичной камеры, куда направлен факел пламени. Для обшивки водяной рубашки применяется листовой металл толщиной 3 мм, его приваривают к ребрам жесткости из полосовой стали. Из такого же металла изготавливают дверцы, крышку и обрамление проемов.

Передачу тепла от дымовых газов устройство котла предусматривает через жаротрубный теплообменник, находящийся внутри водяной рубашки. Для его изготовления подойдут бесшовные стальные трубы из углеродистой стали наружным диаметров 48 или 57 мм. Количество труб следует подобрать по необходимой площади поверхности теплообмена, для чего выполняется расчет пиролизного котла.

Учитывая, что топливо в пиролизных агрегатах горит долго (до 12 часов) и продуктивно, некоторые владельцы классических установок прямого горения задумываются о том, можно ли их модернизировать. Такая переделка твердотопливного котла в пиролизный возможна, но при условии, что топка агрегата сделана из металла, а не чугуна. Колосниковая решетка убирается и с помощью электросварки на ее месте закрепляется перегородка, разделяющая главную топку и зольник, который будет выполнять роль вторичной камеры. Между ними устанавливается форсунка. Кроме этого, понадобится организовать подачу воздуха в обе камеры, надо изготовить воздушные каналы и установить их, как показано на чертеже.

Как правило, переделка котла в пиролизный происходит не на заводских агрегатах, а на самодельных, это расширяет возможности для усовершенствования конструкции. Можно менять проходное сечение форсунки, размеры обеих камер или площади поверхностного теплообмена, добиваясь наилучших показателей длительности горения и повышения КПД установки.

Расчет пиролизного котла

Расчет начинается с определения величины температурного напора, ºС:

Ƭ= (∆Т – ∆t) / ln (∆Т / ∆t)

В этой формуле:

• ∆Т – перепад температур продуктов сгорания перед теплообменником и после него;
• ∆t – разница между температурами в трубопроводах подачи и возврата теплоносителя.

Полученное значение Ƭ подставляют в формулу:

S = Q / k / Ƭ, где:

• Q – расчетная мощность отопительной установки, Вт;
• k – коэффициент теплопередачи, равен 30 Вт / м² ºС.

Укрупненный расчет мощности пиролизного котла (Q, кВт) выполняется исходя из площади здания. Ее значение нужно принимать по наружному обмеру дома, результат разделить на 10. Смысл этого действия в том, что на обогрев каждых 100 м² здания требуется ориентировочно 10 кВт тепловой энергии. Полученный результат – это расчетная мощность системы отопления, а источник тепла принимается с коэффициентом запаса. Он зависит от региона проживания и колеблется от 1,1 до 1,5.

Пусконаладочные работы

После того как сборка пиролизного котла завершена, нужно обязательно проверить герметичность сварных соединений. Водяная рубашка наполняется водой, затем в нее накачивается воздух, создавая избыточное давление. Некачественно сваренные швы дадут о себе знать протечками. Теперь можно производить испытания, лучше это делать на улице, подавая проточную воду из шланга. Если на агрегате установлена группа безопасности, то можно наполнить резервуар котла водой и проверить его работу при критическом давлении 2—2,5 Бар. Порядок испытаний следующий:

• Присоединить временный дымоход, загрузить в камеру топливо и открыть заслонку прямой тяги.
• Прекратить подачу проточной воды, предусмотрев для этого временный кран.
• Произвести розжиг и запуск пиролизного котла. Как только дрова разгорятся, заслонку прямой тяги нужно прикрывать, чтобы начался процесс пиролиза.
• Открыв дверцу вторичной камеры, убедиться в наличии факела пламени. Здесь требуется регулировка пиролизного котла, нужно добиться ровного и устойчивого факела, открывая или закрывая воздушную заслонку.
• Закрыть дверцу и наблюдать за показаниями термометра и манометра. В закрытой водяной рубашке процесс парообразования может начаться при достижении давления 1,5 Бар, в это время надо внимательно отслеживать температуру.
• Качественно сваренные пиролизные котлы отопления могут выдерживать давление до 3 Бар, но не стоит ставить рекорды. Достаточно, если предохранительный клапан, настроенный на давление 2 или 2,5 Бар начнет сбрасывать пар, тогда можно открывать кран и возобновлять циркуляцию воды. Заслонку подачи воздуха надо закрыть, чтобы топливо начало затухать.

Будьте осторожны, проводя такие испытания, есть опасность обвариться кипятком по неосторожности или при разрыве водяной рубашки.

Подключение котла к системе отопления

Последний этап – подключение пиролизного котла и выполнение его обвязки. Как и во всех твердотопливных установках, надо исключить образование конденсата на внутренних стенках топки во время разогрева. Это явление сокращает срок службы корпуса топки, поскольку конденсат содержит включения серы и будет вызывать интенсивную коррозию металла. По этой причине обвязка котла отопления должна быть выполнена по схеме, не допускающей попадание в рубашку холодной воды при разогреве.

Ниже приведена классическая схема подключения пиролизного котла к системе отопления с балансировочным вентилем между подающим и обратным трубопроводами.

Перемычка образует малый контур, в котором теплоноситель приводится в движение циркуляционным насосом. Приведенная на схеме обвязка пиролизного котла отопления позволяет воде циркулировать по малому контуру, прогреваясь вместе с агрегатом. Термостатический трехходовой клапан начнет подмешивать холодную воду из системы в тот момент, когда в малом контуре температура воды достигнет заданного значения, обычно это 45—50 ºС.

Рабочая температура в системе отопления лежит в пределах 60—80 ºС, поднимать ее выше приходится редко. Если при работе в этом диапазоне температур в вашем доме прохладно, то надо искать причину в самой системе. Увеличивать температуру не имеет смысла, это только увеличит расход дров в пиролизном котле.

Заключение

Пиролизные установки, сделанные своими руками, приобретают все большую востребованность. Причина – высокая стоимость котлов заводского изготовления, самодельные агрегаты часто оказываются единственной альтернативой. Единственный недостаток — топливо для пиролизных котлов должно иметь влажность не выше 25%, иначе процесс пиролиза будет слабым, что влияет на производительность установки.

 

чертежи схемы; как сделать его из кирпича на естественной тяге, пошаговая инструкция

Прежде всего, чтобы сконструировать пиролизный котел своими руками, подбирается подходящая схема и чертеж.

Рассмотрим три основных способа изготовления из различных материалов:

• Из бочки или стального листа в виде цилиндра.
• Из прочной стали в кубической форме, используя схему Беляева,
• Из кирпича в виде печи. Прежде чем выбрать тот вид котла, который вы будете создавать, рассмотрите все чертежи и схемы, а также инструкции по сборке.

Каждый тип самодельного оборудования длительного горения обладает своими преимуществами и недостатками. Из бочки получится компактная конструкция для гаража, а кирпичная печь сможет обогреть весь дом, значительно экономя топливо.

Пиролизный котел из бочки

Нам потребуется 200 литровая металлическая бочка. Можно взять готовую, а можно изогнуть и сварить лист стали толщиной 3-4 мм. Срезаем у нее верхний торец и делаем из него крышку, приварив по окружности полоску металла. По центру высверливаем отверстие под воздуховодную трубу. Сбоку в верхней части бочки сверлим отверстие под дымоход и ввариваем в него дымоходный патрубок.

Следующим делаем поршень. Он представляет собой круг, по диаметру несколько меньший крышки бочки, чтобы он мог в нее поместиться. По центру сверлиться отверстие и к нему приваривается воздуховодная труба, по которой кислород будет поступать в топку.

Пиролизный котел из бочки

В верхней части делаем заслонку, которая будет регулировать количество поступающего внутрь воздуха. Для этого сверлим сквозное отверстие, вставляем в него плотный штырь и привариваем внутри к нему небольшую пластину. Вращая его, мы меняем площадь отверстия.

Снизу стальной лист необходимо утяжелить, чтобы при сгорании поршень под своей тяжестью опускался и измельчал сгоревшее топливо. Важно, чтобы все сварочные швы были герметичны. Если этого не будет, котел не сможет работать достаточно эффективно.

Пользоваться таким самодельным котлом просто. На дно засыпается топливо и поджигается. Когда оно достаточно разгорится, сверху устанавливается поршень и закрывается крышка. По мере горения, поршень постепенно будет опускаться.

Под ним будет происходить процесс тления, а сверху него будут сгорать выделяемые газы. Такая конструкция еще называется пиролизной головкой и может работать на дровах или смежных видах топлива из древесных отходов.

Котел по схеме Беляева

Нам понадобятся следующие материалы:

• Около 10 квадратных метров металлического листа толщиной 4-5 мм.
• 8 метров стальной трубы, диаметром 57 мм с толщиной стенки 3,5 мм.
• По одному метру трубы диаметром 159 мм и 32 мм.
• 15 штук шамотного кирпича.
• Вентилятор дутьевой.
  Дутьевой вентилятор на пиролизном котле
• Стальные полосы, шириной 20, 30 и 80 мм.

Из основных инструментов нужны будут болгарка, дрель и сварочный аппарат.

Пошаговая инструкция сборки пиролизника:

1. Собирается две камеры сгорания. Топка, в которой будет сгорать древесина и газовая, где горят выделяемые газы.
2. К ним приваривается задняя стенка и воздухоотводы из швеллера или профтрубы с просверленными отверстиями.
3. В топке делается отверстие и вваривается патрубок, через который будет поступать внутрь кислород.
4. Следующим изготовляется теплообменник. Для этого берем две пластины металла и просверливаем в них симметричные отверстия под трубу сечением 57 мм.

   Труба режется на куски одинаковой длины, и они ввариваются в заготовки. Далее он приваривается к котлу.

5. Перед тем, как сделать и приварить лицевую стенку на камеры сгорания, в ней производятся два отверстия. Они будут предназначены для труб входящего и выходящего воздуха.
   Схема пиролизного котла
6. Приваривается боров и крышка перед заслонкой. Все сварочные швы важно зачистить болгаркой.
7. Сверху всю конструкцию обшиваем листом шириной 4 мм с уголками. Верхнюю часть дополнительно утепляем. После этого проверяем короб на герметичность. Сделать это можно с помощью воды. Если герметичности не будет, КПД котла значительно уменьшится.
8. Из чугунных пластин делаются дверцы для камер сгорания. Привариваются петли и они устанавливаются. Сверху ставятся защелки.
9. Нижнюю камеру выкладываем кирпичами, предварительно порезав их по необходимым размерам. Так как их не будет видно, не обязательно покупать новые. Можно найти бесплатно возле любого разрушенного здания.
10. Устанавливается нагнетающий вентилятор на выход воздуховодной трубы.

Также такую конструкцию можно сделать из КСТ котла, применив его в качестве корпуса.

Кирпичный пиролизный котел

В своем доме можно построить печь, которая будет работать по принципу пиролиза. Она монтируются в одну из стен. Дымоход выводится на крышу, продукты сгорания выводятся на естественной тяге. Камеры сгорания делаются стальными, колосник чугунный, корпус из кирпичной кладки. Во всем остальном устройство принципиально ничем не отличается.

Схема пиролизного котла из кирпича

По периметру конструкция выкладывается керамическим кирпичом, внутренние перестенки делаются из шамотного кирпича. Важно кладку производить очень качественно, так кА от этого будет зависеть производительность печи.

В заключение предлагаем посмотреть видео о том, как сделать пиролизный котел своими руками из газового баллона:

Пиролизные котлы длительного горения своими руками: чертежи, видео

Владельцы домов предпочитают изготавливать пиролизные котлы своими руками, так как заводской вариант стоит довольно дорого. Котел длительного горения значительно превосходит по эффективности дровяные печи, и не вызывает температурных перепадов. Изготовить самостоятельно устройство не так просто, однако чертежи, видео и фото значительно упрощают задачу.

Пиролизный котел своими руками: принцип работы

Пиролизная печь – это сложное устройство, для работы которого в качестве топлива требуются дрова, брикеты или отходы кусковой древесины. Однако самым ценным веществом для эффективной работы котла является не горящие дрова, а пиролизный газ. В котле, изготовленном своими руками, идет скорее не горение, а медленное тление топлива, в результате образуется газ и древесный кокс. Учитывая принцип работы котла, часто используется другое название – газогенератор.   

На фото пиролизная печь

Пиролиз – это сложный термический процесс разложения сухого топлива на составляющие. Этот процесс проходит в первой камере котла. Важный аспект для образования газа – это низкое содержание кислорода, иначе пиролиз не начнется. В традиционных печах пиролизный газ свободно выводится через дымоход. Во время пиролиза древесины, кроме газа, выделяется огромное количество горючих веществ, а именно:

• смола;
• ацетон;
• древесный уголь;
• метиловый спирт.

Как известно, все перечисленные вещества отлично горят и выделяют большое количество энергии при разрушении огнем. Это происходит в специальной камере, где газ смешивается с кислородом и при очень высокой температуре начинается процесс горения смеси.

Важная особенность пиролизного котла – наличие принудительной тяги. Это достигается при использовании дымососа или верхнего вентилятора. Направление тяги – сверху вниз. Проходя через множество дымовых каналов, горячий газ нагревает воду, которая используется для обогрева здания.

Как сделать пиролизный котел в домашних условиях, видео

Для изготовления пиролизного котла своими руками необходимы различные инструменты и расходные материалы, а именно:

1. Электродуговая сварка.
2. Дрель и болгарка.
3. Отрезные и шлифовальные круги.
4. Стандартный слесарный инструмент.

Из основных материалов необходимо купить листовой металл толщиной от 4 мм, металлические трубы диаметром 6 см, огнеупорный кирпич, вентилятор и датчик температуры. Размеры котла следует определить заранее и чем он больше, тем большее помещение можно отопить. Чтобы избежать ошибок при проектировании, опытные мастера используют проверенные, готовые чертежи.

Чертеж пиролизного котла для изготовления своими руками:

Видео об изготовлении пиролизного котла длительного горения:

Решили для экономии денег изготовить пиролизные котлы длительного горения своими руками? Это непростая задача, и справится с ней далеко не каждый человек. Чертежи и видео значительно упростят эту задачу. Стоит внимательно изучить устройство пиролизной печи и принцип ее работы, чтобы сделать все правильно. Только в этом случае процесс газогенерации будет протекать верно.

 

Собираем пиролизный котел собственными руками: инструкция и технология работы

Еще есть регионы, в которых отсутствует централизованное отопление. Единственным источником тепла в них являются котлы, работающие на твердом или жидком топливе. Тем, кому доводилось ознакомиться с работой таких котлов на практике, знают, сколько недостатков имеют подобные устройства.

Относительно недавно появились котлы, которые работают на древесине, но основной тепловой эффект получается за счет сгорания пиролизных газов. К сожалению, рыночные варианты пиролизных котлов имеют высокую цену. Но ничто не мешает мастерам собрать простой пиролизный котел своими руками, собрав экономичный и высокоэффективный отопительный прибор.

Принцип устройства пиролизных котлов

Пиролизный процесс сгорания носит название сухой перегонки. В результате взаимодействия высоких температур и недостатка кислорода древесина, находящаяся в котле, разлагается до кокса, выделяя при этом пиролизный газ. При смешении данного газа с большим объемом кислорода под воздействием катализатора (высокой температуры) происходит экзотермическая реакция, приводящая к возгоранию газа.

Пиролизный газ также вступает в реакцию с углеродом, в результате чего дым, выходящий после отработки топлива, не содержит вредных соединений. Продукты распада древесины (кокс) также в процессе горения выделяют тепло, поддерживая реакцию. Отсюда следует вывод, что КПД пиролизного котла приближается к 100% эффективности.

Преимущества и недостатки пиролизных котлов

В первую очередь, рассмотрим преимущества данного вида оборудования:

• Котел в течение длительного времени способен поддерживать высокую температуру
• Небольшие затраты на энергоносители. При одинаковом количестве древесины, используемой для отопления, пиролизный котел работает на 6-9 часов дольше, чем дровяной котел
• В продуктах распада содержится минимальное количество вредных веществ
• В качестве топлива можно использовать древесные плиты и некоторые виды полимерных материалов

К недостаткам можно отнести следующие нюансы:

• Высокая стоимость оборудования на отечественных рынках
• Используемое топливо должно быть качественно просушено перед загрузкой. В обратном случае эффективность пиролизного котла заметно падает
• Зависимость от электросети. Для поддержания процесса горения необходимо усиливать воздушный потом с помощью вентилятора, который подключается к сети

Самым популярным способом отопления является отопление частного дома газом. Природный газ – самое экономичное топливо для частного дома. Правда, придётся потратиться на специалистов для установки такого отопления, так как монтаж отопления газом самостоятельно не имея опыта чреват не только поломками. Под угрозу ставятся здоровье и жизнь пользователей.

Для отопления газом можно использовать разные виды труб: стальные, медные, оцинкованные, полипропиленовые. О полипропилене для отопления читайте здесь.

Классическая модель пиролизных котлов

Конструктивная особенность данной модели отопительных устройств — это две камеры сгорания, которые необходимы для качественного и эффективного поддержания пиролитического процесса. Загрузочная камера предназначена для разложения энергоносителя и выделения пиролизного газа. После этого газы попадают во вторую камеру, где при смешении с кислородом образуют горючую смесь. Между камерами установлен колосник, на который укладывают брикеты.

Еще одна особенность пиролизного котла — наличие принудительной тяги. Повышенное аэродинамическое сопротивление обуславливает необходимость установки специального дымососа или вентилятора, который будет обеспечивать подачу кислорода.

Необходимые инструменты и материалы для сборки

Для того, чтобы самостоятельно собрать пиролизный котел, необходимо приобрести следующие инструменты:

• Электросварка. Рекомендуется использовать модели, работающие от постоянного тока
• Дрель
• Большая шлифовальная машина для углов (с возможностью установки круга с диаметром 230 мм). Также желательно иметь круг с диаметром 125 мм, но можно обойтись и без такового

После приобретения всех необходимых инструментов нужно найти соответствующие материалы, из которых будет собираться пиролизный котел:

• Качественное листовое железо. Металлический лист должен быть толщиной от 4 до 6.5 мм, а его общая площадь — не менее 7 кв. м. Для того, чтобы сэкономить на данном пункте, можно использовать 4-мм. листовую сталь только для сборки загрузочной камеры. Для второй камеры и внешних стенок можно использовать и более тонкие листы железа
• 57-мм труба длиной 6-8 м, толщина стенок — в пределах 2,5-3 мм
• 159-мм труба длиной 0.7 м, допустимая толщина стенок — не более 4.5 мм
• Две профтрубы, одна 60х30, другая — 80х40. Длина труб — 1 м
• Полоса стали шириной 20 мм, толщиной 4 мм и длиной 7 м
• Полоса стали с параметрами: ширина — 35 мм, толщина — 4 мм, длина — 1.5 м
• Полоса стали с шириной не меньше 85 мм, толщиной 5 мм и длиной 1 м
• Электроды — 5 пачек
• Отрезные круги — 10 штук, диаметр — 230 мм, шлифовальные круги — 5 штук, диаметр — 125 мм
• Температурный датчик
• Вентилятор

Это основные материалы, которые понадобятся мастеру для сборки пиролизного котла. В процессе работы может оказаться, что некоторых расходных материалов нет. Тем не менее, это не повлияет ни на цену сборки, ни на её качество.

Пиролизный котёл своими руками (чертеж)

Прежде чем начинать сборку такого сложного устройства, необходимо составить схему всех частей котла. Мы не рекомендуем разрабатывать самодельные котлы отопления с нуля (конечно, если мастер не является инженером-теплотехником). Намного проще взять уже готовую схему и собрать по ней, при необходимости внеся необходимые дополнения или доработки.

Схема пиролизного котла своими руками:

• А — аппарат, контролирующий контур котла
• В — дверца, через которую производится загрузка
• С — зольник
• D — отвод для дыма
• E — муфта, предназначающаяся для датчика предохранителя
• F — патрубок, который устанавливается для аварийной линии
• G — магистраль подачи теплоносителя на контуре KV
• H — подводка воды в теплообменник, R= 3/4 дюйма
• K — подводка горячей воды в теплообменник
• L — выходная магистраль контура KR
• M — Расширительный бак

Предложенный вариант является не самым простым — это известная схема котла Беляева. При желании, можно найти в Интернете и куда более простые конструкции пиролизного котла своими руками, но мы предлагаем нашим читателям именно тот вариант, технологические особенности которого будут оптимальными. При изменении конструктивных особенностей нужно помнить, что размер внутренней камеры должен меняться незначительно.

Взять во внимание: при осуществлении пробного запуска пиролизного котла необходимо определить показатель КПД. Конечно, расчеты можно не проводить — достаточно посмотреть на состояние дыма. Если не чувствуется угарный газ — КПД пиролизного котла высокий.

Пиролизные котлы в качестве теплоносителя могут использовать не только воду, но и воздух. Теплоноситель перемещается по контурам точно так же, как и вода. Данная система эффективна в домах, которые владельцы посещают достаточно редко, например, в дачных домах из пеноблоков.

Если для дачного дома можно и пренебречь отоплением, то каркасные дома для зимнего проживания нуждаются в обязательной установке отопительных систем. Кстати говоря, каркасные дома имеют множество преимуществ. Они легки в возведении, имеют сравнительно небольшую стоимость строительства, высокие теплоизоляционные свойства. О каркасных домах для постоянного проживания читайте здесь.

Помимо отопления нужно заняться и вентиляцией дома. О монтаже вентиляции в доме читайте в этой статье. Если подойти к этому делу серьёзно, то вентиляционную систему можно сделать своими руками.

Условия противопожарной безопасности

Важна не только технологическая реализация, но и выполнение правил установки пиролизного котла с учетом всех требований безопасности. Должны соблюдаться такие условия:

• Котел должен устанавливаться исключительно в нежилом помещении
• Под котлом должно находиться кирпичное или бетонное основание
• Расстояние до ближайших стен или предметов интерьера должно быть не менее 30 см
• Помещение должно хорошо вентилироваться

Взять во внимание: дымоход котла после установки рекомендуется утеплять минеральной ватой для того, чтобы избежать образование конденсата и смол на внутренней поверхности трубы.

Помимо схемы, советуем ознакомиться читателям с видеоматериалами, посвященными самостоятельной сборке пиролизного котла.

Видео о пиролизных котлах своими руками

Изготовление пиролизного котла своими руками (15-25 кВт)

Сделать своими руками пиролизный котел (45кВт)

Твердотопливный пиролизный котел своими руками

Пиролизный котел своими руками — изготовление и эксплуатация!

Пиролизный котел – одна из наиболее современных и экономичных разновидностей отопительных агрегатов. Для работы такого котла подходит самое разнообразное твердое топливо – от дров и прессованных гранул до торфа и бытового мусора.

Пиролизный котел своими руками

Единственным существенным недостатком подобного оборудования является его высокая стоимость. Но при желании вы можете справиться с изготовлением котла своими руками. Для этого нужно досконально разобраться в схемах сборки и иметь навыки работы со сварочным оборудованием.

Пиролизный котел своими руками (характеристики такого котла представлены в таблице)

Таблица 1. Пиролизный, газогенераторный котел. Параметры при разных мощностях

Параметры	Ед.изм.	15-25 кВт	20-30 кВт	40-50 кВт	80-100 кВт
Теплопроизводительность	кВт	15-25	20-30	40-50	80-100
Объем камеры загрузки (газообразования)	м3	0,13	0,15	0,22	0,52
Рабочее давление теплоносителя (не более)	МПа	0,3	0,3	0,3	0,3
Рабочая температура воды. Максимальная / Минимальная	0С	90 / 65	90 / 65	90 / 65	90 / 65
КПД при влажности топлива:20% / 40%	%	90 / 82	90 / 82	90 / 82	90 / 82
Номинальное разрежение за котлом	Па	25	25	25	25
Температура исходящих газов	0С	140	140	140	150
Потребляемая электрическая мощность	Вт	40	40	90	180
Напряжение питания	В	220	220	220	220
Диаметр дымохода	мм	194	200	200	219
Отапливаемая площадь (ориентировочно)	м2	До 250	До 300	До 500	До 1000
Максимальная длина дров	м	0,45	0,45	0,58	0,92
Габаритные размеры Глубина * Ширина * Высота	мм	810 / 740 / 1130	810 / 740 / 1220	950 / 760 / 1350	1300 / 1030 / 1440
Вес	кг	350	400	450	650
Топливо	—	Дрова, топливные брикеты	Дрова, топливные брикеты	Дрова, топливные брикеты	Дрова, топливные брикеты

Как работает пиролизный котел?

В основе работы котла лежит принцип пиролиза, суть которого заключается в термическом разложении твердого топлива при высокой температуре в условиях искусственно созданного дефицита кислорода. В результате топливо тлеет, разлагаясь на твердый остаток и пиролизный газ. Образующиеся газы также сгорают, что повышает теплоэффективность оборудования и делает расход топлива более рациональным.

Устройство котла

Дополнительным преимуществом рассматриваемых отопительных котлов является экологическая безопасность. В процессе пиролизного сжигания топлива выделяющиеся вредные компоненты смешиваются с углекислым газом и утилизируются. В результате в атмосферу выводится дым, не содержащий канцерогенов и прочих вредных веществ. Эта особенность позволяет топить котлы даже резиной, обрезками древесно-стружечных плит и прочими подобными материалами.

Как движется воздух в котле

Важно! Объем примесей типа резины и полимеров не должен превышать 20% от суммарного количества топлива.

Работа пиролизных котлов состоит из 4 основных этапов.

1. На первом этапе топливо дополнительно сушится и разлагается на твердый остаток и газы.
2. На втором этапе пиролизные газы сжигаются.
3. На третьем этапе продувается пламя и тепло возвращается к топливу, что способствует выделению дополнительного количества тепла.
4. На четвертом этапе оставшиеся продукты сгорания выводятся через дымоход.

Пиролизный котел

Разобравшись в особенностях работы котла, приступаем к его изготовлению. Начнем с подготовки необходимых материалов и инструментов.

Котел пиролизный ViessmanОписание конструкции

Набор для работы

1. Листовой металл толщиной от 0,8 мм.
2. Огнестойкие кирпичи.
3. Температурные датчики.
4. Решетка колосника.
5. Трубы диаметром 32 мм, 57 мм и 160 мм.
6. Профилированные трубы в количестве 2 штук.
7. Дверца зольника.
8. Дверка для топливной камеры.
9. Вентилятор.
10. Гибкая пережженная проволока.
11. Болгарка.
12. Шлифовальные круги.
13. Сварочный аппарат.

Порядок изготовления пиролизного котла

Прежде чем приступать к изготовлению котла, ознакомьтесь с некоторыми полезными рекомендациями. При условии их соблюдения готовое оборудование будет максимально производительным, эффективным и экономичным.

Полезные рекомендации

1. Систему нужно укомплектовать вентилем для регулирования интенсивности движения теплоносителя.
2. Для увеличения теплоотдачи трубу теплоносителя лучше сделать изогнутой, к примеру, в форме змеевика.
3. Проем для загрузки топлива должен иметь прямоугольную форму. При этом дверцу отверстия следует укомплектовать стальной накладкой для уплотнения.
4. Для контроля интенсивности поступающего воздушного потока система укомплектовывается ограничителем.

Инструкция

Чертеж пиролизного котла

Первый шаг. Из листового металла вырезаем стенки корпуса котла в количестве 4 штук. В передней стенке вырезаем отверстия для топочной камеры и зольника.

Второй шаг. Вырезаем отверстия для трубников и дымососа.

Третий шаг. Соединяем вместе все металлические стенки, за исключением задней. Для этого используем сварочный аппарат. Тщательно отшлифовываем стыки между сторонами будущего отопительного котла.

Стенки котлаДверцаЗольник

Четвертый шаг. Собираем теплообменник котла в соответствии с представленной схемой. Свариваем трубы.

Котел

Пятый шаг. Вставляем теплообменник в корпус котла. Убеждаемся в герметичности соединений с помощью компрессора. При отсутствии течей привариваем заднюю стенку корпуса.

Шестой шаг. Устанавливаем решетку колосника. Она разделит корпус котла на 2 камеры. В одной (нижней) будет тлеть загрузка, во второй – сгорать газы. Нижнюю камеру укомплектовываем воздуховодом, а после обкладываем огнестойким кирпичом с каждой стороны.

Корпус пиролизного котла изнутри

Седьмой шаг. Монтируем дверцы зольной камеры и топливника. Они должны максимально плотно прилегать к корпусу.

Восьмой шаг. Устанавливаем собранный котел на предварительно выложенную кирпичную опорную площадку.

Девятый шаг. Подключаем дымоход. Трубу для отведения дыма рекомендуется обернуть минеральной ватой для утепления.

Десятый шаг. Подключаем к агрегату водяной контур.

Одиннадцатый шаг. Устанавливаем дутьевой насос.

КотелПиролизный котел своими руками

Дополнительно котел можно автоматизировать, установив систему температурных датчиков и регуляторов. Они будут контролировать интенсивность подачи воздуха.

Вытяжка около котлаБлок автоматики (подключен насос, вытяжка и датчики)

Техника безопасности

При установке самодельного котла соблюдаем следующие важные правила:

• для установки отопительного агрегата нужно выделить отдельную котельную;
• в котельной нужно оборудовать эффективную вентиляционную систему. Минимальная площадь воздуховодного отверстия – 100 см²;
• расстояние между агрегатом и любыми другими поверхностями и предметами должно быть больше 20 см;
• перед топкой котла укладываем на пол стальной лист толщиной не менее 3 мм;
• котел устанавливаем на предварительно обустроенное кирпичное либо бетонное основание;
• дымоотводящую трубу нужно качественно утеплить. Без теплоизоляции процессы образования конденсата, копоти и прочих неприятностей будут более интенсивными. Это отрицательно скажется на эффективности оборудования и сроке его службы.

В завершение выполняется проверка КПД котла. Для этого достаточно сделать тестовую загрузку топлива. Если выходящий дым не будет иметь угарного запаха, значит с КПД котла все в порядке и его можно использовать для обогрева дома безо всяких опасений.

Чем топить пиролизный котел?

Пиролизный котел

Виды топлива

Для топки пиролизного котла можно использовать:

• дрова;
• торф в брикетах;
• антрацит;
• древесные гранулы и брикеты;
• бурый уголь;
• кокс.

Перечисленные виды топлива различаются по калорийности. От этого показателя напрямую зависит эффективность работы агрегата. Применение менее калорийного топлива может уменьшить КПД котла на 30% и более.

Чем топить котелЧем топить котел

Чаще всего для топки пиролизных котлов используют брикеты и пеллеты. Брикеты могут изготавливаться из древесины, соломы и торфа. Идеальный вариант – брикеты, изготовленные по методу прессования. Те же брикеты, которые изготавливаются из опилок, рекомендуется использовать только в комплексе с бурым углем либо дровами.

Для изготовления пеллетов тоже может использоваться древесина или солома. Материал прессуется подобно брикетам.

Нередко для топки пиролизных котлов используются дрова. Важно! Для обеспечения максимальной эффективности работы оборудования и уменьшения расхода топлива нужно использовать древесину влажностью не более 20%.

В целом же при выборе топлива следует учитывать особенности местности, в которой находится ваш дом. Если вы живете в окружении лесов, наиболее целесообразным вариантом будет использование дров. Жителям же степных полос, как правило, выгоднее топить углем.

Если в месте вашего проживания доступно любое топливо, выбирайте самое калорийное. Этим вы обеспечите наиболее высокий КПД оборудования при минимальном расходе.

Котел пиролизный

Цены на брикеты топливные

Брикеты топливные

Советы специалистов по топке котла

Давайте посмотрим, что говорят профессионалы в отношении выбора оптимального вида топлива.

Так, при топке древесиной будет образовываться много дыма. Чтобы избавиться от сопутствующих этому неудобств, по краям загрузки нужно укладывать поленья более крупного размера, а в центр класть мелкую растопку.

В густонаселенных местностях рекомендуется воздерживаться от использования торфа, т.к. в процессе его сжигания выделяется большое количество углекислого газа и в атмосферу выводятся различные крупные частицы, что вряд ли понравится соседям.

Для эффективного использования антрацита нужен сильный очаг. Мощности пиролизного котла обычно не хватает для полного сжигания такого топлива. Чтобы уменьшить расходы, отсеивайте от пепла крупные уцелевшие фрагменты и используйте их повторно.

Таким образом, владея навыками работы со сваркой и следуя приведенным рекомендациям, вы сможете самостоятельно изготовить эффективный, надежный, безопасный и экономичный пиролизный котел.

Работа котла

Удачной работы!

Видео – Пиролизный котел своими руками

Цены на модельный ряд твердотопливных котлов

Твердотопливные котлы

Пиролизный котел своими руками, чертежи и принцип работы

Несмотря на то, что газификация в городах России официально была закончена еще в прошлом веке, все-таки остались обделенные вниманием небольшие населенные пункты, в которых данные коммуникации не проведены и их проведение не планируется властями. Именно поэтому, высокий спрос на печи из кирпича не в далеком прошлом, как это может показаться на первый взгляд. Многие люди ошибочно считают, что это всего лишь простая конструкция, с помощью которой можно без труда отопить любое помещение при необходимости. Но если вы планируете регулярно эксплуатировать данное приспособление в качестве основного источника тепла, вы можете столкнуться с неожиданными для себя трудностями и проблемами. Именно поэтому, в момент создания печи своими руками, важно соблюдать огромное количество нюансов, о которых мы и поговорим в этой статье. Чертеж котла

Пиролизная печь в качестве доступного аналога кирпичной конструкции

Первое, что нужно знать тем, кто решил создать данный источник тепла, это обязательное наличие прочного и надежного фундамента. Его создание лучше всего доверить профессионалам своего дела, которые имеют необходимый опыт и навыки. Данные услуги специалистов, разумеется, стоит не мало, ведь это весьма кропотливая и непростая задача. Но, в том случае, если вы не располагаете крупной суммой, обратите свое внимание на неплохой аналог – пиролизные печи. За их создание вы можете взяться самостоятельно, для этого понадобятся только расходные материалы, а также соответствующие чертежи и схемы. Сегодня конструкции из кирпича своими руками достаточно востребованы в загородном и дачном домостроении, особенно в тех регионах, где не были проведены центральные газовые магистрали и не введены в эксплуатацию отопительные системы. Стоит отметить, что существует возможность создать печь из кирпича, которая будет функционировать, реализуя принцип пиролиза, но при этом не будет нуждаться в надежном фундаменте. Такое оборудование пригодно для ежедневной эксплуатации и при этом сможет прослужить вам достаточно долго. Все что будет требоваться от вас – подбрасывать топливо по мере необходимости.

Почему стоит отдать предпочтение такой печке?

Основными достоинствами такой конструкции стоит назвать следующие характеристики: Принцип работы пиролизной печи

Возможность поддерживания установленного температурного режима на протяжении длительного времени. Для этого потребуется только увеличить вместительности топливной камеры.

Минимальный уровень выделения токсических веществ в процессе переработки топлива. Именно поэтому, такая печь обеспечит комфортную для проживания температуру, а также безопасный для здоровья микроклимат в помещениях.

Данная печь способна сжигать всевозможные строительные и бытовые отходы, в том числе и автомобильную резину, пластик, а также части ДВП. Перечисленные материалы, будут хорошим топливом, но категорически не рекомендуется использовать отходы в качестве постоянного топлива. Кроме того, их сжигание будет безопасным, только в том случае, если при загрузке он будет составлять третью часть от всего количества топлива.

Несмотря на все перечисленные достоинства, пиролизная конструкция имеет и свои минусы. Самыми существенными являются:

1. Высокие требования к качеству топлива. Оно должно быть, в первую очередь, сухим. Влажный материал не допустим к использованию, так как эксплуатация пиролиза в таком случае не даст необходимого результата, так как выделяемое тепло попросту растворится паром в процессе горения.
2. Крупные габариты. Данную особенность можно считать недостатком, если пиролизный котел своими руками вы планируете расположить в небольшом помещении.
3. Зависимость от вспомогательного оборудования. Обеспечивающий хорошую тягу вентилятор, к сожалению, не будет работать в круглосуточном режиме.
4. Постоянный уход за печью. Для того, чтобы поддерживать микроклимат в доме, нужно постоянно следить за наличием дров в камере, а также перед каждой новой закладкой убирать перегоревшие угли.

Работа кирпичной пиролизной печи

До начала монтажных работ, чрезвычайно важно провести все необходимые расчеты, учитывая особенности помещения, после чего составить схему будущего оборудования. Сегодня существует возможность воспользоваться уже готовым чертежом из интернета, который создавался профессионалом. Принцип работы

Вместо основания, для устойчивости конструкции, проводится укладка периметр печи керамическим кирпичом. Создание перегородок внутри печи происходит с использованием шамотного кирпича. Полноценно эксплуатировать конструкцию можно будет лишь после окончательной сборки и обустройства системы вентиляции. Чрезвычайно важно брать в учет время, которое будет необходимо для полного сгорания топлива. Специалисты в области строительства рекомендуют использовать прессованные дрова для обогрева помещения. Когда пиролизная печь будет запущена, следует определить КПД (коэффициент полезного действия). Для этого не требуется закупать никакое измерительное оборудование, нужно только хорошенько принюхаться к запаху дыма. Если вы не ощущаете угарный газ, то КПД достаточно высок. Внешний вид готового котла для пиролизной печи

Создавая пиролизный котел своими руками пошаговая инструкция необходима в первую очередь для того, чтобы должным образом соблюсти все правила пожарной безопасности. Пренебрегая данным требованиям, вы можете спровоцировать пожар в своем доме или же нанести непоправимый урон здоровью всех жильцов. Кроме того, настоятельно рекомендуется проводить монтаж печи в отдельном нежилом помещении. Для того, чтобы камера прослужила долго, следует позаботиться о ее защите с помощью плотного металлической обшивки. Сравнение конструкции котлов

Теперь важно поговорить о материалах, которых понадобятся для проведения работ.

• Чугунные колосники;
• Керамический и шамотный кирпич.
• Стальной лист для защиты камеры. Его толщина должна быть не менее 2 миллиметров, но не более 4 миллиметров.
• Мощный вентилятор для циркуляции воздуха.
• Регуляторы температурных показателей.
• Дверцы для печи.
• Дверцы для котла.
• Сварочный электрический аппарат, болгарка, дрель.
• Несколько труб разного диаметра.
• Электроды для сварочных работ.

Нюансы, которые нужно знать

Как мы уже сказали, создание такой печи – процесс достаточно простой, но, требующий определенных познаний. Так как данная конструкция относится к обогревательному оборудованию, то будьте готовы к тому, что во время выполнения работ вам придется работать с повышенными температурами и учитывать многие особенности герметизации, что выполнить самостоятельно практически невозможно. Но учитывая советы, которые были упомянуты в данной статье, вам непременно удастся сделать действительно долговечные пиролизные печи.

Если вы желаете усилить тепловой эффект, то обустройте уже завершенную конструкцию дополнительной стенкой из шамотного и огнеупорного кирпича. Создание котла возможно даже с минимальными умениями в работе по свариванию металла. Учитывайте тот факт, что создание пиролизной печки – это не только процесс кирпичной кладки, но и монтаж камеры котла, которую по праву можно назвать основным конструкционным элементом. Самым правильным решением будет покупка уже собранного котла, который будет необходимо лишь обложить кирпичом

Особенности установки котла

Котел в готовом виде можно приобрести в специализированных магазинах. Производители выпускают оборудование, к которому обязательно идет руководство по монтажу и эксплуатации. Но как показывает практика, поданных данных, зачастую, не хватает для того, чтобы беспрепятственно провести установку. Помните, что котел представляет собой достаточно крупное сооружение, имеющее немалый вес. Основание под конструкцию традиционно выкладывается из кирпича. Оно является прочным и надежным, потому что без труда выдержит нагрузку. Конструкционные особенности камеры сгорания

Даже после нескольких лет эксплуатации печи, будьте уверены, что фундамент не даст трещину и уж тем более не начнет деформироваться. Для выполнения процесса кладки, применяйте предварительно замешенный песочно-глиняный раствор из песка и глины. Мы подробно рассмотрели все нюансы и особенности создания пиролизной печи, уточнили все, что нужно знать о котлах, а также раскрыли секреты для облегчения строительных работ. Надеемся, что данная информация будет полезной и пригодится вам.

Пиролизный котел Попова чертеж. Саратовский деловой вестник-Новости отрасли

Что может быть лучше, что сделано своими руками? О многофункциональной печи мечтает любой хозяин домочадца, но зачастую варианты на полках магазинов не подходят ни по функциональности, ни по ценовой категории, поэтому единственный выход — сделать печь своими руками. Котел Попова — это отопительный современный агрегат, на базе которого можно производить отопление, разносить горячую воду, утилизировать отходы.Принцип агрегата достаточно прост, поэтому сделать его самостоятельно несложно.

Принцип действия и преимущества

Термохимическая энергетическая установка (TEU) Предназначена для отопления, в качестве теплоносителя может использоваться воздух или вода. Тепло выделяется газами и выдерживает их.

Котел относится к длительному горению. При сгорании твердого топлива в процессе не хватает кислорода, что замедляет разложение и позволяет на одной закладке выработать максимальную тепловую энергию.Такой процесс удобен и тем, что котлу не нужно постоянно проверять и отчитываться по топливу. При разложении твердого топлива образуется газ , который поднимается в загрузочную камеру и нагревает теплообменники.

Технические характеристики правильно изготовленного котла позволяют отказаться от использования. При правильном монтаже образовавшейся трубы дымохода тяги хватит, чтобы увести дым. Также камера сгорания должна быть герметичной для осуществления пиролиза, что важно учитывать при работе своими руками.Электроэнергия для котла не требуется, агрегат полностью независим от энергии, температура регулируется механически. Одной кладки дров с достаточным количеством топки может хватить на сутки полноценной работы.

Устройство топок и выживающих камер позволяет максимально эффективно отделить дым от смолы и сажи (по мере их горения), поэтому обслуживание печи становится проще. Дымоход менее загрязняется, его легче чистить.В каток поступает полностью сгоревший мусор — зола.

Конструкция

Для изготовления своими руками важно иметь чертежи и знать, как печь сделана изнутри Из чего она состоит и как работает каждый элемент.

См. Также: Изготовление водородного котла

Flak . Наверное, это самый главный элемент печи, на нее нужно обратить особое внимание. Котлы Попова имеют две камеры:

• низкую камеру , в которой происходит сжигание (пиролиз) топлива;
• Камера верхняя Выходит газы.

Если нижняя камера состоит из одного отсека, в который загружаются дрова, то верхняя камера устроена несколько сложнее. Загрузочная камера разделена на две горизонтальные секции.

Также над камерой сгорания находится блок, куда поступает вторичный воздух для газов; В блоке есть лопасти, задача которых — равномерно распределять газы по пространству камеры.

Регуляторы . Все процессы сгорания и мощности зависят всего от трех регуляторов:

• малых трубок окислителя, они отвечают за подачу кислорода в камеру , где происходит процесс пиролиза.За счет регулировки подачи кислорода можно изменять мощность котла; При достаточном потоке кислорода процесс горения будет интенсивнее, соответственно и мощность будет больше. При ограничении доступа кислорода произойдет процесс натяжения (пиролиза), за счет которого температура выровняется, мощность немного снизится. Этот регулятор находится под дверью;
• Верхний Сьюбер предназначен для Контроля отвода дымовых газов . При изменении скорости меняются характеристики агрегата.На верхнем патрубке теплогенератора находится сайбер;
• Schieber также расположен впереди и по центру, он выполняет функции «пробки» и не пропускает угарный газ в помещение, где установлен котел.

После пиролиза и дожигания пиролизных газов выделяется большое количество тепла, теплообменники нагреваются. Для сохранения тепла и исключения потерь заполнитель может быть изолирован наружным изоляционным слоем или водяной рубашкой.

Интересно, какой еще КПД у этого котла. Интересно, сколько его можно отрегулировать, сколько можно придумать от номинала, т.к. а весной засохло. Какую мощность лучше выбрать на площади 95 квадратов.
Мне это интересно по обычным причинам. Размер печи мне очень понравился, особенно по длине. В импортных котлах поля придется крошить на 30-45 см, а в этом до 75 см влезет, удобно.

Постараюсь ответить по порядку.
1. На данный момент инертен и регулировка плохо себя дает, лучше сказать совсем не работает. С большей эффективностью работает просто в низкотемпературном режиме до 300 гр в печи. Его явный минус или плюс в зависимости от требований к нему
2.к топлива он не требователен. Поза удивляется, на какую мерзость она способна пыхтеть. На пилорамах вы можете наблюдать следующую картину; Котел подключен к сушилке, много чего валяется, из-за путаницы потоки чего-то грязного и плохо пахнущего и все это на открытом воздухе.
3. Лучше иметь в котельной не один, а два, а то и три ТГ с суммарной «мощностью», близкой к необходимой.

В чем принципиальные отличия котла попов и буржуй?
В какую группу котлов входит котел попов для вашего меноза: пиролизный или газогенераторный.
Судя по технологической схеме котла Попова энергонезависима
Как это отражается при сжигании дров разной влажности. Не скачет при воздействии температуры.
Какая реальная продолжительность горения дров, например котла на 50 кВт., При интенсивном режиме вычислений.
При какой влажности дров невозможен выход из котла на пиролиз, если это действительно пиролизный котел.

Профессия котла Этот прибор приобрел только потому, что не нашел работы по своей основной специальности — утилизатору органосодержащих отходов. Все это его атака.
Чтобы не впасть в дальнейшее недоразумение, уточним терминологию
Пиролиз, термодинамический распад углеродсодержащего сырья в бескислородной среде
Газогенерация — преобразование вещества из агрегатного состояния в газ
Согласны?

Вот про плюсы и особенно про минусы.Не технологически, это уже то, что означает проблему ремонта.

Уважаемый Сергей. Не существует механизмов, которые бы не ломались или не требовали обслуживания. Чем сложнее аппарат, тем больше проблем связано с эксплуатацией. После выступления трудно согласиться с физикой. «
Согласны?

Регистрация: 27.06.09 Сообщений: 3.011 Благодарности: 587

Наконец, он нашел того, кто действительно может обрисовать ситуацию с этим котлом.

Уважаемый Сергей. Не существует механизмов, которые бы не ломались или не требовали обслуживания. Чем сложнее аппарат, тем больше проблем связано с эксплуатацией. После выступления трудно согласиться с физикой. «
Согласны?

Регистрация: 20.12.10 Сообщений: 85 Благодарности: 11

Наконец, он нашел того, кто действительно может обрисовать ситуацию с этим котлом.
К пиролизным котлам относятся котлы, принцип выработки горючих газов в которых осуществляется в герметичных емкостях (ретортах) или купольных конструкциях.
К газогенерирующим котлам относятся котлы с двумя камерами, камерой газификации (тепловой трубой) и камерой дожигания газов. Причем, как всегда, операция по зазору проходит над камерой газификации.
При сжигании дров происходит химический процесс соединения окислителя (воздуха) с горючими элементами топлива. Топливные элементы включают: углерод (C), водород (H), серу (S), а также горючие газы Co, h3, CMNN. Аромат горючего газа в воздухе имеет следующие значения: водород 580 -: — 590 градусов, оксид углерода 644 -: — 658 градусов, метан 650 -: — 750 градусов.При низких температурах горения дров в тепловой трубе — камере газификации средняя энергия молекул значительно ниже энергии активации, и поэтому только небольшая часть молекул топлива и окислителя способна вступать в реакцию. Основная часть горючих элементов топлива отличается от дров в виде горючих газов, которые переходят с газами в камеру. Там при соответствующей температуре 580 -: — 750 градусов и подаче окислителя (воздуха) они горят.

Сам углерод при окислении видимая плазма не дает (то есть просто не горит) Да и сам процесс окисления углерода возможен в нормальных условиях только при наличии углерода с определенной кристаллической структурой (для Например, графит и алмаз тоже углерод). А вот и оксид углерода для милой души. В остальном полностью согласен.
Однако все это верно только при определенных внешних условиях и если только эти элементы участвуют в реакции.В реальных оценках, как вы понимаете, в процесс вовлечены и другие вещества, наличие которых запускает Chem. Ответы на несколько других путей и ответы в этом направлении следует искать в разделе «Химия катализа».
Секунда; Внешние условия, влияющие на Него. Процессы передачи чисел и давления (например, вода с разным p переходит в пары с разной T) магнетизм (например, намагниченная вода начинает растворять труднорастворимые вещества при нормальных условиях.Можно попробовать установить обычный магнит, чтобы шкала нагревательной трубки была намного меньше)
Электрическое воздействие на объект (изменяется проводимость среды или предмета).
Вы согласны с этим?

IVEN.

Варочные котлы и духовки

Да с таким утверждением согласен только есть котлы более продуманные, руками и головами трезво разрушает и ломается но гораздо реже (хотя лично мой 15 лет работает и ни разу не сломался).Здесь на форуме много конструкций котлов и ни для кого не секрет, что автор (котел Попова) действительно удивляет своей загадочностью (просто котел тупой и секретов куча). Но в целом согласен с благо хоть кто-то обрисовал ситуацию спасибо.

Регистрация: 20.12.10 Сообщений: 85 Благодарности: 11

Какая там схема котла? Еще одно «высшее дело». Котлы Попова
были видны только на фотографиях — грубо сваренные сальники с какой-то ручкой из проволоки, и ряд мужиков, которые все и лепят.
«Associated» Stropow, котлы, бубончи (плита и бойлер), котел Malco, пиролизные котлы Davyd и Sparrow и т.д. За это некоторая благодарность и респект, и есть одна голая теория. Эту теорию можно прочитать в библиотеке, пользы от нее нет, так что для общего развития, разве что.

Иван, тебе письмо?

Регистрация: 30.08.09 Сообщений: 1.602 Благодарности: 260

Какая там схема котла? Еще одно «высшее дело».Котлы Попова
были видны только на фотографиях — грубо сваренные сальники с какой-то ручкой из проволоки, и ряд мужиков, которые все и лепят.
«Associated» Stropow, котлы, бубончи (плита и бойлер), котел Malco, пиролизные котлы Davyd и Sparrow и т.д. За это некоторая благодарность и респект, и есть одна голая теория. Эту теорию можно прочитать в библиотеке, пользы от нее нет, так что для общего развития, разве что.

Ситуация такая 1котел не технологично + большая протяженность швов (2 км вроде) = большая проблема в ремонте, 2 не регламентируется, 3 можно рекомендовать как утилизатор 4 перманентный беспредел, а почему он нужен при истощении.В общем, котел хреновый секрет. Вот и все, что у меня было под словом «ситуация», и те котлы, которые вы тоже перечисляли и описывали и обрисовывали до них Поповский далеко.

Регистрация: 20.12.10 Сообщений: 85 Благодарности: 11

Ситуация такая 1котел не технологично + большая протяженность швов (2 км вроде) = большая проблема в ремонте, 2 не регламентирован, 3 можно рекомендовать как утилизатор 4 перманентный вонизм, и почему нужен при истощении.В общем, котел хреновый секрет. Вот и все, что у меня было под словом «ситуация», и те котлы, которые вы тоже перечисляли и описывали и обрисовывали до них Поповский далеко.

Хотя, честно говоря, слив, любой, ТТК в современной гостиной без грамотно спроектированной котельной никак не сообщаться с жилым помещением, по моему скромному мнению, нецелесообразен. И даже если есть такое использование

Ситуация такая 1котел не технологично + большая длина швов (2 км вроде) = большая проблема в ремонте, 2 не регламентируется, 3 можно рекомендовать как Утилизатор 4 перманентного вонизма, и зачем он нужен при истощении.В общем, котел хреновый секрет. Вот и все, что у меня было под словом «ситуация», и те котлы, которые вы тоже перечисляли и описывали и обрисовывали до них Поповский далеко.

Ну в общем да 1. Кустарное производство не подходит. 2. Систему отопления желательно спроектировать под нее- адаптировать под существующую сложно, без определенных навыков. 3.D.4. Обязательно уточню «в отоплении жилых помещений». Особые Эксплуатация этого «секретного дерьма» на промышленных и с \\ х объектами по многим показателям не дает плохого результата.

Хотя, честно говоря, слив, любой, ТТК в современной гостиной без грамотно спроектированной котельной никак не сообщаться с жилым помещением, по моему скромному мнению, нецелесообразен. И даже при таком использовании короткослойных высококалорийных, с очень низким содержанием летучих топлив.

Регистрация: 30.08.09 Сообщений: 1.602 Благодарности: 260

.4. Хочу уточнить «в отоплении жилища». Полный опыт эксплуатации этого «секретного дерьма» на промышленных объектах и ​​с \\ x объектами по многим показателям не дает плохого результата.

Не спорю, действительно имелось ввиду жилое помещение, но такой котел не поставили бы даже рядом с жилым помещением. Одна из причин, почему я акцентирую внимание на дровах — это отсутствие вонизма, но количество швов — очень большой минус. Он был свидетелем того, как человек сломал котел из-за того, что лопнул шов что Каждый шов — слабое место котла, сварщик сделает шов тоньше (с кофайлом мечтать некуда, котел нагревается) загружает все может случиться.Если он протечет и внутри, радость от маленького котла сильно возрастет. В общем спасибо, что разместили эту информацию, раз уж на этом котле этого бы не случилось, у соседей был бы аттракцион да и только, а так спасибо форум просветил и ты оч подтвердил. Спасибо.

Регистрация: 04.12.09 Сообщений: 3.615 Благодарность: 1.701

IVEN.

Варочные котлы и духовки

Регистрация: 12.04.09 Сообщений: 3.615 Благодарность: 1.701 Адрес: Украина, г. Харьков

Да спасибо конечно за картинку в 2 ОБТ, но эта Тиорея никак с котлом не подходит (по крайней мере видимо не подходит), а вот интересна именно схема котла.

Регистрация: 20.12.10 Сообщений: 85 Благодарности: 11

Да спасибо конечно за картинку в 2 ОБТ, но эта Тиорея никак не вяжется с котлом (по крайней мере видимо не подходит), а вот интересна именно схема котла.

Дело не в теории. Как раз существует общепринятая классификация газогенераторных установок по принципу газификации топлива. «Жемчуг», «Фильтратор», надеюсь, теперь понятен.

Регистрация: 21.12.10 Сообщений: 38 Благодарности: 40

Участник

Регистрация: 21.12.10 Сообщений: 38 Благодарности: 40 Адрес: г. Чита

Ивен, может пропустил? Пост №260. Есть патент со схемой.
Схема традиционной печи с направлением горючих газов снизу вверх плюс подача дополнительного воздуха в перенапряжение.При малой подаче воздуха в топку он формируется для преобразования и поступления, а так как в днище котла температура низкая, и даже вдобавок, и поверхности теплообмена есть, они не горят, а они уплотняются и оседают на элементах котла. Кроме того, для лучшего сжигания пиролизных газов только на естественной линии необходима относительно высокая камера сгорания, для нормального смешения и полного сгорания пиролизного газа, а в схеме котла Попова камера разделена на две горизонтальные части. .Пиролизный газ имеет температуру больше, чем подаваемый воздух, и будут потоки пучков, воздух внизу камеры и газ в верхнем. В результате большая часть газа не смешивается и не сгорает, попадает в верхнюю камеру, а затем в трубу. С учетом таких потерь не следует говорить о высоком КПД котла.

Если конечно вы не верите популяризатору котла Поповой, он разогревается до 350 градусов по Цельсию. Представим себе, что эти гении смогли организовать «процесс горения» при 10 градусах Цельсия! При аналогичной температуре происходит еще один вид «горения» — гниение, в результате которого получаются такие же углекислый газ и вода.Ну как тебе к.п.д. Этот процесс?!

И каждый год заряжаю такой котел каждый год: машина навоза в смеси с соломой и «горит» два месяца без дозаправки при температуре 40 градусов.

TEU (ТЭЦ) «Котлы Попова» — это оборудование для нагрева теплоносителя — воды или воздуха.

Нагревание происходит за счет термохимических процессов превращения твердого топлива в газообразное состояние с последующим сжиганием этих газов.

Это оборудование применяется для отопления в аварийных ситуациях и в системах отопления помещений различной площади и назначения — жилых помещений, саун, бань, теплиц, теплиц, для сушки сельскохозяйственных продуктов и пиломатериалов.

Котел «Попова» может работать как газовый, угольный, дровяной аппарат, а также как мусоропровод.

Принцип работы

Работа данного нагревательного оборудования основана на принципе пиролиза (термического разложения) твердого топлива.

В процессе сгорания топлива в условиях ограниченного доступа воздуха образуются горючие компоненты, имеющие высокую теплотворную способность. Это метан, метанол, водород, этилен, окись углерода, пиролизная смола. Процесс разложения твердого топлива происходит в интервале температур 200-350 0 С. Летучие продукты пиролиза переносятся в камеру выживания, в которой при достаточном количестве кислорода происходит их полное сгорание с выделением значительного количества нагревать.Через теплообменные поверхности тепло передается теплоносителю.

Внимание! Получение дополнительной тепловой энергии и удлинение процесса горения увеличило продолжительность горения на одну таб.

Котельная на TEU не нуждается в дыме, так как это достаточный инструмент для отвода продуктов сгорания, который обеспечивается правильно устроенной дымовой трубой.

Пиролизный котел Попова с механической регулировкой теплоносителя не зависит от электросети.Он может поддерживать нужную температуру с точностью до полутона. Топливо в установку закладывается один-два раза в сутки, что определяется объемом загрузочной камеры.

Внимание! Из-за отсутствия углеродных газов и смол трубы дымохода сохраняют гладкую поверхность, защищающую их от скопления сажи. Чистку теплогенератора может провести любой разнорабочий в комплексе с выполнением других работ.

Asha можно снимать с агрегата даже во время работы, и нет необходимости удалять его полностью.Вокруг больших трубок окислителя специально оставляют слой толщиной 5-50 мм, который служит катализатором термохимических процессов.

Работу отопительной установки Popova в любой момент можно остановить с помощью системы регулировки.

Конструкция пиролизного котла Попова

Нагревательный блок Попова состоит из двух камер: нижняя — пиролизная и верхняя — камеры замораживания пиролизных газов.

Выживающая камера состоит из двух секций, разделенных горизонтальной перегородкой.Агрегат оборудован тремя регуляторами:

• Маленькие трубки окислителя, расположенные под дверцей, регулируют мощность нагревательного устройства, изменяя подачу кислорода в камеру пиролиза.
• Верхний патрубок, расположенный на верхнем патрубке теплогенератора, предназначен для регулирования характеристик работы агрегата путем изменения скорости вращения дымовых газов.
• Перед установкой стоит сьюбер, не позволяющий спускать газ в помещение.

Над камерой сгорания расположен блок вторичного забора воздуха пиролизных газов. Блок содержит завихрения, которые равномерно распределяют нагретый воздух по всему объему камеры.

В процессе движения дымовых газов происходит их интенсивный теплообмен с теплоносителем, что позволяет снизить температуру продуктов сгорания до 140 0 С.

Внимание! Для уменьшения тепловых потерь агрегата служат водяная рубашка и внешний слой теплоизоляции.

Необходимое для работы TEU обеспечивается дымоходом, длина которого не менее 7 м. При этом горизонтальный участок не должен превышать одного метра. Верхняя точка дымохода должна быть выше козырька крыши не менее чем на 300 мм, что позволит избежать попадания дымовых газов в помещение. Дымоход по всей площади контакта с внешней средой должен быть изолирован. Для прочистки дымохода внизу предусмотрено отверстие с дверцей.

Если система подключена к системе к системе для воды, желательна установка трехходового клапана.Это позволит теплоносителю двигаться по небольшому кругу через накопительную емкость, что увеличивает температуру теплоносителя на входе обратной трубки в агрегат. Повышение температуры теплоносителя в обратном трубопроводе позволяет продлить срок службы отопительного агрегата.

В качестве энергоносителя для данного отопительного оборудования можно использовать все виды твердого органического топлива, влажность которого не превышает 65%, в том числе все виды угля и торфа.Также производим модификации с газовыми горелками, обеспечивающие работу на магистральном или сжиженном газе.

Добрый день, Антоний!
Очень приятно общаться с начитанными!
Спасибо за ссылки. piroliz.narod.ru уже смотрел. Очень интересно. Жалко, что нет описания самих установок и температурных режимов. Я выражаюсь вашими словами: «Я плачу, Штирлиц вокруг!».
Ищем людей, которые работают в низкотемпературных режимах и достигли каких-либо результатов близких к описанным на сайте пиролиз.narod.ru. Поэтому еще раз спасибо за контакт. Если вы сотрудничаете с этими людьми, сообщите вам об этом.
То, что мы не выдаем технологии для производства своей продукции, в этом ряду причин в первую очередь промышленного шпионажа.

С законами физики никто не спорит. Мы только настаиваем на политкорректности, произнося фразу «эффективность». Согласитесь, заказчика при изучении технических характеристик котла больше интересует неэффективность, а изменение расхода топлива для получения необходимого количества тепла при всевозможных условиях.
Очень неудобно, когда у грамотных теплотехников самые простые вещи, а они просто забыли или почему-то не знают, что при пиролизном разложении той же древесины выделяются газы, низшая теплотворная способность которых намного выше, чем дрова, из которых они получены. Вдобавок вы чувствуете себя довольно неловко, когда начинаете давать возможность объяснять, что каждый пиролизный состав может объяснить, что состав пиролизных газов может изменяться в гораздо большем диапазоне, чем это описано, например, на сайте пиролиз.narod.ru и вообще, говорить о том, что Либо эффективность просто не разумна (из-за отсутствия идеальной модели, с которой можно было бы сравнивать). И вы чувствуете себя совершенно неуютно, когда вас обвиняют именно так серьезно уважаемых людей на основании каких-то их личных стереотипов и убеждений.
Стараюсь четко подойти к формулировке, поэтому прошу прощения, если где-то на наших сайтах употреблено слово Пиролиз. Там нет пиролиза, как вообще, то и пиролизных котлов нет.Это просто модная формулировка и не более того. Пиролиз (от греч. Pyr — огонь, тепло и Lysis — разложение, разложение) — термическое разложение органических соединений (древесины, нефтепродуктов, угля и др.) Без доступа воздуха. (см. Википедию)
Имеется газообразование и термохимические процессы, происходящие при температурах 250-350 ° C и недостатке кислорода со всеми компонентами (жидким, твердым, газообразным) органического топлива. Хотя нет, для более полной формулировки, температурные режимы лучше понизить, т.к. в своих исследованиях мы не ограничиваемся этими параметрами.

К сожалению, про «супер-пуперные мезонно-катионные поля и другие подобные устройства» мне не удалось найти, пожалуйста, дайте более подробную ссылку.
Лично меня очень интересуют всевозможные «вечные двигатели», поэтому, если есть что-то про всевозможные гравитационные силовые установки, буду очень признателен! Особенно интересны ссылки на российских производителей и изобретателей.
И в нашем производстве мы теперь озабочены созданием союзников, производителей поршневых автозапчастей, систем автоматизации для котлов мощностью более 1 МВт, теплообменников, паровых турбин малой мощности и электрогенераторов.Если вы сможете помочь найти такие, очень поможете развитию альтернативной энергетики в России.

Котел Попова своими руками

Котел Попова

3 — Маленькие окислительные трубки
4 — Поддельная дверца камеры
5 — Внутренний сифон
6 — Инжекторное отверстие
7 — Ревизионная крышка
8 — Трубка для слива конденсата

10 — Сливное сопло

12 — Фланец выхлопной трубы

• Sewberry верхний.Этот элемент размещается на верхнем сопле теплогенератора. Позволяет регулировать основные характеристики котла, изменяя показатель дымности;

Котел Попова

Дополнительно котел снабжен внешней теплоизоляцией слоем и специальной водяной рубашкой. Благодаря этим устройствам можно снизить тепловые потери.

В хозяйстве для топки котла Попова выгоднее и рациональнее использовать экструдированные опилки.Это относительно доступное топливо, одной загрузки которого хватает на гораздо более длительное время по сравнению с другими распространенными вариантами охлаждающей жидкости.

Прессованные опилки

Самый простой вариант такого котла во многом похож на обычный буржуй. Однако самодельный агрегат, в отличие от буржуйки, может работать на одной загрузке топлива полдня, а потом и целый день! Продолжительность работ зависит от объема загрузочной камеры и характеристик используемого топлива.При желании такой котел можно использовать не только для отопления дома, но и для копчения различных мясных продуктов.

1. Топливный бак.
2. Аппарат для сварки.
3. Болгарский.
4. Трубы прямоугольные 6х4 см.
5. Цементный раствор.
6. кирпичей.

Первая ступень

Сделайте 2 цилиндра из листовой стали. Один цилиндр должен иметь диаметр немного больше другого. Маленький цилиндр вставляем в еще, а сверху прикрепляем крышку.Его также можно изготавливать самостоятельно из листовой стали. Дно порождают низ. Крышка и дно должны иметь толщину в 2 раза больше аналогичного показателя для стенок емкости. Баллоны вываривают из стали толщиной 2-3 мм, а для изготовления крышки и днища используют сталь 4-5 миллиметров.

Вторая фаза

Третья ступень

Четвертая ступень

Пятая ступень

Молодец!

Видео — Пиролизный котел Попова

своими-рыками.RU.

медь Попова Длительное горение своими руками чертежи, инсталляция

Использование эффекта пиролиза стало причиной появления нового типа котлов длительного горения. Внешне они похожи на традиционные твердотопливные модели, за исключением наличия дополнительной камеры сгорания. Один из примеров усовершенствованного отопительного оборудования — пиролизный котел Попова, работающий на древесном топливе.

Особенности конструкции, характеристики

Суть пиролиза — разложение органических веществ при напряжении с минимальным доступом кислорода.В результате образуются летучие горючие газы с высоким индексом нагрева — водород, оксид углерода, этилен, метанол. Они являются основным источником тепла.

В базовую конструкцию котла Попова входят такие элементы:

• Топливная камера расположена спереди. Заряжание осуществляется через верхний люк, зажигание — через небольшую боковую дверцу. Возможно увеличение расхода топлива за счет установки дополнительного блока.
• Фотоаппарат Довжиги.Он имеет М-образную форму, вход в него находится под топливным отсеком, за решеткой. Основная зона горения находится в тыльной части конструкции.
• Заслонка регулировки объема воздушного потока. Он подключен к механическому термостату.
• Теплообменник. Имеет спиралевидную форму, находится сзади.
• Насадка для подключения дымохода.

Котел Поповой в разрезе сложностью не отличается. Его конструкция аналогична традиционным «минным» моделям.Инновационные решения — возможность увеличения топливной камеры, спиральный теплообменник. В некоторых моделях можно подключить бак косвенного нагрева.

Для контроля процесса горения в конструкции предусмотрены такие компоненты:

• Трубы окислителя. Нам нужно контролировать приток воздуха в морозильную камеру. Регулировка происходит за счет изменения положения нижней заслонки.
• Верхний патрубок Ограничивает удаление окиси углерода через дымоход.
• Шиберы-заглушки. Предназначен для обслуживания оборудования, предотвращения пригорания продуктов в помещение.

Вот основные характеристики, которыми обладает твердотопливный котел Popova. Дополнительная информация — зона горения газов выполнена из жаропрочной стали толщиной 10 мм. Это сказывается на стоимости увеличения, но значительно увеличивает энергоресурс оборудования.

Принцип работы, нюансы настройки

В отличие от стандартных твердотопливных моделей нужно знать, как повернуть котел Поповой.Рекомендуется использовать наливное топливо — опилки, щепу. Их масса создает необходимое давление на зону пиролиза, плотность не позволяет газу подниматься вверх.

1. Заливаем топливо, проверяем герметичность верхней крышки.
2. Ражиги Файнэв, нижняя заслонка максимально открыта.
3. После образования пламени ограничить доступ воздуха в топливную камеру.
4. В процессе сгорания пиролизных газов регулируется температура воды в теплообменнике.

На первом этапе важно обеспечить хорошее влечение. Верхний шибер должен быть полностью открыт. Через 20-30 минут работы его можно частично закрыть. Если продукты сгорания попадают в котельную — снова открываются шиберы.

Правила монтажа, основные требования

Правильный монтаж пиролизного котла Попова начинается с выбора места установки. Котельную рекомендуется оборудовать, правила изложены в СНиП 42-01-2002.Сделайте естественную и принудительную вентиляцию, материал отделки стен и пола в зоне установки отопительного оборудования негорючий. Топливо хранится в отдельном помещении.

Расширенные специальные требования:

• Дымоход утепленный для котла Попова. Причина — температура угарного газа на выходе — до + 140 ° С. Это причина появления конденсата и его стекания в халяву. Рекомендуется использовать дымоходы типа «сэндвич», между оцинкованными стенками которых устанавливается базальтовая вата.
• Длина дымохода от 4 м. Это необходимо для образования тяги.
• Сервис. Периодическая очистка теплообменника, удаление сажи с внутренней поверхности зоны горения газов. Двери расположены в задней части корпуса. Доступ к ним должен быть бесплатным.

При подключении бака косвенного нагрева минимальная длина срабатывания. Это снизит тепловые потери при транспортировке теплоносителя.

Трудности самостоятельного изготовления

Дороговизна отопительного оборудования — один из негативных факторов.Вы можете попробовать сделать горшок из Попова длительного горения своими руками — чертежи и порядок сборки частично в сети. На практике это проблематично — нет точных схем с размерами компонентов оборудования. Известны только марка и толщина используемой стали.

В процессе проектирования и изготовления вы можете столкнуться со следующими проблемами:

• Из-за высокой температуры пиролизных газов морозильная камера выживания выполнена из тугоплавкой стали толщиной 10 мм.Сварить подобную конструкцию в домашних условиях натягом сложно.
• Размеры газоотвода газов относительно объема топливного блока. Они напрямую влияют на мощность, но правильное соотношение знает только разработчик оборудования.
• Теплообменник Singite. Для его изготовления необходимо гнуть стальные трубы, что может привести к истончению стенок. При длительном температурном воздействии это приведет к разгерметизации.

Для самостоятельного изготовления можно рассмотреть альтернативные варианты пиролизных котлов.В качестве примера часто используется схема неопальной модели. Отличается простотой сборки, наличием турбины для регулирования подачи воздуха.

prokotlyi.ru.

Самодельный пиролизный котел: чертежи, расчет, пусконаладка, видео

Пиролизные котлы

давно пользуются популярностью у владельцев частных домов — по величине КПД они приближаются к газовому оборудованию, при этом могут быть установлены даже в любом доме и не зависят от наличия газа и электричества.Пиролизный котел можно сделать самостоятельно, сэкономив много денег.

Отличия и преимущества

В обычных дровяных котлах и посевах с водяным отоплением дрова сгорают довольно быстро, и одной дровки хватает на 3-4 часа. Отопительное оборудование при этом требует постоянного внимания, ведь если огонь в топке погулять, охладитель остынет, и в доме станет холодно. Эта особенность твердотопливных котлов часто вынуждает домовладельцев устанавливать дополнительное электрическое отопление или устанавливать котел длительного горения.

Котлы пиролизного типа отличаются длительным сроком службы на одной загрузке. В качестве топлива они могут использовать дрова или пеллеты — прессованные отходы деревообработки. Длительность эксплуатации таких моделей обусловлена ​​особым режимом работы, основанным на пиролизе.

Видео: Принцип работы котла

Пиролиз — что это такое и как его применяют в котлах

Процесс обжига дров довольно сложен. Он состоит из волокон целлюлозы, связанных связующим — лизином.При нагревании эти связи разрушаются, начинается газоизоляция, а древесные волокна темнеют и обугливаются. Газ, называемый пиролизом, содержит горючие элементы, в том числе водород. Нагрев от горячей поверхности тлеет полный, он воспламеняется и образует яркий огонь.

Повышенное содержание кислорода в зоне горения увеличивает размер пламени. Это можно заметить при открывании дверцы змеевика — дрова сразу начинают гореть ярче. Сгорание пиролизных газов сопровождается активным тепловыделением, от которого усиливается рубка дров, и они сильно сгорают до угля.Пламя при этом может достигать высоты более метра, при этом он нагревается не только духовкой, но и дымоходом, причем горячим, не до конца сгоревшие газы с высоким содержанием сажи поступают в трубка.

Конструкция пиролизного котла позволяет сжигать дымовые газы в отдельной зоне Довжиги. В этом случае дрова в зоне газогенерации долго и равномерно скручивают с постоянной температурой. Во избежание активного сгорания топлива поступление воздуха в загрузочную камеру ограничивается заслонкой.Воздух наоборот нагнетается, иногда с помощью вентилятора, но чаще — с помощью естественной тяги.

Типовой дизайн

Внешне котел пиролизного типа мало чем отличается от твердотопливного аналога. В случае из стали или чугуна есть топка с дверцей или люком для загрузки топлива. Топку можно разделить на камеры газогенерации и дожигания с перегородками, но иногда разделение условное, и процессы происходят в разных зонах топки.

Для очистки от золы на дне загрузочной камеры топливного бака расположена решетка, а внизу — кошник с дверцей или шейкер для сбора золы. Также квивильная зона оборудована отдельными дверцами для очистки, так как в ней часто образуется сажа, и ее очистка требуется.

Рядом с топкой расположен теплообменник, в котором циркулирует выбранный для системы отопления теплоноситель: антифриз, антифриз или специально подготовленная вода. Оснащен двумя штуцерами для подключения труб отопительного контура.

Для отвода дыма предусмотрена труба, соединенная с дымоходом, соединяющимся с топкой в ​​зоне загрузки. Может оснащаться датчиками температуры и тяговым шипом.

Уровень автоматизации котла зависит от модели, стоит отметить, что котлы с контролем процесса горения энергозависимы, их установка возможна только при бесперебойном электроснабжении.

Видео: Проектирование пиролизного котла

Преимущества и недостатки

Несомненное преимущество, благодаря которому пиролизные котлы приближаются к газу — это эффективность и высокий КПД.Но этим перечень достоинств котла не ограничивается, их также выделяют:
• длительная работа на одной из топливных нагрузок — до 48 часов в мощных моделях, до 18 часов — в бытовых;
• наличие и разнообразие потребляемого топлива — пиролизные котлы также могут работать на пеллетах, брикетах, стружке и помятостях досок, а некоторые модели даже на OPILE;
Котлы
• имеют компактные размеры, достаточно маленькое отдельное помещение для них;
• температура дыма на выходе из котла низкая, максимум 200 градусов в режиме вытяжки, что позволяет использовать в сборке недорогой и удобный металлический сэндвич-дымоход;
• дым содержит небольшое количество сажи, не загрязняет атмосферу и кровлю;
Современные модели
• оснащены автоматическим регулятором тяги, позволяющим устанавливать режим нагрева и не тратить время на регулировку режима;
• Срок эксплуатации котла — от 15 лет.

Недостатки пиролизных котлов:

• требовательность к влажности используемой древесины не более 20 процентов;
• требуют правильного монтажа отопительного контура, о котором будет рассказано ниже;
Приобретено
• котлов, особенно чугунных моделей, достаточно дорогих, по цене сопоставимых с газовым оборудованием.

Как видите, все недостатки пиролизных котлов устранены за счет правильной эксплуатации.А удешевить отопительное оборудование можно, сделав самодельный котел — это вполне реально, если провести расчет тепловой мощности, а также найти готовые чертежи или изготовить их своими руками по эскизам проверенных моделей.

Чертежи и описание

Самодельный котел, представленный на предлагаемом к сборке чертеже, изготовлен своими руками по типу пиролизного котла верхнего горения с нагнетанием в камеру сгорания нагнетаемого воздуха.

Принцип его действия:

• в верхнем отделении через дверь, расположенную в верхней части корпуса, закладывают разовые порции горючего и поджигают их сверху;
• вентилятор-дымоход, установленный в верхней части корпуса, направляет дым, выделяющийся при горении, в камеру дожигания;
• происходит дожигание содержащихся в них газов и горючих включений;
• дым выходит через сопло дымохода, расположенное в задней части котла, в дымоходе;
• зола, образовавшаяся в топке, через решетку решетки попадает в зольник, который находится ниже тепловой камеры;
№
• топку окружает водяная рубашка, которая играет роль теплообменника и теплоизоляции стен котла;
• вода в теплообменник поступает через нижний штуцер, расположенный в задней части котла, а подается в систему — через верх;
• на верхней плоскости котла расположен контроллер, позволяющий регулировать режим, а внутри теплообменника — датчик температуры.

На чертеже указаны размеры котла и обозначение его конструктивных частей. Часть размеров обозначается буквенным кодом — они указываются таблицей и выбираются на желаемую мощность котла. Эти размеры определяются тепловым расчетом, от них зависит правильная и бесперебойная работа.

Материалы и инструменты, необходимые для сборки

Корпус котла изготавливается своими руками из листовой стали и металлических труб с применением сварки.Поэтому перед его изготовлением необходимо подготовить: инвертор сварочный
• , электроды;
• болгарка с отрезными и шлифовальными кругами;
• сверло с набором сверл по металлу;
• электролзик.

Материалы и их приблизительное количество:

• 3 листа стали стандартного размера 1250х2500 мм, толщиной 4-5 мм, лучше холодная прокатка — меньше лидирует при скачках температуры;
• 2 листовая оцинкованная сталь 1250х2500 мм, толщина 1.5-2 мм;
• металлическая трубка Ø32 мм, толщина стенки 3,2 мм;
• металлических труб Ø57 мм, толщина стенок 3,5 мм;
• металлическая трубка Ø159 мм, толщина стенки 4,5 м, общая длина 0,5 м;
Профильная труба
• двух нулевых концов: 60х30х2 и 80х40х2;
• фурнитура для дверей — ручки, вентили;
• фурнитуры;
• кирпич шамотный для футеровки печи;
• асбестовый шнур для теплоизоляции двери.

Точное количество материала необходимо уточнить по рабочим чертежам.Дополнительно необходимо подготовить дымосборник необходимой мощности, термодатчик, контроллер и источник бесперебойного питания на ~ 220 В. Мощность вентилятора определяется расчетным путем.

Для уменьшения веса котла для наружных стенок теплообменника можно взять сталь толщиной 2 мм. Они нагреваются менее чем до 100 градусов, поэтому не подвержены деформации.

Строительная техника

Последовательность операций может быть разной, но опыт мастеров показывает, что лучше собрать котел своими руками так:
1. По приведенному выше базовому чертежу рабочий, с уточненными по таблице и размерами. расчет.
2. Из металлических листов и труб вырезаются заготовки для сборки агрегата. Отверстия под трубы и фитинги выполняются с помощью дрели и электролизера или плазменной ленты — второй вариант предпочтительнее, так как позволяет сделать идеально ровный срез.
3. Сварка флок-камерой из металла толщиной 4-5 мм. Установите перегородку, образующую дым, в задней части печи. Между загрузочной камерой и зоной промерзания из уголка или стальной полосы делают опору для решетки.Изящество лучше установить чугунным — он прослужит дольше, а при деформации или нагрузке его можно легко снять и заменить.
4. К камере в ее верхней части приварены патрубок дымохода и патрубок с заслонкой для подачи воздуха. На выходе мы обеспечиваем места для посадки дыма.
5. Выполнить часы работы дверок топки и зольной камеры от резки металла.
6. Перемычки сварные, которые соединят внутреннюю и внешнюю стенки теплообменника и компенсируют перепады давления.Их можно сделать из стальной полосы. Перемычки должны быть вертикальными, чтобы не мешать естественной циркуляции теплоносителя.
7. Постепенно приварите только внешние стенки накала, соединив их перемычками. В отверстия на задней стенке котла приварите штуцер для подачи воды в систему.
8. Сделайте металлический лист. Они выполняются двойным слоем теплоизоляции — асбестовой тканью. Двери крепят к котлу на петле или продумывают другой вид крепления.
9. Топка в зоне загрузки запитана шамотным кирпичом на четверть кирпича на термостойком растворе.
10. К котлу приварены регулируемые ножки, что позволяет устанавливать его строго горизонтально.
11. Корпус шлифуется, снимается с шкалы, после чего покрывается собственной термостойкой краской с баллона.
12. Установить дымовую трубу между соплом и дымоходом, подключить к сети.
13. Контроллер устанавливается в верхней части котла, а датчик размещается в теплообменнике рядом с выходным патрубком.

На этом узле закончено, и его можно подключить к системе отопления и запустить.

Подключение котла к отопительному контуру

Котлы длительного горения, сделанные своими руками, могут работать в системах с естественной или принудительной циркуляцией — их конструкция достаточно надежна. Системы с естественной циркуляцией монтируются с соблюдением угла наклона труб, с принудительной — с подключением циркуляционного насоса нужной мощности, которая определяется расчетом.

Из-за склонности теплообменника к низкотемпературной коррозии рекомендуется контролировать температуру воды на входной арматуре. Он не должен опускаться ниже 60 градусов по Цельсию. Чтобы поддерживать ее в этих пределах, между прямой и обратной трубой делается перемычка, с помощью которой обратная разводится горячей водой до нужной температуры.

Регулировка и включение

Перед тем, как включить котел в работу, необходимо залить в систему теплоноситель.Регулировка заключается в выборе режима подачи воздуха в морозильную камеру, регулируя тем самым интенсивность горения газов и температуру в топке.

Косвенно можно определить оптимальность режима работы дыма, действующего из трубы: если он не имеет резкого запаха и серого оттенка, значит, топливо сочетается полностью, и режим выбран правильно.

Первые дни самодельный котел работает в тестовом режиме.В это время лучше не оставлять ее без присмотра и использовать только качественное топливо, а камеру загрузить на 2/3. После тестирования котла вы можете работать на полную мощность и наслаждаться теплом в доме.

гидпопечкам.ру.

Принцип работы котла Попова. Технические характеристики и особенности конструкции. Отзывы потребителей

TEU (ТЭЦ) «Котлы Попова» — это оборудование для нагрева теплоносителя — воды или воздуха.

Нагревание происходит за счет термохимических процессов превращения твердого топлива в газообразное состояние с последующим сжиганием этих газов.

Это оборудование применяется для отопления в аварийных ситуациях и в системах отопления помещений различной площади и назначения — жилых помещений, саун, бань, теплиц, теплиц, для сушки сельскохозяйственных продуктов и пиломатериалов.

Котел «Попова» может работать как газовый, угольный, дровяной аппарат, а также как мусоропровод.

Принцип действия

Работа данного нагревательного оборудования основана на принципе пиролиза (термического разложения) твердого топлива.

В процессе сгорания топлива в условиях ограниченного доступа воздуха образуются горючие компоненты, имеющие высокую теплотворную способность. Это метан, метанол, водород, этилен, окись углерода, пиролизная смола. Процесс разложения твердого топлива происходит в интервале температур 200-350 0 С. Летучие продукты пиролиза переносятся в камеру выживания, в которой при достаточном количестве кислорода происходит их полное сгорание с выделением значительного количества нагревать.Через теплообменные поверхности тепло передается теплоносителю.

Внимание! Получение дополнительной тепловой энергии и удлинение процесса горения увеличило продолжительность горения на одну таб.

Котельная на TEU не нуждается в дыме, так как это достаточный инструмент для отвода продуктов сгорания, который обеспечивается правильно устроенной дымовой трубой.

Пиролизный котел Попова с механической регулировкой теплоносителя не зависит от электросети.Он может поддерживать нужную температуру с точностью до полутона. Топливо в установку закладывается один-два раза в сутки, что определяется объемом загрузочной камеры.

Внимание! Из-за отсутствия углеродных газов и смол трубы дымохода сохраняют гладкую поверхность, защищающую их от скопления сажи. Чистку теплогенератора может провести любой разнорабочий в комплексе с выполнением других работ.

Asha можно снимать с агрегата даже во время работы, и нет необходимости удалять его полностью.Вокруг больших трубок окислителя специально оставляют слой толщиной 5-50 мм, который служит катализатором термохимических процессов.

Работу отопительной установки Popova в любой момент можно остановить с помощью системы регулировки.

Конструкция пиролизного котла Попова

Нагревательный блок Попова состоит из двух камер: нижняя — пиролизная и верхняя — камеры замораживания пиролизных газов.

Выживающая камера состоит из двух секций, разделенных горизонтальной перегородкой.Агрегат оборудован тремя регуляторами:

• Маленькие трубки окислителя, расположенные под дверцей, регулируют мощность нагревательного устройства, изменяя подачу кислорода в камеру пиролиза.
• Верхний патрубок, расположенный на верхнем патрубке теплогенератора, предназначен для регулирования характеристик работы агрегата путем изменения скорости вращения дымовых газов.
• Перед установкой стоит сьюбер, не позволяющий спускать газ в помещение.

Над камерой сгорания расположен блок вторичного забора воздуха пиролизных газов. Блок содержит завихрения, которые равномерно распределяют нагретый воздух по всему объему камеры.

В процессе движения дымовых газов происходит их интенсивный теплообмен с теплоносителем, что позволяет снизить температуру продуктов сгорания до 140 0 С.

Внимание! Для уменьшения тепловых потерь агрегата служат водяная рубашка и внешний слой теплоизоляции.

Необходимое для работы TEU обеспечивается дымоходом, длина которого не менее 7 м. При этом горизонтальный участок не должен превышать одного метра. Верхняя точка дымохода должна быть выше козырька крыши не менее чем на 300 мм, что позволит избежать попадания дымовых газов в помещение. Дымоход по всей площади контакта с внешней средой должен быть изолирован. Для прочистки дымохода внизу предусмотрено отверстие с дверцей.

Если система подключена к системе к системе для воды, желательна установка трехходового клапана.Это позволит теплоносителю двигаться по небольшому кругу через накопительную емкость, что увеличивает температуру теплоносителя на входе обратной трубки в агрегат. Повышение температуры теплоносителя в обратном трубопроводе позволяет продлить срок службы отопительного агрегата.

В качестве энергоносителя для данного отопительного оборудования можно использовать все виды твердого органического топлива, влажность которого не превышает 65%, в том числе все виды угля и торфа.Также производим модификации с газовыми горелками, обеспечивающие работу на магистральном или сжиженном газе.

Отзывы о котле Попова самые разнообразные — и положительные, и отрицательные. Поэтому перед покупкой такого оборудования или его самостоятельным изготовлением по чертежам желательно проконсультироваться с пользователями данного агрегата. Представители официального производителя ТЭУ «Попов Котлы» ООО НПП Ультрасвук утверждают, что на рынке отопительного оборудования могут появиться подделки, не способные обеспечить заявленные характеристики.

kotel-otoplenija.ru.

Пиролизный котел Попова

Обогрев помещения зимой — одна из важнейших задач, обеспечивающих комфортные условия в нем. А пиролиз Попова Пиролиза в последнее время завоевывает все большую популярность. Газовый котел обеспечивает лучшие характеристики постройки здания, а также обладает отличной функциональностью и практичностью в использовании. Однако не всегда есть возможность воспользоваться этим благом цивилизации, а цены на него в последнее время достигают заоблачных высот.Эти факторы послужили отправной точкой для поиска других видов отопления собственного жилья.

Обзор твердотопливных котлов и их недостатки, выявленные в процессе эксплуатации приборов

Твердотопливные котлы — альтернатива газовым котлам. Разнообразные печи и буржуйки известны населению нашей страны издавна. Многие из нас и сами используют такие устройства для обогрева собственных сараев или гаражей. В качестве дополнительного источника тепла эти устройства проявляют себя с лучшей стороны.Однако их использование связано с некоторыми неудобствами, вызванными принципом работы подобных объектов. Среди них можно выделить следующие факторы:

• высокий расход топлива;
• низкий КПД;
• необходимость постоянно поддерживать горение;
• обильное дымообразование.
№

Все эти печи на твердом топливе обеспечивают кратковременный эффект поддержания температуры. В будущем они требуют постоянного внимания и поддержания процесса сгорания топлива.

Кроме того, КПД аналогичных устройств имеет достаточно низкие показатели, этот эффект связан с большим количеством тепла, содержащимся в продуктах сгорания, и отводом его через дымоход наружу. Все это приводит к тому, что значительная часть тепла, которое могло бы служить для обогрева помещения, просто растворяется в окружающей среде. Расход топливного материала остается значительным, что совершенно неэкономично с материальной точки зрения.

Духовка Попова: принцип работы и явные преимущества

Альтернативой аналогичным устройствам является твердотопливный котел Попова, основанный на использовании эффекта пиролиза.Что это значит? Конструкция камеры сгорания этого устройства выполнена практически герметичной, т.е. доступ кислорода в нее строго ограничен. Ни для кого не секрет, что для полноценного процесса сгорания нужен кислород, иначе этого просто не произойдет. Исходя из этого фактора, все же обеспечивается минимальный ввод воздуха в камеру сгорания. Однако его количество настолько незначительно, что полноценного горения не происходит. Вместо этого это процедура для медленного твердого топлива. Теплоотдача при этом имеет значительно более низкие показатели, чем при полном сгорании материалов.Но благодаря дизайну это различие практически незаметно.

Печь Попова содержит один секрет, заложенный в ее конструкции. Он заключается в повторном сгорании выхлопных газов. Что это значит? В процессе медленного истончения древесины, являющейся основным топливным элементом, используемым в этой печи, выделяется значительное количество дыма, в котором содержится определенное количество неизрасходованного топлива. Именно его перенаправляют в следующий отсек, где подвергают вторичному использованию. В результате этого процесса происходит его частичное сгорание и улучшается теплопередача всего устройства.Остатки дважды переработанного топлива выходят наружу через дымоход. В конечном итоге печь Попова дает замечательные характеристики при относительно небольшом расходе твердого топлива. Все эти факторы позволяют выделить и структурировать преимущества этого устройства перед другими аналогичными устройствами. Они выглядят следующим образом и в наилучшем виде характеризуют качества данной печи:

• низкий расход топлива;
• повышенной эффективности;
• показатели низкого дымообразования;
• Длительное время сгорания топливного материала.

Вышеперечисленные качества сделали печь Попова одним из самых функциональных твердотопливных устройств, существующих сегодня. Его характеристики теплопередачи и относительно небольшой расход древесины позволяют говорить об оптимальных качествах этого устройства.

Пиролизная печь Попова своими руками: основные узлы

Что касается устройства подобной печи, то она довольно проста. Это один из ее главных секретов, позволяющий собрать печку Попова своими руками.Принципиальная схема этого устройства содержит наглядный чертеж, согласно которому его создание может быть осуществлено в кратчайшие сроки. Эта печь состоит из следующих компонентов, которые вместе образуют уникальный функциональный продукт, отличающийся высокими качествами теплообразования и распределения. Набор деталей выглядит как сама печь, а именно:

• база;
• камера сгорания;
• вторичная камера;
• дымоход.

Четыре основных элемента позволяют создать великолепное изделие, являющееся эталоном для печей на твердом топливе.

Прочное основание служит дном первичной камеры сгорания, в которую непосредственно загружается твердое топливо. Выполняется, как правило, из толстостенного металла, обладающего максимальными прочностными характеристиками. Сверху само основание воспроизводится самой камерой сгорания. Он практически ничем не отличается от конструкции любых других подобных устройств, за исключением вывода выхлопных газов, которые не попадают в дымоход, и в камеру рециркуляции, расположенную на уровне первичного отсека.Там он перерабатывается, а его остатки через дымоход выводятся в атмосферу.

sdelaypechi.ru.

Собрать пиролизный котел своими руками: инструкция и технология работы

Есть еще регионы, в которых нет централизованного отопления. Единственный источник тепла в них — котлы, работающие на твердом или жидком топливе. Те, кто пришел ознакомиться с работой таких котлов на практике, знают, сколько недостатков имеют подобные устройства.

Сравнительно недавно появились котлы, работающие на дровах, но основной тепловой эффект получается за счет сжигания пиролизных газов. К сожалению, рыночные варианты пиролизных котлов имеют высокую цену. Но ничто не мешает мастерам собрать простой пиролизный котел своими руками, собрав экономичный и высокоэффективный отопительный прибор.

Принцип устройства пиролизных котлов

Процесс сжигания пиролиза называется сухой перегонкой. В результате взаимодействия высоких температур и недостатка кислорода древесина в котле разлагается до кокса, выделяя пиролизный газ.При смешивании этого газа с большим объемом кислорода под действием катализатора (высокая температура) происходит экзотермическая реакция, приводящая к воспламенению газа.

Пиролизный газ также вступает в реакцию с углеродом, в результате чего дым, выходящий после испытания топлива, не содержит вредных соединений. Продукты гниения древесины (кокс) также в процессе горения выделяются теплом, поддерживая реакцию. Отсюда следует вывод, что КПД пиролизного котла приближается к КПД 100%.

Преимущества и недостатки пиролизных котлов

В первую очередь рассмотрим преимущества данного вида оборудования:

• Медь длительное время способна выдерживать высокие температуры
• Небольшие затраты на электроэнергию. При том же количестве дров, которое используется для отопления, пиролизный котел работает на 6-9 часов дольше, чем дровяной котел
.
• Продукты распада содержат минимальное количество вредных веществ.
• В качестве топлива могут использоваться древесные плиты и некоторые виды полимерных материалов.

К недостаткам можно отнести следующие нюансы:

• Дороговизна оборудования на внутреннем рынке
• Перед загрузкой необходимо тщательно всосать используемое топливо. В противном случае эффективность пиролизного котла заметно падает
• Зависимость от электросети. Чтобы поддерживать процесс горения, необходимо позже усилить воздух с помощью вентилятора, который подключается к сети.
№

Самый популярный способ отопления — отопление частного дома газом.Природный газ — наиболее экономичное топливо для частного дома. Правда, для установки такого отопления придется потратиться на специалистов, так как установка отопления газом самостоятельно не имеет опыта, чреватого не только поломками. Просто здоровье и жизнь пользователей.

Для газового отопления можно использовать разные виды труб: стальные, медные, оцинкованные, полипропиленовые. О полипропилене для отопления читайте здесь.

Пиролизные котлы классической модели

Конструктивная особенность данной модели нагревательных приборов — две камеры сгорания, необходимые для качественного и эффективного поддержания пиролитического процесса.Загрузочная камера предназначена для разложения энергоносителя и выделения пиролизного газа. После этого газы попадают во вторую камеру, где при смешивании с кислородом образуется горючая смесь. Между камерами парфюм с брикетами.

Еще одна особенность пиролизного котла — наличие форсированной тяги. Повышенное аэродинамическое сопротивление вызывает необходимость установки специального дымохода или вентилятора, который будет обеспечивать подачу кислорода.

Инструменты и материалы, необходимые для сборки

Для того, чтобы самостоятельно собрать пиролизный котел, необходимо приобрести следующие инструменты:

• Электросварка.Рекомендуется использовать модели, работающие от DC
.
• Сверло
• Большой шлифовальный станок для углов (с возможностью установки круга диаметром 230 мм). Также желательно иметь круг диаметром 125 мм, но можно и без этого

После покупки всех необходимых инструментов нужно найти соответствующие материалы, из которых будет собираться пиролизный котел:

• Высококачественное листовое железо. Металлический лист должен быть толщиной от 4 до 6.5 мм, а его общая площадь составляет не менее 7 квадратных метров. м. В целях экономии можно использовать 4 мм. Листовая сталь только для сборки загрузочной камеры. Для второй камеры и внешних стен можно использовать более тонкие листы железа
.
• Труба 57 мм длиной 6-8 м, толщина стенки — в пределах 2,5-3 мм
• Длина трубы 159 мм 0,7 м, допустимая толщина стенки — не более 4,5 мм
• Два выпускных: один 60х30, другой 80х40. Длина трубы — 1 м
• Полоса стальная шириной 20 мм, толщиной 4 мм и длиной 7 м
• Лента стальная с параметрами: ширина — 35 мм, толщина — 4 мм, длина — 1.5 м
• Полоса стальная шириной не менее 85 мм, толщиной 5 мм и длиной 1 м
• Электроды — 5 упаковок
• Круги отрезные — 10 шт., Диаметр — 230 мм, круги шлифовальные — 5 шт., Диаметр — 125 мм.
• Датчик температуры
• Вентилятор

Это основные материалы, которые понадобятся мастеру для сборки пиролизного котла. В процессе работы может оказаться, что расходников нет. Однако это не повлияет ни на цену сборки, ни на ее качество.

Котел пиролизный своими руками (чертеж)

Перед тем, как приступить к сборке такого сложного устройства, необходимо составить схему всех частей котла. Не рекомендуем разрабатывать самодельные отопительные котлы с нуля (конечно, если мастер не теплотехник). Намного проще взять готовую схему и при необходимости собрать по ней, внося необходимые дополнения или доработки.

Схема пиролизного котла своими руками:

• А — аппарат контроля контура котла
• В дверь через которую производится загрузка
• C — Сольник
• D — для дыма
• E — муфта, предназначенная для датчика предохранителя
• F — форсунка, устанавливаемая для аварийной линии
• G — Главный питатель подвода теплоносителя по контуру КВ
• H — подача воды в теплообменник, R = 3/4 дюйма
• K — Вкладыш горячей воды в теплообменнике
• Л — выходная магистраль Кр контур
• M — расширительный бачок

Предлагаемый вариант не самый простой — это знаменитая схема котла Беляева.При желании в Интернете можно найти и гораздо более простые конструкции пиролизного котла своими руками, но мы предлагаем нашим читателям именно тот вариант, технологические особенности которого будут оптимальными. При изменении конструктивных особенностей нужно помнить, что размер внутренней камеры должен измениться незначительно.

Принять во внимание: При пробном пуске пиролизного котла необходимо определить КПД КПД. Конечно, расчетов делать нельзя — достаточно посмотреть на состояние задымленности.Если угарный газ не ощущается — пиролизный котел ПДД высокий.

Пиролизные котлы в качестве теплоносителя могут использовать не только воду, но и воздух. Охлаждающая жидкость движется по контурам точно так же, как вода. Эта система эффективна в домах, которые хозяева посещают довольно редко, например, в дачных домиках из пеноблоков.

Если в коттеджном доме можно пренебречь отоплением, то в каркасных домах для зимнего проживания требуется обязательная установка систем отопления. Кстати, у каркасных домов много преимуществ.Они просты в возведении, имеют относительно небольшую стоимость строительства, высокие теплоизоляционные свойства. О каркасных домах для постоянного проживания читайте здесь.

Кроме отопления нужно сделать в доме вентиляцию. Об установке вентиляции в доме читайте в этой статье. Если подойти к этому делу серьезно, систему вентиляции можно сделать своими руками.

Условия пожарной безопасности

Важна не только технологическая реализация, но и выполнение правил монтажа пиролизного котла с учетом всех требований безопасности.Соблюдать условия:

• Котел необходимо устанавливать исключительно в нежилом помещении.
• Под котлом должно быть кирпичное или бетонное основание
• Расстояние до ближайших стен или предметов интерьера должно быть не менее 30 см.
• Помещение должно хорошо вентилироваться

Принять во внимание: Дымоход котла после установки рекомендуется утеплить минеральной ватой во избежание образования конденсата и смол на внутренней поверхности трубы.

Видео про пиролизные котлы своими руками

Изготовление пиролизного котла своими руками (15-25 кВт)

Сделай своими руками Пиролизный котел (45кВт)

Котел пиролизный твердотопливный своими руками

megabeaver.ru.

Котел Попова своими руками

Котел

Popova — это современное и производительное оборудование, на базе которого можно построить полноценную систему воздушного или водяного отопления. В процессе работы котла загруженное твердое топливо проходит ряд термохимических процессов, распадаясь на твердую и газообразную части.Впоследствии газы сжигаются, что делает расход топлива максимально эффективным.

Котел Попова своими руками

Котел

Popova отлично подходит для отопления помещений самого разного назначения и габаритов. Для топки подойдет практически любое твердое топливо. При необходимости такой котел можно использовать даже как мусоропровод. В свободном доступе представлено множество подробных схем и внятных инструкций, руководствуясь которыми рассматриваемый отопительный агрегат можно собрать своими руками.

Механизм действия котла Попова

Работа рассматриваемого котла основана на принципе пиролиза. При отделении агрегатных флок создаются условия ограниченного доступа воздуха. В результате топливо не горит, а медленно разбивается. Параллельно образуются различные газообразные горючие компоненты с очень высокой теплотворной способностью.

Данные хроматографического анализа газа из котла «Попова»

Загружаемое топливо разлагается примерно при 200-350 градусов.Образовавшиеся газы отправляются в уравнительный отсек. В этой воздушной камере уже достаточно того, что позволяет газам полностью сгореть и выделить много тепла. Образовавшаяся тепловая энергия поступает в теплоноситель.

Пиролизные котлы в целом и рассматриваемый котел попов в частности очень производительное и экономически выгодное оборудование. Такие агрегаты способны работать на единственной загрузке топлива намного дольше по сравнению с другим существующим отопительным оборудованием.

Котел

на базе самодельного котла Попова не надо обустраивать дымом, т.к. продукты сгорания будут достаточно отводиться через дымоход.Рассматриваемое оборудование оснащено механической системой управления теплоносителем, что делает установку независимой от источника питания.

Котел Попова

Котел

Popova отличается высокой точностью — температуру можно устанавливать до полградуса. Топлива достаточно закладывать 1-2 раза в сутки. Конкретная частота зависит в первую очередь от размера загрузочной камеры.

В выделенных дымовых газах отсутствуют смолы и уголь, что позволяет собирать дымоход из труб с гладкими внутренними стенками.Копоть на них все равно накапливаться не будет. Особенности конструкции позволяют без труда очищать агрегат. При необходимости дымоход отключается от основной части системы и все агрегаты очищаются удобным способом.

Котел

Попова можно очистить от золы, даже не прекращая его работы. При этом удалять всю золу необязательно. Около больших труб должен оставаться слой золы, толщиной примерно 1-5 см. Он будет выполнять функцию катализатора, возникающего в теплотехнических процессах.

Особенности конструкции котла

1 — Заслонка выхлопной трубы (внешний патрубок)
2 — Большие трубы окислителя
3 — Маленькие окислительные патрубки
4 — Поддельная дверца камеры
5 — Внутренний патрубок
6 — отверстие форсунки
7 — Ревизионная крышка
8 — Слив конденсата Трубка
9 — Силовая и обратная магистрали
10 — Патрубок для слива воды
11 — Безопасность котла Pugard
12 — фланец выхлопной трубы

Непосредственно агрегат собран из 2-х основных камер.В нижней камере происходит процесс пиролиза, в вышеуказанном отсеке образующиеся пиролизные газы окружаются. Верхний отдел дополнительно разделен на 2 секции горизонтальной перегородкой.

Котел укомплектован регуляторами в количестве трех штук, а именно:

• малые трубы. Эти элементы устанавливаются под дверцей котла. Эти окислительные трубки нужны для изменения мощности нагревательного блока за счет изменения объема подаваемого воздуха;
• Sewberry верхний.Этот элемент размещается на верхнем сопле теплогенератора. Позволяет регулировать основные характеристики котла, изменяя показатель дымности;
• центральный Сьюберри. Устанавливается на передней части агрегата. Благодаря такому устройству будет предотвращено появление котельной.

Над отсеком сгорания топлива установлен блок, через который в камеру поступает вторичный воздух, необходимый для выживания пиролизных газов. В конструкции этого блока предусмотрены завихрения, за счет которых обеспечивается максимально равномерное распределение нагретого воздуха по пространству камеры.

Дымовые газы движутся в направлении выхода из камеры. На этом этапе происходит очень интенсивная передача их тепла в пользу используемого теплоносителя. В результате продукты сгорания охлаждаются примерно до 140 градусов.

Котел Попова

Дополнительно котел оборудован внешним теплоизоляционным слоем и специальной водяной рубашкой. Благодаря этим устройствам можно снизить тепловые потери.

Рекомендуемая длина дымохода котла Попова — 700 см.При использовании более короткой трубы будет отмечено ухудшение тяги. Постарайтесь, чтобы длина горизонтального участка дымохода была не более 100 см. «Уличная» часть трубы обязательно изолирующая. Внизу дымохода проделайте отверстие с дверцей. Через него можно удобно очистить конструкцию, так как она забита.

При желании к котлу можно подключить накопительный бак для воды. В этом случае рекомендуется установка трехходового клапана. Благодаря ему теплоноситель сможет проходить через бак по меньшему кругу, за счет чего температура воды на входе в агрегат повысится.Это поспособствует увеличению срока эксплуатации котла Попова.

Рассматриваемый отопительный агрегат может использовать самые разные типы теплоносителей. В общем, подойдет любое твердое топливо органического происхождения. Главное, чтобы влажность сырья была не более 65%. Также подойдут торф и уголь.

В продаже имеются модификации котлов, оснащенных газовыми горелками, с помощью которых можно наладить работу агрегата на сжиженном или магистральном газе.Однако от самостоятельной сборки газовой модификации котла лучше отказаться, т.к. это очень ответственная работа, требующая высокой квалификации. Малейшие ошибки могут привести к возникновению опасных для жизни ситуаций.

В случае самостоятельной сборки лучше всего отдать предпочтение классической твердотопливной вариации котла Попова.

Руководство по сборке котла Попова своими руками

В хозяйстве для топки котла Попова выгоднее и рациональнее использовать экструдированные опилки.Это относительно доступное топливо, одной загрузки которого хватает на гораздо более длительное время по сравнению с другими распространенными вариантами охлаждающей жидкости.

Прессованные опилки

Сборка котла своими руками выполняется в несколько простых этапов. Однако сначала нужно досконально разобраться в работе оборудования, тогда собрать его будет намного проще.

Сырье укладывается в печь несколькими слоями, каждый из которых аккуратно утрамбовывается.Чем плотнее вы откажете сырье, тем выше будет коэффициент полезности заполнителя. Даже обычная печь будет покрывать намного эффективнее, если в нее загружать тщательно просушенные дрова, что уже говорить о пиролизе Попова.

Самый простой вариант такого котла во многом похож на обычный буржуй. Однако самодельный агрегат, в отличие от буржуйки, может работать на одной загрузке топлива полдня, а потом и целый день! Продолжительность работы зависит от объема загрузочной камеры и характеристик используемого топлива.При желании такой котел можно использовать не только для отопления дома, но и для копчения различных мясных продуктов.

Перед тем, как приступить к работе, соберите все необходимые комплектующие для сборки котла, чтобы не отвлекаться на их поиск.

Комплект для сборки котла Попова

1. Топливный бак.
2. Листы стальные. Опорные листы толщиной 2-3 мм и 4-5 мм.
3. Аппарат для сварки.
4. Болгарский.
5. Трубы прямоугольные 6х4 см.
6. Трубы круглые диаметром 4 и 5 см.
7. Цементный раствор.
8. кирпичей.

Первая ступень

Сделайте 2 цилиндра из листовой стали. Один цилиндр должен иметь диаметр немного больше другого. Маленький цилиндр вставляем в еще, а сверху прикрепляем крышку. Его также можно изготавливать самостоятельно из листовой стали. Дно порождают низ. Крышка и дно должны иметь толщину в 2 раза больше аналогичного показателя для стенок емкости.Баллоны варят из стали толщиной 2-3 мм, а для изготовления крышки и днища используют сталь 4-5 мм.

Вторая фаза

Подготовьте трубы. Изделия должны иметь такой размер, чтобы они могли нормально входить друг в друга — так вам будет проще собрать бойлер Попова. Прямоугольные трубы устанавливаются вертикально, круглые трубы привариваются к котлу горизонтально.

К котлу будут подключены две трубы. Через один будет выводиться нагретая вода, через второй — будет осуществляться подача холодной жидкости.Для монтажа труб заранее подготовьте в стенках котла отверстия диаметром 0,5 см.

Третья ступень

Проволока труб к корпусу котла. Будьте осторожны, прокипятите, чтобы не было трещин.

Четвертая ступень

Проверить корпус котла на герметичность. Важно, чтобы установка не пропускала дым и воду. Проверка предельно проста — достаточно налить воду в трубы и отслеживать состояние системы. При обнаружении утечки закройте отверстия сваркой.

Пятая ступень

Установить собранную конструкцию в раму. Каркас выкладывается из кирпича. Для кладки используйте цементный раствор. По возможности этот каркас рекомендуется сделать заранее, но это не критично.

Таким образом, в самостоятельной сборке котла Попова нет ничего сложного. Выполняйте последовательно описанные задачи, и вы получите эффективный, производительный, надежный и экономичный, производительный, надежный и экономически выгодный в эксплуатации.

Монтаж панелей МДФ на потолок своими руками видео — как монтировать панели, видео инструкции по монтажу своими руками и фото

для длительного горения, пошаговая инструкция, по дереву, чертежи

Понять принцип работы действие может быть основано на схемах и рисунках. Но для самостоятельного изготовления необходимо будет глубже вникнуть в принцип работы устройства. Горелка работает методом сухой перегонки. Когда температура достигает 500-600 градусов, начинается разложение дерева.В результате получается горючий газ и природный кокс.

Пиролизный котел отличается вместительным загрузочным баком и высоким КПД.

Горючий газ смешивается с воздухом. Именно это становится спусковым крючком для начала горения. Но для правильного процесса в камере следует поддерживать оптимальную температуру.

В результате пиролизного горения образуется дым, абсолютно безвредный для окружающей среды.

Горелка длительного действия позволяет максимально использовать твердое топливо.В результате получается очень мало отходов. Лучше раскрывается потенциал древесины, выделяется больше тепла и можно обогревать большие площади.

Пиролиз относится к экзотермическим процессам. Это общее название класса, в результате которого образуется тепло. Но это тепло используется для нагрева и сушки топлива.

Преимущества пиролизных котлов:

1. Длительное время поддерживается стабильная температура;
2. Емкость загрузочного бункера;
3. Высокая эффективность;
4. Может использоваться для утилизации продуктов деревообработки.

Но самодельный пиролиз имеет свои недостатки. Из минусов — большие габариты конструкции, зависимость от электричества и селективность топлива. При покупке готовой системы отмечается высокая стоимость оборудования. Не используйте для обогрева дома влажную древесину. Из-за высокой влажности пиролиз будет затруднен.

Пошаговая инструкция, как сделать пиролизный котел своими руками

Для эксплуатации необходим внушительный перечень инструментов.Вам понадобится дрель, сварочный аппарат, болгарка, вентилятор, термодатчик. Также потребуются электроды, металлические листы, набор различных труб и стальных полос.

Толщина стали должна быть 4 мм. Чтобы сэкономить на корпусе котла, используйте более тонкий материал толщиной 3 мм.

Используя пошаговую инструкцию, можно самостоятельно изготовить пиролизный котел

. Для корпуса котла используется качественная и прочная сталь. Оптимальная толщина — не менее 3 мм.

Изучив все планы и чертежи, можно изготовить гидролизный котел. Все детали системы вырезаются с помощью болгарки. Для их крепления используется сварочный аппарат. Но сделать работу правильно поможет пошаговая инструкция с учетом всех нюансов.

Рекомендации по пиролизному оборудованию:

1. Бункер должен располагаться выше обычных топливных конструкций;
2. Горелка имеет специальный ограничитель для регулирования подачи воздуха;
3. Стопор изготавливается из трубы сечением 70 мм, длина должна быть больше корпуса устройства;
4. К нижнему отсеку ограничителя приварен стальной диск, который создает зазор 4 см со стенками трубы;
5. Установка заглушки обеспечивает проем в крышке котла;
6. Бункер должен иметь прямоугольную форму;
7. В качестве двери используется стальная крышка;
8. Нижняя насадка имеет отверстие для отвода продуктов сгорания;
9. Для улучшения теплоотдачи трубы внутри котла ее выполняют с небольшим изгибом;
10. Регулирование количества теплоносителя осуществляется с помощью клапана.

Правильная установка определяется после первого пуска котла. Продукты сгорания не должны содержать оксид углерода. Работа котла предусматривает регулярную проверку герметичности сварных соединений. Также необходимо будет очистить печь на дровах или угле от золы и копоти.

Часто пиролизные котлы используются в сочетании с водяным отоплением. Но можно попробовать параллельную работу с системой воздушного отопления. Воздух движется по трубам, но возвращается на пол.

Эксплуатация пиролизного котла длительного горения своими руками

Настройка правильной работы котла после установки также имеет свои особенности. Обычно котел не дымит. Перед первым запуском котел подключается к дымоходу и заполняется водой. В котле установлен термостат для контроля температуры жидкости. Для крепления термометра в котлах предусмотрены специальные отверстия.

Чтобы пиролизный котел прослужил долго, его необходимо правильно эксплуатировать.

Порядок работы котла:

1. Вентилятор подключен к электросети и проверен на работоспособность. Воздушные заслонки должны быть в среднем положении.
2. В бункер необходимо поместить небольшое количество бумаги и стружки. Двери камеры нужно будет закрыть.
3. Дроссельная заслонка открывается, вентилятор включается, и бумага загорается.
4. После пожара форсунка заблокирована.
5. Управление горением осуществляется через нижний отсек сгорания.
6. После закипания жидкости нужно выключить вентилятор. Пламя погаснет, и вода начнет остывать.

Котельная установка обеспечивает соблюдение правил техники безопасности. Смонтировать прибор лучше в отдельной котельной. Оснащается устройством на основе кирпича или бетона. Обеспечивает промежуток между котлом и стенами — от 20 см.

Пиролизный котел своими руками: чертежи (видео)

Пиролизный котел имеет множество преимуществ.Это надежная система, позволяющая получить максимальное количество тепла от сгорания древесины. Вы можете приобрести заводской вариант или сделать котел самостоятельно в домашних условиях.

Преобразование микроволновой печи в плазменный реактор: обзор

В этой статье рассматривается использование домашних микроволновых печей в качестве плазменных реакторов для различных применений, от очистки поверхностей до пиролиза и химического синтеза. В этом обзоре прослеживается развитие от первоначальных отчетов в 1980-х годах до современных переделанных печей, которые используются для экспериментального изготовления углеродных наноструктур и периодической очистки керамики ионных имплантатов.Источники информации включают патентные ведомства США и Кореи, рецензируемые статьи и веб-ссылки. Показано, что плазма микроволновой печи может вызвать быструю гетерогенную реакцию (твердое тело в газ и жидкость в газ / твердое тело), ​​а также гораздо более медленную твердотельную реакцию, индуцированную плазмой (оксид металла в нитрид металла). Особое внимание в этом обзоре уделяется пассивной и активной природе проволочных воздушных электродов, воспламенителей и термических / химических плазменных катализаторов при генерации атмосферной плазмы. Помимо разработки плазмы для микроволновых печей, еще одним оцениваемым аспектом является разработка методологий для калибровки плазменных реакторов в отношении утечки микроволн, калориметрии, температуры поверхности, содержания DUV-UV и плотности ионов плазмы.

1. Введение

С 1990-х годов настольные бытовые микроволновые печи были преобразованы в плазменные реакторы и используются в широком спектре производственных приложений. Общей особенностью этих реакторов является то, что они содержат многомодовую резонансную полость (MRC), которая освещается через одну боковую стенку полости с помощью прямоугольного поперечного электрического (TE ₁₀ ) волновода с соотношением сторон внутреннего волновода 2: 1, что вмещает магнетрон в корпусе с резонатором, работающий в 2.Диапазон 45 ГГц. При использовании этой конфигурации между магнетроном и MRC не используется дополнительное устройство согласования импеданса.

Поскольку в этих типах плазменных реакторов для микроволновых печей используется диэлектрический нагрев и химия плазмы, стоит отметить, что диэлектрический нагрев органических материалов имеет долгую и устоявшуюся историю, начиная с медицинского терапевтического использования (коротковолновая диатермия) в 1900-х годах [1] и демонстрации приготовления пищи на Всемирной выставке в Чикаго в 1933 году [2] до первого приготовления пищи в микроволновой печи, заявка на патент была подана в 1945 году [3], за которой последовала первая коммерческая микроволновая печь, построенная и проданная Raytheon в 1947 году и Amana в 1967 [2, 4].Эти печи имели ограниченный коммерческий успех из-за их громоздкости и стоимости, но коммерческий успех пришел позже, когда стал доступным экономичный магнетрон с корпусной полостью [5, 6]. Хотя в начале 1980-х годов сообщалось о сочетании микроволнового нагрева и химических реакций, крупномасштабное производство печей не производилось до тех пор, пока в 1986 году не был проведен быстрый синтез органических соединений в микроволновых печах [7, 8]. Совсем недавно (2017 г.) также сообщалось о карботермическом восстановлении оксида цинка и ферритов цинка [9].Когда в 1978 г. было сообщено о первом преобразовании микроволновой печи в плазменный реактор [10], стал доступен плазменный синтез неорганических соединений [11–13] с последующей плазменной модификацией поверхностей полимеров [14]. Об интересе к преобразованию микроволновой печи для плазменной обработки также сообщалось о плазменном пиролизе бумаги [15, 16] и плазменном разложении в жидкости для получения газообразного водорода и углеродных пленок [17–21]. Совсем недавно были опубликованы первые исследования по снижению выбросов выхлопных газов судовых дизельных двигателей в переоборудованной микроволновой печи [22]; однако подробности о конверсии газопровода или реактора не приводились.

Успех магнетрона с корпусом и прямоугольного волновода TE ₁₀ , который используется в стандартной домашней печи, привел к их повторному использованию в более совершенных микроволновых плазменных системах, которые используются для химического микроволнового осаждения алмазоподобных пленок [23] , в полупроводниковой промышленности [24] и в микроволновых плазменных системах, предназначенных для диссоциации водорода из воды [25]. Плазменные реакторы на основе микроволновой печи также созданы для плазменной очистки загрязненной керамики ионных имплантатов [26, 27] и используются для плазменного удаления фотоустойчивых веществ [28].В 2009 году патент США US. 2009/0012223 A1, описывающий цилиндрическую полость, управляемую магнетроном, который генерирует атмосферную плазму для индустрии быстрого питания [29].

Помимо рецензируемых журналов, сообщалось об экспериментах с микроволновыми печами, проводимых в школах, от использования плазменных шаров для исследования яиц до создания суповых скульптур [30]. Написаны и полулюбительские исследования по теме плазменных реакторов для микроволновых печей. Одна конкретная статья Хидеаки Пейджа в летнем / осеннем выпуске Bell Jar дает полезное обсуждение практических проблем, возникающих при преобразовании домашних микроволновых печей в плазменные реакторы, работающие при давлении ниже атмосферного [31].Две из возникающих проблем заключаются в следующем: (1) найти подходящее место для резки тонких (обычно от 0,75 до 1 мм) стенок металлического листа MRC, не вызывая изгиба и деформации металла, и (2) достижение достаточного вакуума. в банках с вареньем или перевернутых мисках, чтобы плазма ударила. Видеозаписи на https://www.youtube.com/ также содержат графическую информацию об экспериментах по очистке плазмой домашних микроволновых печей [32]. Большинство других сообщений указывают на то, что вы не хотели бы делать их самостоятельно дома.В самом деле, Стэнли [33] доходит до того, что описывает многие публикации на YouTube как «дурацкие и совершенно опасные». Для полноты здесь приведены пять таких постов [34–38].

Целью данной статьи является обзор технологии плазменных реакторов для микроволновых печей, технологии плазмохимии и используемых технологических измерений. В рассматриваемых здесь работах плазменные процессы описаны с использованием различных значений давления и единиц измерения давления; поэтому для облегчения сравнения между процессами представлены исходные значения давления вместе с эквивалентной единицей давления в системе СИ (Паскаль).Этот обзорный документ построен следующим образом: Раздел 2 представляет технологию, используемую в преобразовании микроволновой печи. В разделе 3 рассматривается специально созданный плазменный микроволновый реактор на основе микроволновой печи. В разделе 4 описываются измерения, которые используются для калибровки микроволн MRC с точки зрения рассеяния микроволн, калориметрии, температуры поверхности, ближнепольного зонда E- и измерения плотности ионов плазмы. В разделе 5 дается обзор схемы управления резонаторным магнетроном, и, наконец, в разделе 6 дается заключение по этому обзору.

2. Преобразование микроволновых печей

2.1. Преобразованные плазменные реакторы для микроволновых печей

В качестве введения полезно перечислить 10 пунктов формулы изобретения в патенте Рибнера 1989 г. [10], которые относятся к процессу преобразования печи (рис. 1 (а)). Вкратце, формула изобретения состоит в следующем: (1) размещение вакуумной камеры внутри MRC с вариантами осуществления для впуска газа в вакуумную камеру и через полость и для извлечения побочных продуктов газа из вакуумной камеры; (2) по п.1, где средство регулирования газа для создания однородной плазмы в вакуумной камере; (3) движущаяся антенна для создания среднего по времени однородной плазмы; (4) вращающуюся антенну для создания среднего по времени однородной плазмы; (5) средство уменьшения утечки микроволн вокруг каждого проходного канала; (6) средство водяного охлаждения подложек внутри вакуумной камеры во время плазменного травления без теплового повреждения подложки во время процесса плазменного травления; (7) по п.6, в котором водяные трубки имеют отношение теплопередачи с вакуумной камерой со средством предотвращения утечки микроволн; (8) средство управления мощностью микроволн; (9) по п.8, потенциометр, соединенный последовательно со стороной первичного переноса магнетронного трансформатора для управления максимальной мощностью в печи; (10) по п.9, при плазменном травлении органических веществ с подложки; и, наконец, (11), относящийся к п.10, использование водяного охлаждения подложки.

Помимо патента Рибнера, некоторые исследования [11–22] показывают, что плазменный реактор микроволновой печи можно использовать для множества процессов и на многих уровнях реконструкции печи. В следующих разделах описываются изменения, которые необходимо внести в обычные бытовые микроволновые печи, от минимальных до крупных.

2.1.1. Использование сменных реакционных сосудов

Примером является быстрый синтез фазово-чистого K ₃ C ₆₀ [11] и фуллеридов щелочных металлов [12] в сменных реакционных сосудах.Требуются лишь незначительные изменения в обычной печи, такие как обеспечение опор для размещения реакционного сосуда в узле или пучности микроволнового поля, а также необходимость во вращающемся столе или подвижной (или вращающейся) антенне в качестве цели плазменный процесс состоит в том, чтобы сфокусировать микроволновую энергию на образец (рис. 1 (б)). В этом случае образцы готовили в сосуде из пирекса, заполненном аргоном, а затем помещали с помощью огнеупорных кирпичей в узел или пучность микроволнового поля.Однако время плазменного процесса ограничено из-за фиксированного количества остаточного газа в реакционном сосуде.

2.1.2. Использование сменных эксикаторов

Гинн и Стейнбок [14] сообщили о кислородной плазменной очистке полидиметилсилоксановых поверхностей внутри сменного эксикатора, в который встроен стальной электрод, способствующий воспламенению плазмы (рис. 1 (c)). Образцы готовят вне микроволновой печи, а затем помещают в эксикатор, который продувают кислородом в течение 2 минут, а затем откачивают до давления примерно 10 ^-3 Торр (0.133 Паскаль). При помещении в духовку и включении микроволновой мощности (1100 Вт) электрод из стальной проволоки генерирует искру, инициирующую кислородную плазму. Здесь снова время плазменного процесса ограничено, но обнаружено, что использование стального электрода способствует завершению реакции. Подчинение проволочного электрода обсуждается далее в разделе 2.1.7.

2.1.3. Прокачка через стену

В 2010 году Сингх и Джарвис сообщили о генерации углеродных наноструктур изнутри реакционной колбы с непрерывной перекачкой и 3 отверстиями (сделанной из боросиликатного стекла объемом 1000 мл), которая находилась в микроволновой печи [17].Для поддержки сосуда и облегчения доступа к нему дверца печи была заменена алюминиевой пластиной того же размера с тремя отверстиями, по одному на каждое отверстие для колбы. С опорой на колбу из колбы откачивали воздух снаружи, используя одно отверстие, в то время как два других порта использовали для газа-носителя и выбранных углеводородных газов-предшественников (этанола, ксилола или толуола). Для усиления реакции воздушный электрод диаметром 2 мм, изготовленный из Nilo K® (Ni 29%, Fe 53% и Co 17%), был установлен на основании из нержавеющей стали в реакционной колбе (рис. 1 (d)).Поскольку не сообщалось о давлении вакуума или мощности микроволн, следует предположить, что колба была ниже атмосферной, а мощность микроволн была максимальной (1000 Вт). Тем не менее, при таком подходе никаких других доработок печи не потребовалось. Два варианта этого подхода, которые сохраняют доступ к двери, обнаружены в работе Пейджа [31], просверлившего дно полости, и Таллера, просверлившего боковую часть полости. В последнем случае в публикации Таллера на YouTube приводится пример плазменной очистки стороны стекла микроскопа [32].

2.1.4. Коаксиальный реактор с узкой трубкой

Khongkrapan et al. сообщили о преобразованной микроволновой печи для пиролиза бумаги с получением газообразных побочных продуктов отходов при мощности 800 Вт [15, 16]. В их реакторе процесс происходит внутри цилиндрической кварцевой трубки (внутренний / внешний диаметр 27/30 мм и длиной 250 мм), которая соосно вертикально проходит через MRC. В качестве газа-прекурсора используется воздух или аргон при номинальном атмосферном давлении (101,3 к · Па), при этом газ течет снизу вверх по MRC.Измельченная бумага (5 г) подвешена в центре трубки (рис. 1 (е)). В [16] Khongkrapan et al. заявляют, что воспламенитель был помещен в трубку для генерации плазмы, но никаких прямых подробностей не приводилось. После дальнейшего прочтения их списка ссылок (ссылка 17 в их статье) снова дается простая карикатура, показывающая воспламенитель, расположенный внутри трубки, без пояснения текста. Тема воспламенителей в виде металлической антенны обсуждается в разделе 2.1.7.

2.1.5.Внутренний волновод

В 2004 году Brooks и Douthwaite представили свой внутренний волновод, приспособленный к домашней микроволновой печи мощностью 800 Вт для плазменной обработки оксидов металлов (Ga ₂ O3, TiO ₂ и V ₂ O _{). 5} ) в бинарные нитриды металлов, образующиеся в плазме аммиака (NH ₃ ) [13]. В этой конструкции в задней части MRC прорезана прорезь, позволяющая разместить U-образную трубку с внутренним диаметром 20 мм, содержащую твердотельный образец внутри глиноземной лодочки, в микроволновом поле (рис. 1 (f)).Снаружи MRC один конец U-образной трубки подсоединяется к вакуумному насосу, а другой конец — к несущему и технологическому газу. Чтобы предотвратить утечку микроволн в задней части печи, были установлены обширные прокладки и экранирование Фарадея. Затем к радужной оболочке MRC прикрепляют внутренний волновод таким образом, чтобы фокусировать микроволновую энергию вблизи образца. Кроме того, чтобы предотвратить повреждение магнетрона резонатора отраженной энергией и перегрев волновода, на выходной апертуре волновода устанавливается фиктивный груз с водяным охлаждением.При таких обширных преобразованиях в печи область плазмы можно рассматривать как работающую в когерентном режиме, а не в многомодовом. Обычно параметры плазмы, используемые для преобразования оксидов металлов в нитриды, включают: расход газа NH ₃ 113 см ³ · мин ^-1 , давление 20 мбар (2000 Паскалей) и микроволновую мощность 900 Вт для время воздействия в плазме от 2,5 до 6 часов.

2.1.6. Сосуды с жидкой плазмой

Микроволновое разложение в плазме в жидкости n- додекана (молекулярная формула: C ₁₂ H ₂₆ (I)) с одновременным образованием газообразного водорода и карбида в углеводородной жидкости было достигнуто с использованием преобразованного микроволновая печь с заявленным уровнем мощности микроволн от 500 до 750 Вт [18–20].Типичное представление этих реакторов показано на рисунке 2. Реакция проводится в реакционном сосуде из пирекса закрытого объема, содержащем 500 мл жидкости n -додекан с одним или несколькими электродами, причем электрод (ы) может быть либо одиночным. электроды со стальной проволокой или медные U-образные антенные электроды с двойным наконечником. Кроме того, две трубки кремний / ПТФЭ вставляются в верхнюю часть полости: одна трубка используется для подачи несущего газа (аргона) в качестве газа-прекурсора, а вторая трубка используется для сбора отработанного аргона и побочного газа. рабочее давление, близкое к атмосферному.

Чтобы понять назначение этих электродов, эффективность реакции обоих типов электродов исследуется в зависимости от геометрии и количества электродов в контексте их электромагнитной конструкции и кинетики гетерогенных реакций.

Сначала рассмотрим электроды с одним острием [18–20]. Эти металлические электроды имеют размерную длину L = 21 мм и диаметр 1,5 мм, и они закреплены вертикально в виде единого массива (рисунок 3 (a)) или множества (рисунок 3 (b)) с 1 электрод в центре и до 6 электродов, разнесенных по окружности с зазором λ _м /4, где λ _м — длина волны микроволнового излучения, проходящего через среду.Расчет длины волны приведен в следующем уравнении:

Приближенное выражение в (1) используется, поскольку рабочая частота свободно работающего магнетрона резонатора зависит от частоты за счет изменения условий КСВ в прямоугольном волноводе TE ₁₀ , в котором магнетрон установлен. Все остальные символы имеют свое обычное значение: скорость света (2,99792 × 10 ⁸ м · с ^-1 ), рабочая частота магнетрона (2,45 ГГц) и среда, в которой проходит излучение. .Таким образом, для жидкого n -додекана (от 1,78 до 2) это приблизительно равно 8,85 см, а λ _м /4 приблизительно равно 2,2 см.

На основании работ [18–20] и работы Pongsopon et al. [21], обычно считается, что электроды выполняют три четко определенных роли: ограничивать плазму в непосредственной близости от наконечника электрода (ов), действовать как каталитический источник для гетерогенной реакции плазмы и в случае производство углеродных наноматериалов, чтобы обеспечить основу, на которой может расти углеродный материал.В первой из этих ролей увеличение количества электродов с 1 до 6 показало, что эффективность плазменного разложения n -додекана действительно увеличивается, но после 6-7 электродов эффективность реакции становится ограниченной по скорости. Это может быть связано с потерей электромагнитной мощности из-за резонансной структуры электродов [20] или просто с добавлением более 7 электродов и связанных с ними окружающих реакционных зон (цилиндрический объем вокруг каждого электрода; Рисунок 3 (c)) в пределах фиксированного замкнутый объем просто создает эффект нагрузки в рамках гетерогенной реакции [39].Другими словами, когда процент объединенных электродных реакционных зон приближается к общему фиксированному объему, количество свежего реагента, протекающего в электродную реакционную зону, уменьшается. Следовательно, массоперенос в каждую зону реакции электрода и из нее, а не разложение плазмы, может стать этапом, ограничивающим скорость. Чтобы прояснить эти наблюдения, необходимы дальнейшие исследования.

Для двухконечного воздушного электрода Toyota et al. [20] показали, что U-образные воздушные электроды имеют различные оптимальные длины: L ∼ 2 λ _м , 3 λ _м /2, λ _м и λ _м /2.Они также показывают, что использование знака аппроксимации в (1) оправдано экспериментальным определением длины λ /2 FHHW U-образного двухконцевого воздушного электрода от 4,4 до 4,7 см для n -додекана.

2.1.7. Воспламенитель

Описание конструкции и использования проволочных воздушных электродов для зажигания плазмы теперь используется в качестве вспомогательного средства для описания конструкции плазменного воспламенителя [16] и чертежа в [40] (рисунок 4). Предполагая, что чертеж в [40] можно масштабировать, плазменный воспламенитель может быть сконструирован двумя способами: во-первых, воспламенитель может быть сконструирован с использованием двух проволочных электродов, расположенных напротив друг друга и изогнутых под 45 °, так что их концы совпадают с газом. поток, а место крепления образовано изолирующим кольцом.Вторая и более практичная компоновка состоит в том, что воспламенитель предварительно изготовлен из стального стального диска диаметром 30 мм и толщиной 0,5 мм, а множество электродов выбиты из центральной части диска и изогнуты под углом 45 °. Для целей этого второго варианта конструкция 4-электродного воспламенителя проиллюстрирована с использованием стеклянной трубки с внутренним / внешним диаметром 27/30 мм в [16] в качестве эталонной трубки (рис. 1 (е)). Схема этапов изготовления воспламенителя приведена на рисунке 4, где показано, что первый этап — это штамповка формы воспламенителя, второй этап — изгиб электродов, а третий этап — выравнивание воспламенитель к стеклянной трубке.При использовании этого метода изготовления кромка преформы может самовыравниваться, что позволяет четырем воздушным электродам соответствовать критериям воспламенения плазмы, как описано в разделе 2.1.5.

2.1.8. Производство плазмоидов (огненных шаров)

Производство плазмоидов, иногда называемых огненными шарами или шаровой молнией, в домашних микроволновых печах было размещено в сообщениях на YouTube [34–38]. Возможно, самый простой способ создать огненный шар без модификации микроволновой печи — это поместить частично нарезанный виноград (две половинки которого соединены тонким кусочком кожицы) в микроволновую печь, а затем включить микроволновую печь на 3–3 секунды. 10 секунд.Сообщение на YouTube [34] показывает, что дугообразные плазмоиды генерируются на тонкой кожуре перемычки, которая соединяет две половинки винограда, при этом излучение разряда продолжается до тех пор, пока либо не отключится питание, либо виноград не сморщится. Это действие можно понять, если учесть, что две свежесрезанные половинки винограда имеют характерный размер от 1,5 до 2 см и частично заполнены проводящим электролитом, комбинация которого создает органическую проводящую дипольную антенну, мало чем отличающуюся от металлических антенн, обсуждаемых в разделах 2.1.5 и 2.1.6. Учитывая это понимание, разумно предположить, что когда свободные электроны толкаются вперед и назад через узкую тонкую кожицу винограда, из-за сопротивления выделяется тепло, которое сжигает кожицу. Кроме того, движение электронов через виноградный электролит вызывает быстрое повышение температуры, вызывая испарение электролита в облако электронов и ионов, образуя таким образом локализованный плазмоид. Плазмоид продолжает существовать до тех пор, пока доступны свободные электроны из уменьшающегося объема виноградного электролита.

Отойдя от органического источника для генерации плазмоидов, можно также использовать зажженную предохранительную спичку, поддерживаемую винной пробкой, накрытую стеклянной банкой и помещенную в центре MRC [35]. При включении СВЧ-мощности создается плазменный разряд, который поднимается к вершине сосуда, образуя плавучий плазмоид. Уоррен [36] использовал аналогичный подход, но на этот раз использовал стеклянную банку, поддерживаемую тремя винными пробками, и зажженную сигарету, помещенную в зазор между пробками.В этой работе и предыдущем примере плазмоиды сохраняются при погашении теплового источника. Плазмоид гаснет только при выключении микроволнового излучения. Плазмоиды также могут генерироваться в электрических лампочках и флуоресцентных трубках, как показано в [37]: этот пример, по-видимому, также является основой для ближнепольного зонда E (раздел 4.4).

Более опасный подход к генерации плазмоидов продемонстрирован в [38], где магнетрон полости, соединенный с пищевой консервной банкой, используется для обеднения микроволн в бытовой лампочке, чтобы произвести плазмоид внутри лампы.Из этого эксперимента может показаться, что электрическая нить накала действует как инициирующий электрод.

Прежде чем закончить этот раздел, стоит отметить, что цилиндрический плазменный реактор, изготовленный для индустрии быстрого питания [29], использовал запатентованный пассивный плазменный катализатор в виде электрода для зажигания атмосферной плазмы [41], где пассивная плазма Катализатор может включать в себя любой объект, способный вызвать плазму за счет деформации локального электрического поля. С другой стороны, в патенте говорится, что активный плазменный катализатор производит частицы или высокоэнергетический волновой пакет, способный передавать достаточное количество энергии газообразному атому (или молекуле) для удаления по крайней мере одного электрона из газообразного атома (или молекула) в присутствии электромагнитного излучения.Учитывая эти два определения, разумно предположить, что пламя предохранительного спички [35], сигарета [36] и виноград [34] можно классифицировать как активный плазменный катализатор, а металлический электрод — как пассивный плазменный катализатор.

2.1.9. Plasmoid Food Cooking

Корейские патенты [42, 43] и статья конференции [44] сообщают о форме настройки в волноводе TE ₁₀ , которая выходит за рамки этого обзора, но они перечислены по трем причинам: Во-первых, , явление плазмоидов расширяет диапазон приготовления домашней микроволновой печи от режима диэлектрического нагрева пищевых продуктов до такого, который обеспечивает подрумянивание поверхности и придание текстуры и аромата, аналогичных традиционному процессу приготовления в пламени.Во-вторых, Jerby et al. [44] отметили, что произведенные таким образом плазмоиды требуют, чтобы проволочный антенный электрод зажигал плазмоид, и поэтому они могут содержать наночастицы, которые могут быть вредными для качества пищи и даже сделать ее несъедобной. В-третьих, дополнительное использование плазменного разряда, генерирующего озон и ионы, для удаления материалов, вызывающих запах, из камеры для приготовления пищи [45] действительно представляет собой один из возможных технических путей дальнейшего развития бытовых микроволновых печей.

3. Специальный плазменный реактор для микроволновой печи

В этом разделе описывается методология, использованная при создании специального плазменного реактора для микроволновой печи. Особое значение в этом отношении имеет серия плазменных реакторов MRC, которые были построены в середине 1990-х годов на предприятии Cambridge Fluid Systems Ltd (Англия, Великобритания). Конструктивная концепция этих плазменных реакторов заключалась в создании простого, надежного и экономичного настольного плазменного реактора, который можно было бы продавать исследовательским лабораториям и мелкосерийным производственным предприятиям.В основном они использовались для улучшения инженерных работ в области микроэлектроники и полупроводников, а также в производстве кузовов гоночных автомобилей Формулы-1.

Конструкция плазменного реактора аналогична микроволновым печам, где резонаторная магнетронная антенна расположена в волноводе TE ₁₀ , который используется для освещения MRC через единственную диафрагму. Частота отсечки волновода TE ₁₀ рассчитывается с использованием следующего уравнения: где c — скорость света, и — внутренние размеры (ширина и высота) волновода; в этом случае используются 80 и 38 мм соответственно, что соответствует частоте среза, равной 1.875 ГГц.

Если резонаторная антенна магнетрона расположена на расстоянии 26 мм от конца волновода, частота и полоса пропускания магнетрона могут быть свободными. Таким образом, некогерентная отраженная мощность, проходящая через диафрагму, возвращается к магнетрону, таким образом изменяя КСВ когерентной волны в волноводе TE ₁₀ , что приводит к изменению выходной мощности магнетрона.

Конструкция реактора MRC отличается от отечественного плазменного реактора СВЧ следующим образом (см. Также рис.Рисунок 1 с Рисунок 5): (i) Шасси, MRC и волновод сконструированы как один сварной компонент с использованием листа мягкой стали толщиной 1,4 мм. Перед тем, как каждый из трех компонентов будет сварен вместе, в них пробиваются все необходимые отверстия и фиксируются зажимные гайки. После сварки конструкция покрывается никелем, чтобы получить прочную металлическую конструкцию с достаточной жесткостью для поддержки всех дополнительных компонентов (передние и задние фланцы из нержавеющей стали, газовые линии, манометр источника постоянного тока и т. Д.). При таком подходе конструкции MRC имеет теоретический максимум разгруженного фактора Q () в режиме TE, который зависит от отношения запасенной энергии в полости () к потерям энергии в стенках полости (): где глубина электрического скин-слоя на стенке полости за цикл и является площадью стенки полости.

Для этого реактора основная полость имеет приблизительно 20000 на резонансной частоте 2,45 ГГц. (Ii) Цилиндрическая камера из стекла пирекс (диаметр 190 мм, длина 300 мм и толщина стенок 5 мм: дает объем 3 литров) расположен внутри многомодового резонатора, продольная ось которого перпендикулярна СВЧ-диафрагме, а передняя и задняя части камеры заключены в металлические фланцы, образующие часть стенки многомодового резонатора. Задний фланец содержит приварные порты для вакуума и манометра, а передние фланцы содержат дверцу доступа.Эта конструкция увеличивает до максимума объем камеры и удаляет все хрупкие стеклянные фитинги, пластиковые соединители труб и проходные прокладки для утечки микроволнового излучения. (Iii) Газовые линии расположены внутри корпуса и сбоку от MRC, что позволяет впрыскивать технологические газы. через несколько равноотстоящих радиальных отверстий на переднем фланце, что снижает возможность предварительной ионизации газа-прекурсора перед входом в камеру и максимизирует равномерный поток газа и однородность плазмы вдоль продольной оси технологической камеры.

3.1. Плазменная очистка керамических изоляторов ионных имплантатов

Ионная имплантация — один из ключевых процессов в крупномасштабном (220 пластин в час) производстве кремниевых полупроводниковых устройств. Однако эти аппараты для ионной имплантации стоят от 1,8 до 3 миллионов долларов. Эти машины также представляют собой системы, требующие интенсивного обслуживания и высоких капитальных затрат; поэтому основными факторами, которые следует учитывать, являются доступность и стоимость владения. Многие детали, заменяемые во время регулярного технического обслуживания, а также заменяемые ионные источники — это керамические изоляторы.В этом разделе описан обзор плазменной очистки керамики ионных имплантатов: для получения полной информации о процессе см. [26, 27]. Процесс плазменной очистки проводился в плазменных реакторах серии MRC с использованием газовой смеси 5–10% O ₂ в CF с добавкой 50% потоком аргона. Добавка аргона используется для стабилизации микроволновой плазмы за счет уменьшения распределения электронов по энергии и для обеспечения однородных возбужденных частиц по всему объему плазмы. Химический процесс плазменного травления на поверхности керамики можно рассматривать как протекающий в виде следующей типичной гетерогенной реакции: в которой добавление углерода улавливает углерод за счет образования частиц COF _x для увеличения стационарной концентрации атомы в плазменном объеме.Элемент в реакции (4) представляет собой элемент V группы (As, P и Sb) на керамической поверхности, а являются продуктами травления. Таким образом, при достаточной мощности микроволн скорость травления этих продуктов контролируется образованием атомов (баланс), летучестью продукта и микроскопической площадью поверхности керамики.

Для реактора MRC-100 типичные параметры плазменного процесса составляли 104 Вт и 10 мбар при времени травления 45 минут, при этом температура поверхности керамики достигала 80 ± 5 К.В случае реактора MRC-200 параметры процесса были следующими: 200 Вт и 10 мбар (1000 Паскалей) при времени травления от 20 до 25 минут, при этом температура поверхности керамики достигала 125 ± 5 К.

4. Калибровка микроволнового резонатора

В этом разделе описывается ряд различных методов, которые используются для оценки эффективности микроволн, а также утечки.

4.1. Измерение утечки микроволн

Европейская директива 2004/40 / EC и директивы ICNIRP (1998) рекомендуют, чтобы промышленные микроволновые печи имели поверхностные уровни плотности мощности микроволнового излучения (3–300 ГГц)> 5 мВт · см ⁻² и в 5 раз меньше для бытовых микроволновых печей общего назначения.Применяя квадратичный закон, основанный на теории плоских волн, оператор, стоящий на расстоянии 20 см от промышленной печи, получит максимально допустимый уровень плотности мощности 3 мВт · см ⁻² . Для домашних духовок это соответствует уровню плотности мощности 0,3 мВт · см ⁻² . В случае переделанных печей, предназначенных для плазменной резки, многие проходные отверстия и отверстия в MRC требуют значительной осторожности при проектировании и изготовлении, чтобы предотвратить утечку микроволнового излучения.

4.2. Калибровка мощности калориметрического магнетрона

Мощность магнетрона, поступающего в MRC, может быть откалибрована с использованием метода нагрузки с открытой тарелкой воды, см., Например, Британский стандарт 7509: 1995 и IEC 1307: 1994. Следовательно, учитывая, что теплоемкость воды составляет 4,184 Дж / (г · К), расчетная приложенная мощность ( P ) внутри полости может быть получена путем помещения известной массы воды ( м ) в полость и нагрева. на короткое время ( т ), следя за тем, чтобы вода не закипела.Зная измеренное изменение температуры воды ( ΔT = конечная температура — начальная температура), микроволновая мощность, поступающая в резонатор, калибруется для заданной настройки мощности с использованием следующего уравнения (см. Также [40]):

Однако калибровку следует рассматривать как верхнее значение для плазменной обработки, поскольку ее диэлектрический объем будет отличаться от калибровки по воде. (Примечание: когда объем технологической камеры или геометрическая форма не позволяют использовать метод открытой чаши, можно использовать альтернативный метод потока, как указано в [46]).

Учитывая (4), плотность мощности микроволн (Вт · см ^-3 ) системы может быть вычислена путем деления на объем технологической камеры. В качестве иллюстративного примера приводится следующий метод нагрузки с открытой тарелкой для MRC 100: реакторы MRC-100 и MRC-200 имеют расчетную прикладываемую мощность магнетрона 104 Вт, что соответствует плотности мощности 0,116 Вт · см ⁻³ . Для реактора MRC-200 калориметрические измерения дают значения приложенной мощности магнетрона 200 Вт (0.022 Вт · см ⁻³ ) и 450 Вт (0,05 Вт · см ⁻³ ).

4.3. Измерение температуры поверхности

Знание температуры поверхности материалов, погруженных в плазму, полезно для понимания гетерогенного взаимодействия плазмы с поверхностью. Это особенно важно, когда локальный диэлектрический нагрев имеет потенциал теплового разгона, потому что большинство материалов увеличивают свои диэлектрические потери с температурой [12]. Были использованы два простых способа оценки локальной температуры поверхности материалов, погруженных в микроволновую плазму.Для температур поверхности ниже 180 К можно использовать жидкокристаллические термочувствительные (от 20 ± 5 К до 180 ± 5 К) полоски, прикрепленные к поверхности, погруженной в плазму [27]. Для более высоких температур использовались соли с известной температурой плавления (KCl = 1043 K и NaCl = 1074 K), запаянные в кремнеземные капилляры [13].

4.4. Плазма ближнего поля

E- Измерение зонда

Попытки поразить плазму за пределами давления зажигания от 0,1 до 20 мбар (от 10 до 2000 Паскалей) приводят к сохранению микроволнового излучения «за цикл» в режиме пустой полости ; в этих условиях скорость потерь энергии на стенку полости может существенно нагреть структуру MRC, и в крайнем случае утечка микроволнового излучения может стать опасностью для здоровья.Кроме того, если MRC загружен материалами (полупроводниковыми пластинами и материалом с низкой диэлектрической прочностью), они могут быть электрически или механически повреждены. Следовательно, становится необходимым иметь устройство автоматического отключения питания, чтобы предотвратить утечку микроволн и повреждение как реактора, так и загружаемых материалов. Плазменный зонд ближнего поля E-, описанный Лоу [47], является одним из таких устройств, которое помогает отслеживать такие события. В этой схеме неоновая газоразрядная лампа, фотодиод и опорное напряжение подключены, как показано на рисунке 6, при этом одна ножка неона выступает в полость и действует как датчик ближнего поля E-.В исходной конструкции схемы полосковая диаграмма используется для записи данных временных рядов напряжения, но с сегодняшними аналого-цифровыми преобразователями и программным обеспечением (таким как LabView) пространство состояний плазменного зажигания и пространство состояний плазмы могут быть контролируется с уровнями срабатывания, установленными для выдачи двоичного управляющего выхода Go / No [24, 47].

4.5. Bébésonde Electrostatic Probe Measurement

Для плазменных процессов обычно считается, что поток ионов, прибывающих и покидающих поверхность, определяет плазменный процесс.Однако использование методов электростатического зонда для определения плотности ионов и температуры плазмы, возбуждаемой модулированным источником энергии в присутствии распыленного изоляционного материала, является проблематичным. Так обстоит дело с плазмой, содержащей CF ₄ . В этом разделе описывается метод датчика, который устойчив к модуляциям возбуждения и разбрызгиванию изоляционных материалов. Следующие измерения были выполнены в Оксфордском исследовательском центре Открытого университета на реакторе MRC-100. Используемый зонд представляет собой зонд ионного потока с высокочастотным смещением (известный в просторечии как «Bébésone, или BBs»).Полную информацию о датчике и измерениях см. В [48].

Для качественных измерений зонда обычно требуются визуальные наблюдения за объемом плазмы в целом и вокруг самого зонда. Для реакторов MRC было сочтено необходимым заменить стандартную переднюю фланцевую дверцу на фланец с отверстием для зонда и смотровым отверстием, закрытым открытой сеткой. Учитывая эту модификацию, аргоновая плазма внутри MRC-100 визуально имеет небольшую структуру с небольшим осветлением вблизи границы диэлектрического кольца.Тем не менее, нет никаких свидетельств микроволновой структуры в оптическом излучении, что указывает на то, что энергия быстро гомогенизируется в электронной популяции.

После этих визуальных проверок базовой линии, Bébésonde использовался для определения потока ионов при низкой мощности и высокой настройке с потоком газообразного аргона, изменяющимся от максимального (5 л · мин ^-1 ) до минимума, при котором плазма могла быть выдержанный (2 л · мин ^-1 ). Для реактора MRC-200 измеренные плотности ионов аргона находятся в диапазоне от 2 × 10 ¹¹ · см ⁻³ при 50 мбар (5 к · Паскаль) до 3 · 10 ¹² · см ^{— 3} при 1 мбар (100 Паскаль), а температура электронов находится в диапазоне от l до l.5 эВ для входной мощности 0,022 Вт · см ⁻³ : более высокая плотность плазмы при низком давлении соответствует большей длине свободного пробега и повышенной передаче энергии электронами.

4.6. Ультрафиолетовый флуоресцентный микроволновый зонд

Для многих обрабатывающих плазм энергия фотонов ( E = hc / λ ) варьируется от 10 до 1 эВ с предпочтительной интенсивностью на дискретных спектральных длинах волн. Спектральная характеристика определяется природой процессов возбуждения и релаксации газа, которые чувствительны к локальной температуре электронов и сечениям возбуждения газа.Таким образом, состав газа и режим производства плазмы оказывают большое влияние на образование УФ-излучения и химический состав плазмы.

Датчик ультрафиолетовой флуоресценции использует активированные соли редкоземельных элементов: Y ₂ SiO ₅ : Ce (поглощение <200 нм) и Zn ₂ SiO ₄ : Mn и Y ₂ O ₃ : Eu ³⁺ (поглощение <300 нм). Для получения полной информации об этих датчиках см. [49]. При этих энергиях решетка-хозяин (H) подвергается электронному возбуждению за счет разделения электронно-дырочных пар (6), за которым следует флуоресценция пути дезактивации с наименьшей энергией на длинах волн, превышающих исходное излучение.В общем, спектр флуоресценции состоит из узкой полосы с точной длиной волны, определяемой тесной связью между активатором (Ce, Mn и Eu ³⁺ ) и решеткой хозяина, а также облучающим фотонным излучением:

Самая простая форма датчиков представляет собой капсулу из синтетического плавленого кварца марки DUV (диаметр 12 мм × 20 мм), содержащую одну из трех активированных солей при номинальном пониженном давлении 10 мбар. Плавленый кварц имеет коэффициент пропускания T = 0.5 при 170 нм. При размещении в объеме плазмы зонд собирает 4 π стерадиана падающего фотонного излучения DUV. Испускаемая флуоресценция просматривается через смотровое окно оптического стекла короны ( T = 0,5 при 380 нм). Из-за диэлектрической капсулы фотолюминесценция, а не электролюминесценция, считается основным механизмом флуоресценции в этих датчиках. Диэлектрик также действует как дискриминатор длины волны и обеспечивает верхний рабочий предел зонда 1100 К.

Используя эти знания, соли Zn ₂ SiO ₄ : Mn и Y ₂ O ₃ : Eu ³⁺ (помещенные в их собственную капсулу) интегрируют плазму DUV, а Y ₂ SiO ₅ : Ce при помещении непосредственно в объем плазмы интегрирует ВУФ (<200 нм) плазму, поэтому их флуоресценция проявляется в зеленом, красном и синем цветах соответственно.

5. Цепи управления магнетронной печи

В микроволновых печах обычно используется один из двух типов схем управления магнетроном.Для микроволновых печей с малой выходной мощностью (обычно <500 Вт) выходная мощность достигается за счет широтно-импульсной модуляции единичной мощности, падающей на магнетрон, с временем приготовления, установленным от 0 до 30 минут. В диапазоне от 500 Вт до 1100 Вт используется непрерывное приложение микроволновой мощности, когда уровень мощности устанавливается значением конденсатора привода магнетрона:

Выбор любой из этих двух схем возбуждения может повлиять на схему управления магнетроном. возможность проводить выбранный плазменный процесс.Этот выбор иллюстрируется сравнением коротких и низких энергозатрат при быстром плазменном синтезе органических соединений [7, 8], очистке предметных стекол и полимеров [14] с высокой мощностью и длительным временем обработки твердотельных оксидов металлов. обработка [13] и плазменная очистка керамических изоляторов ионных имплантатов [26, 27].

5.1. Цепь управления емкостным магнетроном с конденсаторным управлением

В этом разделе рассматривается выбор схемы управления с конденсаторным управлением, а также схема управления безопасностью, которая используется в плазменных реакторах MRC-100/200.Схема цепи управления, управляемой конденсатором, показана на рисунке 7. Аналогичная схема управления резонаторным магнетроном, управляемая конденсатором, описана в [23]. Chaichumporn et al. также сообщили о дальнейшем уточнении анодного напряжения магнетрона (от 3,3 до 6,6 кВ) в [40].

Трансформатор состоит из двух цепей обмоток: первая обеспечивает передаточное отношение обмоток для выработки от 240 В при 50–60 Гц до приблизительно 3,5 В при 50–60 Гц для катодного нагревателя, а вторая обеспечивает повышающее напряжение ( От 240 В при 50–60 Гц до 2–3 кВ при 50–60 Гц).Конденсатор высокого напряжения (0,6–1,5 мк Ф) и диод высокого напряжения используются для смещения катода отрицательно по отношению к анодному блоку, который содержит структуру резонатора магнетрона. При таком расположении емкость конденсатора и диода определяют мощность постоянного тока, рассеиваемую в структуре резонатора магнетрона. По соображениям безопасности как пассивные, так и активные компоненты управления встроены по обе стороны от установочного трансформатора. К ним относятся следующие: цепь защищена предохранителями с обеих сторон трансформатора, плюс кнопка аварийного останова, блокировка шасси, термовыключатель магнетрона (135 ° C) и охлаждающий вентилятор Chasse.Кроме того, цепь 24 В постоянного тока используется для дистанционного пассивного и активного управления цепью привода (см. Раздел 5.2).

5.2. Цепь управления 24 В постоянного тока

В специально разработанных плазменных реакторах для микроволновых печей вспомогательное оборудование (вакуумные насосы, вакуумные клапаны, манометр, газовые линии, линии продувки, технологический таймер и микроволновая мощность) синхронизируется с процессом плазменной резки безопасным способом. . Роль цепи управления 24 В постоянного тока заключается в синхронизации вспомогательных компонентов с плазменным процессом и отключении системы в случае аварийного отказа: это особенно важно при использовании легковоспламеняющихся, коррозионных и токсичных газов-прекурсоров и побочных продуктов. .Схема спроектирована таким образом, что все регуляторы хода изолированы от управляющей цепи магнетрона резонатора, управляемой конденсатором, с помощью реле и соленоидов. Следует отметить, что при переделке отечественной СВЧ-печи в плазменный реактор синхронизацию приходится строить с нуля.

6. Выводы

В этой работе рассматривается превращение домашней микроволновой печи в источник для очистки, а также химических реакций. Описывается преобразование бытовых систем в плазменный реактор, а также строительство специальных плазменных реакторов для микроволновых печей.Калибровка MRC обсуждалась вместе с определением двух типов используемых схем привода магнетрона. Также было представлено профессиональное и арматурное использование, в последнем случае в основном ограниченное экспериментами с кухонной поверхностью. Доказательство принципа и небольшие серийные процессы, применяемые в этих плазменных реакторах, варьируются от плазменной очистки поверхности стекла и полимера и удаления токсичных металлов с керамических поверхностей до производства углеродных наноструктур и пиролиза бумаги для производства газообразных побочных продуктов.Во всех случаях источником питания является магнетрон с корпусным резонатором, работающий с выходной мощностью менее 1100 Вт и давлением в диапазоне от нескольких 0,1 с до номинального атмосферного давления (101,3 Паскаль).

Было обнаружено, что при атмосферном давлении или близком к нему, однопроволочные или многопроволочные антенные электроды, физическая длина которых составляет примерно 1/4 или 1/2 длины микроволны, в которую они погружены, играют каталитическую роль в инициировании образования плазмы. , а в случае производства углеродных наноматериалов обеспечивают подложку, на которой может расти углеродный материал.Что касается скорости реакции, возрастающей с увеличением числа электродов (от 1 до 6), за пределами которой скорость реакции становится ограниченной, в этой статье предлагается эффект геометрической нагрузки вокруг проволочной антенны. Независимо от того, является ли причиной этого эффекта потеря мощности или электромагнитного поля, требуются дальнейшие работы. Кроме того, в этой работе был реконструирован предварительно отформованный дисковый воздушный электрод (воспламенитель), пригодный для узкотрубного реактора [16, 40] (рис. 4).

Было обнаружено, что пламя предохранительной спички, зажженная сигарета, нарезанный виноград и металлический антенный электрод играют роль катализатора в образовании плазмы и плазмоидов.Чтобы различать металлическую антенну и термохимический катализатор, было выдвинуто предположение, что металлические антенны можно классифицировать как пассивный катализатор, поскольку они обеспечивают только поверхность, генерирующую свободные электроны, в то время как пламя предохранительной спички, зажженная сигарета и нарезанный виноград можно классифицировать как активный катализатор, поскольку они поставляют энергию в виде тепла и свободных электронов из электролита.

Наконец, в этом обзоре также освещено приготовление пищи с помощью плазмоидов в MRC и использование плазменного разряда для удаления запаха пищи из микроволновых печей.Учитывая, что вопросы безопасности пищевых продуктов решаются, разумно предусмотреть плазменные реакторы для микроволновых печей, включающие как плазменную варку пищевых продуктов, так и плазменную дезодорацию побочных продуктов приготовления, которая может быть реализована в ближайшем будущем.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить SFI за поддержку через Центр перспективных производственных исследований I-Form 16 / RC / 3872.

Графен массового производства | Американский ученый

Что, если бы вы обнаружили бесконечно тонкий материал, способный проводить электричество, способный удерживать вес в миллионы раз больше собственного веса, но при этом достаточно пористый, чтобы фильтровать самую мутную воду? А что, если эта субстанция была создана из того же элемента, что и заполнение обычного карандаша?

Растущие кадры ученых стремятся сделать этот необычный материал, графен, основным технологическим материалом ко второй половине 21 века.Неудовлетворенные этим графиком, некоторые предприниматели хотели бы увидеть широкое распространение графена в течение следующего десятилетия.

Графен элегантен. Он создан из одного элемента, углерода, образованного только одним типом связи. Несмотря на кажущуюся простоту графена, изолировать материал было труднодостижимым как для химиков, так и для физиков. Графен отлично скрывает на виду, и усовершенствованные за последние два десятилетия методы и инструменты сыграли решающую роль в его открытии.

Углерод, единственный компонент графена, окружает нас повсюду. Этот элемент является четвертым по распространенности во всей вселенной. Большинство людей думают о материалах как об атомах и молекулах, где молекулы состоят из определенных типов и количества атомов. В случае графена подсчет атомов углерода несущественен. Решающее значение имеет просто способ, которым составляющие атомы углерода связаны друг с другом, поскольку эта особенность отделяет графен от других полностью углеродных материалов, таких как алмазы и графит.На атомном уровне исключительно углеродный графен напоминает шестиугольный забор из проволочной сетки, в котором каждый атом углерода составляет вершину шестиугольника. Гексагональное распределение делает возможными свойства графена, потому что распределение позволяет отдельным атомам углерода графена лежать плоско.

Это свойство графена нельзя не заметить. Графен — идеальная аномалия в мире химии: плоская двумерная молекула с одним листом графена толщиной всего в один атом.Вы можете сразу усомниться в структурной целостности графена из-за его восхитительно упрощенной конструкции, но переплетение углеродных шестиугольников по всей структуре делает атомно тонкий материал неожиданно прочным.

Вы испытали синтез графена, может быть, даже раньше, в очень малых масштабах. Давление, оказываемое вашей рукой и кончиками пальцев, вероятно, привело к образованию нескольких слоев графена, когда вы в последний раз проводили карандашом по блокноту, превращая скромный графит в графен, как вы составляли список покупок на этой неделе.

После того, как два исследователя из Великобритании, Константин Новоселов и Андре Гейм, были удостоены Нобелевской премии по физике в 2010 году, технологические журналы повсюду провозгласили новую эру «чудесных материалов», основанных на этой атомарно тонкой мозаике атомов углерода. Обладая невероятно высокой прочностью и почти невероятно низким электрическим сопротивлением, графен отдернул скрытую завесу, позволяя ученым мельком увидеть чудеса, которые лежали за его пределами.

Тем не менее, первые инвесторы были обожжены предпринимателями, которые обещали слишком много и недостаточно обеспечивали производительность продуктов (особенно композитов, таких как пластмассы), в которых был графен, но которые не использовали графен таким образом, чтобы его включение стоило дополнительных расход.В некоторых случаях это была просто добавка змеиного масла. Поскольку общий объем новых методов производства и качество получаемого графена со временем увеличиваются, мы, наконец, начинаем видеть истинные преимущества графена.

Если графен сделан из углерода, и ученые знают, как изолировать этот материал более десяти лет, почему на рынке так мало продуктов из графена?

Дорожная карта от лаборатории фундаментальных исследований до полки магазина никогда не является прямым путем, хотя время, которое проходит между открытием и коммерческим применением, быстро сокращается.

Чешуйки графена на кремниевых пластинах на самом деле являются лишь первыми капельками на дне химического стакана по сравнению с революцией, которая произойдет, когда кто-то решит загадку того, как сделать нетронутые графеновые листы большой площади.

Последнее десятилетие или около того, аддитивное производство (AM) было в моде. Возможно, вы знаете AM по более распространенному названию — 3D-печать. Многие устройства AM раннего поколения использовали только пластик, чтобы создавать интересные трехмерные изображения различных объектов, но технология стала значительно более функциональной.

Структурные материалы аддитивного производства — очевидное место для начала добавления графеновых хлопьев. Исследователи из Массачусетского технологического института, используя специальную машину AM, напечатали различные трехмерные объекты из графена и протестировали их, чтобы измерить их физические свойства по сравнению с деталями, производимыми более традиционным способом. Результаты были ошеломляющими. Некоторые из образцов, напечатанных на 3D-принтере, имели в 10 раз большую прочность стали при 1/20 массы. Теперь они могут печатать детали и узлы, которые в некоторых случаях могут заменять изготовленные на заказ стальные детали для повышения механической прочности.

Для того, чтобы графен совершил все предсказанные революционные изменения (и, в некоторых случаях, действительно протестированы), должен существовать автоматизированный производственный процесс, позволяющий производить килограммы графена в день или тонны материала в год, а не просто несколько граммов тут и там. Графит — это, по сути, графен, наложенный на себя, ожидающий, пока кто-нибудь его отделит. Однако здесь все усложняется.

Прежде всего, вероятно, следует исключить массовое производство графена тем методом, которым он был первоначально выделен.Хотя забавно представить себе огромную комнату, заполненную людьми, использующими клейкую ленту для отделения листов графена от стопки грифеля карандаша, это просто непрактично. Возможно, кто-то сможет придумать, как автоматизировать этот конкретный процесс, но даже в этом случае маловероятно, что он будет хорошо масштабироваться для необходимого массового производства. Другими словами, не вкладывайте свои пенсионные сбережения в фьючерсы на клейкую ленту!

Исследователи из Университета Рутгерса делают листы графена из обычных хлопьев графита и небольшого количества серной или азотной кислоты.Добавление кислоты окисляет графеновые листы, из которых состоит графит, и заставляет атомы кислорода между листами графена расщепляться, образуя листы оксида графена, взвешенные в кислоте и воде. Затем жидкость фильтруется, оставляя хлопья оксида графена, забивающие фильтр. Сумма всех засоров на фильтре в конечном итоге образует лист оксида графена, похожий на бумагу. Затем этот похожий на бумагу лист можно удалить с фильтра, растворив фильтр с помощью растворителя, который не вступает в реакцию с оксидом графена.Последний шаг — удалить кислород с помощью гидразина, оставив только покрытие из чистого графена.

Полученный материал называется восстановленным оксидом графена , сокращенно или RGO. В этом случае «восстановленный» относится к химическому использованию этого слова, когда степень окисления каждого графенового углерода была уменьшена за счет удаления кислорода гидразином. В этом случае гидразин является восстановителем, который окисляется в результате реакции с оксидом графена.

Метан, богатое углеродом газообразное соединение, с которым мы, люди, очень хорошо знакомы, может реагировать с медью при высоких температурах с образованием графена. Просто нагрейте медь примерно до 1000 градусов по Цельсию и подвергните ее воздействию метана. Слои графена образуются на поверхности меди из многочисленных атомов углерода в газе метана. Этот процесс называется химическим осаждением из паровой фазы (CVD). У этого метода есть две большие проблемы: требуется много времени, чтобы сделать даже небольшой графен, и качество получаемого графена не очень хорошее.

Дэвид Бойд из Калифорнийского технологического института вместе со своими сотрудниками-исследователями нашел способ улучшить метод CVD, чтобы он работал при более низких температурах и производил графен более высокого качества. Они тоже используют медь и метан, но добавляют немного азота, чтобы улучшить наслоение графена на меди. В этом методе еще нужно добавить энергии, но не так много. Реакция идет вперед при «простых» 420 градусах. Мировая промышленность имеет значительный опыт работы с сердечно-сосудистыми заболеваниями, поэтому в конечном итоге должна появиться возможность крупномасштабной автоматизации процесса; цель состоит в том, чтобы производить сантиметры или даже метры высококачественного графена за один раз.

Чтобы воплотить в жизнь замечательные чудеса графена, его нужно производить в огромных количествах — дешево.

Опасные химические вещества, сложные механизмы и многоступенчатые химические реакции и процессы слишком сложны на ваш вкус? Затем рассмотрим этот подход, открытый в Государственном университете Канзаса, где они получили графен путем взрыва. Вы когда-нибудь строили лопаточный пистолет? В основном, если вы возьмете трубу из ПВХ длиной от одного до двух метров, создайте камеру сгорания на одном конце с помощью свечи зажигания и быстро закрывающейся торцевой крышки, набейте картофель на другом конце и заполните теперь герметичную камеру сгорания. с легковоспламеняющимся паром (подойдет лак для волос), тогда у вас есть распылитель.После того, как картофель окажется на месте, камера заправлена ​​лаком для волос, а затем запечатана, вы можете направить дальний конец ПВХ-трубы на цель и разрядить аккумулятор, чтобы свеча зажигания зажгла искру. В результате небольшой взрыв создает волну давления, которая выталкивает картофель из конца камеры сгорания, перемещая его вверх по соплу ПВХ-трубы в воздух, часто отбрасывая его на десятки метров вдаль. Физика того, что происходит в камере сгорания, очень похожа на метод, который ученые из Университета штата Канзас использовали для создания графена, который может стать масштабируемым процессом, который может стать шагом к массовому производству.

Интересно, что графен был не тем, что пытались создать ученые. Вместо этого они пытались создать нечто, называемое аэрозольным гелем угольной сажи, для использования в системах изоляции и очистки воды. Об этих гелях внезапно забыли, когда они поняли, что их сажа была не тем, что они искали, а графеном. И не только немного графена. Они утверждают, что их процесс является наименее дорогостоящим для потенциально массового производства графена и что он не требует больших затрат энергии.Конечно, нет ничего проще, но этот подход кажется хорошим для использования в сочетании с другими методами.

Вместо трубы из ПВХ ученые использовали более прочную камеру для горения. Они заменили лак для волос на ацетилен или газообразный этилен, смешанный с кислородом. Они использовали свечу зажигания, чтобы создать горение, так же, как мы это сделали с нашим пистолетом-распылителем. Топливо, ацетилен или газообразный этилен, было превращено в графен и некоторые другие углеродные детриты.

Еще есть метод соевого масла — то же самое, что вы можете использовать дома, когда готовите.Исследовательская группа в Австралии нашла способ использовать повседневные соевые бобы для производства однослойных графеновых листов поверх никелевой подложки, потенциально создавая листы с большими площадями одновременно. Этот процесс представляет собой разновидность процесса CVD, описанного ранее, но с существенным отличием: он выполняется в окружающем воздухе (без специальных вакуумных камер и т. Д.), И требуемая энергия не так велика, как для других процессов CVD.

Секрет заключается в используемом катализаторе из никелевой фольги и в тщательном контроле температуры процесса, чтобы максимально предотвратить образование диоксида углерода.Вуаля: идет соевое масло — выходит графен. Стоит отметить, что команда исследовала другие металлические фольги, включая медь, и никакие другие не способствовали образованию графена. Только никель.

Когда ничего не помогает, почему бы просто не пойти домой и не использовать свой блендер, чтобы приготовить чудо-материал 21 века? По сути, именно это сделал Джонатан Коулман из Тринити-колледжа в Дублине, когда он и его команда поместили немного графита в блендер, добавили жидкость для мытья посуды, продаваемую без рецепта, и нажали кнопку запуска.Поскольку для разделения вновь сформированных листов графена требуется лишь немного больше обработки, Коулман и его коллеги обнаружили, что они могут производить несколько сотен граммов в час, используя довольно скромный набор смесительного оборудования в чане емкостью 10 000 литров. Однако пока неясно, может ли этот метод обеспечить высококачественный графен.

Поиск в научной литературе обнаруживает множество методов, с помощью которых можно производить графен различного качества. Их объединяет сложность, энергия и тот факт, что они могут производить только небольшое количество графена, который затем необходимо отделить от других продуктов реакции.На сегодняшний день не существует простой технологии производства, позволяющей получать большие количества высококачественного графена. Чтобы воплотить в жизнь поистине замечательные чудеса графена, его необходимо производить в огромных количествах — дешево.

Хотите купить монослой графеновых хлопьев размером 10 х 10 мм на кремниевой подложке? 146 долларов. Как насчет монослоя графена на меди размером 60 х 40 мм? 172 доллара. Есть компании, специализирующиеся на графене, которые будут продавать образцы отдельным пользователям по очень разумным ценам.Фактически, они продадут вам немного графена на вашей собственной подложке за 124 доллара и выше.

Однако сделать графен нетривиально. Лучший графен для массового рынка получается из химически расслоенного природного, добытого графита, и компании, которым принадлежит доля в графитовых рудниках, уже зарекомендовали себя в качестве участников этой графеновой революции, используя свой предпочтительный доступ к сырью для повышения цен на акции.

Но без соглашения на рынке или регулирования, как покупатели могут определить, какой так называемый графеновый продукт лучше всего подходит для их нужд?

Центр современных 2D-материалов (CA2DM) Национального университета Сингапура установил семь различных тестов, с помощью которых он измеряет графитовые материалы для определения качества и идентичности.К сожалению, только некоторые из этих тестов доступны в типичной лаборатории компании; другие требуют дорогостоящего оборудования, которое должно эксплуатироваться и обслуживаться специально обученными специалистами.

Три самых дешевых теста для определения размера конкретной чешуйки, степени дефектов в данном образце и элементного состава образца. Размер чешуйки определяют с помощью оптического микроскопа, тогда как образец графена / графита на опорной поверхности измеряют с помощью обычного светового микроскопа.Камера и компьютер могут измерить приблизительные размеры частиц графена / графита и примерно сообщить, насколько велики получающиеся хлопья.

Поскольку электронные свойства графена очень чувствительны к дефектам в чешуях, степень этих дефектов является важным параметром для измерения. Это измерение выполняется с помощью так называемой рамановской спектроскопии, которая измеряет колебательные структуры в образце. Окисление углерод-углеродных связей в графене кислородом открывает графен для деградации окружающей среды, а введение других атомов на поверхность графена приводит к резкому изменению различных свойств.Например, добавление даже одного атома водорода к структуре графена приводит к тому, что графен становится магнитным.

Измерения дефектов будут подтверждены элементным анализом, в частности анализом углерод-азот-водород-сера (CNHS). Добытый графит будет содержать остатки ранее живого вещества, из которого он был создан, и эти элементы в конечном итоге ухудшат качество графена через тот или иной механизм. К сожалению, анализ CNHS — деструктивный метод.Часть образца должна быть сожжена для анализа компонентов. Хотя это было бы полезно для контроля от партии к партии относительно дешевого промышленно расслоенного графита, это неприемлемо для образцов графена, полученных другими методами.

Есть много способов определить количество слоев в данной пластинке графита. В одном из таких тестов, называемом атомно-силовой микроскопией (АСМ), используется игла толщиной с волос, установленная на небольшом рычаге, похожем на трамплин, для измерения атомных сил между иглой и образцом.Лазер отражается от верхней части рычага, который может измерять величину отклонения вверх или вниз, которое испытывает игла при взаимодействии с поверхностью. Показания показывают измеренную толщину, и, поскольку чешуйки графита укладываются на постоянное расстояние друг от друга, вы можете выполнить математические вычисления, чтобы определить количество слоев. AFM может создавать изображение из множества сканированных изображений, поскольку он складывает последовательные одномерные линии вместе для отображения топографии образца. По сути, он создает карту высот поверхности.

Все это стало возможным благодаря наиболее распространенному, наиболее универсальному и наиболее важному из всех элементов — углероду.

Сканирующая электронная микроскопия и просвечивающая электронная микроскопия — это методы изучения того, как выглядит чешуйка графена, но на гораздо более тонком уровне, чем это возможно в оптической микроскопии. Эти два анализа имеют гораздо более высокое разрешение при увеличении и, следовательно, позволяют обнаруживать разрывы, разрывы и другие проколы на отщепе; такие проколы могут существовать естественным образом или образоваться во время выделения графена или обращения с ним.Эти два анализа в сочетании с АСМ дадут наиболее полную трехмерную картину графена / графитового образца в целом.

Последним крупным анализом, выполненным CA2DM, является рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS). XPS определяет химический состав образца неразрушающим образом и, таким образом, предоставит вам всю информацию, которую предоставляет CNHS, но при этом позволит вам восстановить образец. В этом методе рентгеновское излучение направлено на поверхность графена, и часть рентгеновского излучения поглощается электронами в образце.Электроны выбрасываются из образца с энергетической характеристикой элемента в образце, которая сообщает вам, какие элементы присутствуют и в каком количестве.

Помимо метода скотча и химического отшелушивания, какие у нас есть возможности для производства графена в больших количествах? Есть ли способ распечатать или вырастить что-нибудь в графен? Для отделения кусков графита от поверхности более крупных кусков графита можно использовать механическое расслоение, с последовательным отслаиванием, проводимым для изоляции нескольких однослойных листов.За прошедшие годы этот процесс был значительно улучшен, и теперь действительно используются специальные ленты, которые легче растворяются в воде или других растворителях, чем офисная лента. Это делает нанесение хлопьев графена еще проще, чем раньше.

Второй метод, химическое отшелушивание, восходит к концу 1800-х годов. Как и в случае с процессом механического отшелушивания, исследователи расширили эту область, разработав новые параметры отшелушивания. Как правило, они менее агрессивны к графиту и, таким образом, сводят к минимуму повреждение графеновых поверхностей.Возможно, в этом методе используются перерабатываемые материалы, что чрезвычайно важно для любой компании, которая хочет производить буквально тонны графена в год. Некоторые из улучшений улучшают выход чистых однослойных хлопьев, что является наиболее важной из всех оптимизаций.

Графен также может быть выращен из карбида кремния для получения так называемого эпитаксиального графена .

Рост графенового слоя в результате разложения карбида кремния в настоящее время является чрезвычайно сложным процессом, в котором кремний сублимируется при высокой температуре, но атмосфера над поверхностным слоем изменчива.Настройка среды над поверхностью позволяет исследователям производить графен с большей эффективностью, чем в атмосфере под открытым небом. В редакционной статье Nature Materials от Питера Саттера за 2009 год описан прогресс в эпитаксиальном росте, который включал удаление воздуха над поверхностью карбида кремния и замену его атмосферой инертного благородного газа. С тех пор исследования вернулись к реактивной атмосфере.

В результате три группы со всей Германии разработали метод, в котором они приклеили пластик, сделанный из множества ароматических шестиугольников бензола, на поверхность карбида кремния и обнаружили, что этот пластик на самом деле значительно улучшил размер и качество монослоев графена, полученных из кремния. сублимация.Эта работа была вдохновлена ​​более ранней статьей, в которой CVD сочетается с эпитаксиальным ростом для улучшения выхода графена. Кажется, что каким-то образом комбинация этих двух процессов создает продукт, который на лиги лучше любого изолированного метода. Если время покажет, что эта комбинация окажется воспроизводимой и экономичной, она может подготовить почву для взлета повседневной важности графена. Более того, он может даже вытеснить природный графит, добытый из высокотехнологичного графена. Это может обернуться катастрофой для компаний, занимающихся добычей графита, которые делают ставку на продажи потребителям графена.Это будет разработка, за которой нужно внимательно следить.

Дорогие, редкие или другие ценные исходные материалы вызовут значительный спрос на эти исходные материалы, что ограничит использование графена в повседневных материалах. Следовательно, абсолютно необходимо найти способ надежного изготовления графена из дешевого (или бесплатного) ресурса. Если бы графен можно было сделать из вещей, которые в противном случае пошли бы впустую, это значительно снизило бы долгосрочную цену графена, чтобы любой мог получить к нему доступ.

Если бы такой процесс был доступен, те, кто его изобрел, были бы оценены так же высоко, как Фриц Габер, получивший Нобелевскую премию по химии в 1918 году «за синтез аммиака из его элементов». Габер взял азот из воздуха и водород из газообразного метана, объединил их под высоким давлением и температурой над металлическим катализатором, чтобы ускорить реакцию, и бум! Аммиак вышел из реакции, готовый к внесению в удобрение. Изобретение Габера буквально кормит мир.

Какой исходный материал мы могли бы использовать для получения углерода в качестве сырья, которое не будет чрезмерно облагать налогом типичные источники углерода, такие как ископаемое топливо или природный газ? Конечно, один из вариантов — собрать углекислый газ из воздуха и восстановить его до C.Однако это чрезвычайно энергоемкий процесс, и никакие технологические достижения в рамках известных законов физики не уменьшат эту потребность в энергии.

Если бы графен можно было сделать из вещей, которые в противном случае пошли бы впустую, это значительно снизило бы долгосрочную цену графена.

Это возвращает нас к размышлениям о том, что изобилует повсюду вокруг нас, эффективно использует улавливание углерода и может улавливать этот углерод без прямого поступления энергии от человека: растения.Растения поглощают пассивный солнечный свет и углекислый газ из атмосферы и в большинстве мест растут сами по себе. Огромные деревья — поглотители углерода, ставшие возможными благодаря фотосинтезу. За год образуется много растительных отходов, которые могли бы пойти на создание графена, если бы в противном случае он занимал бы место на свалке. Инвазивные виды растений, такие как кудзу и бамбук на юго-востоке США, могут служить в качестве сырья.

Джеймс Тур довел это до логического предела в 2011 году, сделав ставку.Тур думал о способах использования уже свободного углерода в окружающей среде. Ему удалось преобразовать оргстекло (полиметилметакрилат) в графен, и его следующей целью был столовый сахар. После того, как столовый сахар превратился в хлопья графена пиролиз-CVD на куске медной фольги, один из его коллег оживился и осмелился Тур сделать графен из шести различных углеродных материалов: печенья, шоколада, травы, полистирола (пенополистирола). , тараканы и собачьи фекалии.Этот результат интересен, поскольку упомянутая выше австралийская лаборатория потерпела неудачу при использовании подложки из медной фольги для процесса переработки соевого масла. Однако эти противоречивые истории означают, что есть огромные возможности для улучшения нашего понимания того, как графен образуется из газообразных молекул.

Используя тот же метод, что и для столового сахара, все предложенные необычные источники углерода производили небольшие хлопья высококачественного графена. Тур и его коллеги подчеркнули, что никакой подготовки или очистки этих странных материалов не требуется.Другими словами, ногу таракана можно было уронить на фольгу, нагреть и получить графен. С такой легкостью не получится даже испечь торт. Открытие Тура в 2011 году в сочетании с результатами CVD-эпитаксии, сделанными немецкой командой в 2016 году, может предоставить четкий путь к созданию больших, дешевых бездефектных образцов графена.

В настоящее время НАСА изучает способы переработки углекислого газа, выделяемого дыханием астронавтов на Международной космической станции, в графен. Это улучшение системы жизнеобеспечения будет иметь двойной бонус.Во-первых, отходы, такие как углекислый газ, в противном случае требуют улавливания с помощью специальных химикатов, которые необходимо отправлять специальными грузами с Земли. Обработка углекислого газа в графен будет означать, что потребуется меньше миссий по пополнению запасов.

Превращение углекислого газа в графен дает еще одно преимущество: полученный графен может быть включен в новые солнечные элементы, или может быть использован в системах очистки воды, или тысяча других возможностей, вместо того, чтобы пытаться выбросить его наружу. воздушный шлюз.Эта возможность помогает удлинить пуповину между станцией и Землей. В конце концов, нам нужно полностью отрезать эту пуповину, если мы хотим когда-нибудь отправить людей в расширенные миссии на другие планеты и за их пределы.

К счастью, для нас, землян, есть и побочная выгода. Подобный процесс также сможет забрать углекислый газ из атмосферы и превратить наше собственное дыхание в органическую электронику или миллион других вещей, в которых можно найти применение графену. Хотя превращение углекислого газа в графен не было бы рентабельным или энергоэффективным на Земле (прямо сейчас), обильная энергия солнечных элементов на борту Международной космической станции может дать толчок, необходимый для удаления кислорода из углекислого газа.Компании могут «добывать» атмосферу, чтобы получить углекислый газ из процессов, которые не могут не производить его, и превращать отработанный газ в сырье для дальнейшей продукции. Принцип «не тратьте, не хочу», который хорошо знает каждый путешественник и исследователь, означает, что система, предназначенная для повторного использования, в конечном итоге увеличит шансы на успех миссии (будь то на Земле или в космосе), а также сведет к минимуму воздействие на окружающую среду. Избыточность на Земле может быть только хорошей вещью. В космосе это абсолютное требование.

Графен состоит из чистого углерода в виде одного листа в виде плоского шестиугольника. Любые изменения в этой структуре означают, что образующийся химикат технически больше не является графеном; вместо этого это производное графена. Графен ведет себя совсем не так, как оксид графена, и оба ведут себя иначе, чем графен, легированный литием.

Возьмем, к примеру, разницу между двумя образцами вспененного графита от двух разных компаний. Один образец мог быть расслоен с помощью довольно жесткого процесса, так что расслоение добавляло дефекты атомов кислорода или спиртовых групп к хлопьям графена.Второй образец можно было расслоить более мягко, чтобы сохранить структуру, состоящую только из углерода, без появления дырок или разрывов на хлопьях. Что лучше другого? Как их отличить? Оба производителя наклеили на бутылку «Графен» и продали его вам по непомерно высокой цене; они должны быть неотличимы в составе продукта, и поэтому вы можете просто выбрать более дешевый вариант, не так ли? Не так. Источник графена и способ его приготовления имеют огромное значение для его работы.Устройство может вообще не работать или просто работать хуже, чем ожидалось.

Стандартов для производства графена еще не существует, и не все компании вообще поддерживают их. Эти стандарты могут иметь множество возможных форм и не обязательно означают правовое регулирование. Совершенно очевидно, что это была бы крайняя мера и не имела бы исковой силы в других странах. Учитывая международное игровое поле для графена, это было бы значительным препятствием. Никто этого не хочет.Однако на данный момент большинство продуктов, представленных на рынке с пометкой «графен», на самом деле не являются графеном. Скорее, это тонкие чешуйки графита, толщина которых может достигать нескольких сотен слоев. Некоторые производители могут производить хлопья с высоким выходом монослойного графена, и эти компании с радостью скажут вам, что они производят гарантированный процент монослойного графена, при этом большая часть остальной части образца состоит из агрегатов чешуек толщиной от двух до десяти слоев. . Несколько слов тем из вас, кто заинтересован в использовании настоящего графена для приложения: спросите об этой толщине чешуек у своего поставщика.Крайне важно передать то, что они говорят, в независимую лабораторию для проверки, чтобы установить окончательный уровень доверия.

В идеале изложенные стандарты должны сортировать графен с учетом таких параметров, как выход монослойных чешуек, размер этих чешуек и элементный анализ образца (как минимум). Таким образом, продавец может оплатить стоимость производства своего так называемого образца графена, а не завышать стоимость графита, измельченного в кухонном блендере. Caveat emptor. С другой стороны, если поставщик продает эпитаксиально выращенный графен с большой площадью поверхности с повторяемым или поддающимся проверке сертификатом анализа, то у вас может быть оправдание платить больше за этот образец.

Потенциал графена изменить ход бесчисленных отраслей промышленности ограничен только воображением и хитростью бизнес-лидеров, которые разделяют видение со знающим химиком, инженером или физиком. Более смелые и предприимчивые технологии будут развиваться, добавляя к графену различные молекулы, рассматривая его как основу, на которую можно прививать биомолекулы, возможно, как пассивные сенсоры для химического и биологического оружия.

Графен в качестве материала покрытия может даже изменить отрасль в краткосрочной перспективе. Поскольку графен в основном нереактивен и очень гидрофобен, любая поверхность, покрытая слоем графена, будет двигаться через воду с уменьшенным трением из-за поверхностного натяжения вода-металл. Слой графена на танкерах повысит эффективность судоходства по всему миру. Добавление слоя графена на лобовое стекло создаст поверхность, которая будет не только прозрачной (потому что сам графен прозрачен), но и естественным образом отталкивает воду и повышает безопасность водителя во время ливня.Хотите уменьшить сопротивление воздуха в автомобиле с высокими характеристиками? Убедитесь, что его оболочка совершенно атомарно плоская, заключив ее в графен. Возможно, особенно талантливый инженер в будущем спроектирует автомобиль с идеально плавным и равномерным обтеканием кузова автомобиля, вырабатывая еще несколько лошадиных сил от двигателя и еще несколько миль на галлон от бака.

И все это стало возможным благодаря одному из самых распространенных, самых универсальных и наиболее важных из всех элементов, углероду — тому же самому углероду, который составляет основу всех известных форм жизни на Земле и позволяет формировать графен. : графен — сверхпрочный, сверхтонкий и сверхразмерный материал, который произведет революцию в мире.

---

Эта статья взята из Graphene: The Super Strong, Superthin and Superversatile Material, который революционизирует мир (Prometheus Books, 2018). Печатается с разрешения издателя.

Духовка запускается, затем выключается

Привет всем! У нас была эта проблема с тех пор, как мы купили новую духовку, около 2 лет назад, и, похоже, никто не знает ответа. Проблема в том, что при приготовлении пищи духовка (Fischer & Paykel) выделяет чрезмерный дым — и да, мы регулярно чистим духовку.

Нажмите START / ENTER. Время начала и время окончания обратного отсчета появятся на. дисплей духовки. Прозвучат четыре сигнала, затем четыре 1-секундных сигнала напоминания. звучать каждую минуту после этого. достиг. 12-часовое отключение. Управление духовкой установлено автоматически.

Если вы используете ручные настройки, выберите время и температуру, а затем нажмите кнопку питания / пуска-остановки. Шаг 4 По истечении установленного времени приготовления вентилятор будет работать в течение 20 секунд, чтобы охладить прибор, и прибор автоматически выключится.Выньте противни для овощей и фруктов, надев прихватки для духовки, и наслаждайтесь.

Я выключил. Через полчаса я снова завел машину, и она почти не хотела заводиться. Он запустился, но работал на холостом ходу около 300-400 об / мин. Время от времени он колебался между 0 и 400, а затем автоматически отключался примерно через минуту. Когда пытаюсь …

Люкс Полноразмерный 2.2 Cu. Ft. Микроволновая печь Genius: 71: NNTK621SS: 27-дюймовый комплект обрезки для некоторых микроволновых печей: 1: NNTK722SS: 27-дюймовый комплект обрезки для некоторых микроволновых печей: 1…

2 августа 2017 г. · Она отменила и выключила духовку, затем сбросила ее и снова включила, чтобы разогреть, подождала 5 минут, затем снова поставила форму для торта. Духовка готовилась около нескольких минут, затем она услышала хлопок . Она сразу выключила его. Сковорода, которую она использовала, уже использовалась для приготовления печенья. Духовка сегодня казалась немного более шумной.

Мой компьютер выключается при запуске WOT. Раньше у меня было несколько вылетов на рабочий стол, но это ново. Если я захожу в гараж, я слышу громкий щелчок своего компьютера, и он выключается.Через 3 секунды он снова запускается.

Слушай и повторяй. Потом разыграй. о. Что ж, корова ушла домой, мисс, потому что временных ситуаций больше нет. недавно завершенные действия. действия начались в. I. Прошлое и продолжающееся вверх. Напишите глаголы в 3-м лице единственного числа и поместите их в соответствующий столбец. Затем прочтите их.

10 января 2012 г. · Вчера попробовал приготовить жаркое на 2,2 фунта. Варить 20 минут, а затем выключить духовку на 2,5 часа. (Моя плита — это ретро-газовая плита 1950-х годов, поэтому я волновался, что она не выдержит тепла).Получилось идеально, прямо как пиар, розово-сочно. Попробую еще раз с запеченным картофелем.

3 Технологии производства электроэнергии из возобновляемых источников | Электроэнергия из возобновляемых источников: состояние, перспективы и препятствия

Эрнст, Б., Б. Оуклиф, М.Л. Альстром, М. Ланге, К. Мёрлен, Б. Ланге, У. Фокен и К. Рориг. 2007. Предсказание ветра. Журнал IEEE Power & Energy 5 (6): 78-89.

ETSO (Европейские операторы систем передачи). 2007 г.Европейское исследование интеграции ветра (EWIS) на пути к успешной интеграции ветроэнергетики в европейские электрические сети. Брюссель. Доступно по адресу http://www.etsonet.org/upload/documents/Final-report-EWIS-phase-I-approved.pdf.

Флетчер, Э.А. 2001. Солнечная термическая обработка: обзор. Журнал инженерии солнечной энергии 123: 63-74.

Гюк, И. 2008. Хранение энергии для более зеленой сети. Презентация на третьем заседании Группы экспертов по электроэнергии из возобновляемых источников, 16 января 2008 г.Вашингтон, округ Колумбия,

Хоулинс Д. и М. Ротледер. 2006. Возрастающая роль прогнозирования ветра в рыночных операциях CAISO. Стр. 234-238 на конференции и выставке Power Systems, 2006 (PSCE ’06). Вашингтон, округ Колумбия: Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике.

IEEE (Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике). 2005. Выпуск за ноябрь / декабрь: Работа с ветром — интеграция ветра в энергосистему. Журнал IEEE Power & Energy 3 (6).

IEEE.2007a. Выпуск за ноябрь / декабрь: Интеграция ветроэнергетики, политика вождения и экономика. Журнал IEEE Power & Energy 5 (6).

Джонс А.Т. и У. Финли. 2003. Последние разработки в области мощности градиента солености. Стр. 2284-2287 в ОКЕАНАХ 2003: празднование прошлого, объединение в будущее. Колумбия, штат Мэриленд: Общество морских технологий.

King, D.L., W.E. Бойсон, Дж. Мраточвиль. 2004. Модель производительности фотоэлектрических решеток. Отдел исследований и разработок фотоэлектрических систем. Альбукерке, Н.Мекс .: Национальные лаборатории Сандиа.

Кропоски, Б. 2007. Взаимосвязь и хранение возобновляемых источников энергии. Презентация на первом заседании Группы экспертов по электроэнергии из возобновляемых источников, 18 сентября 2008 г., Вашингтон, округ Колумбия,

Манчини Т., П. Хеллер, Б. Балтер, Б. Осборн, С. Вольфганг, Г. Вернон, Р. Бак, Р. Дайвер, К. Андрака и Дж. Морено. 2003. Блюдо Стирлинга: Обзор развития и состояния. Журнал инженерии солнечной энергии 125: 135-151.

Маккенна, Дж., Д. Блэквелл, К. Мойес и П.Д. Паттерсон. 2005. Возможна поставка геотермальной электроэнергии с побережья Мексиканского залива и нефтяных месторождений Среднего Континента. Нефтегазовый журнал (5 сентября): 3440.

Miles, A.C. 2008. Гидроэнергетика в Федеральной комиссии по регулированию энергетики. Презентация на третьем заседании Группы экспертов по электроэнергии из возобновляемых источников, 16 января 2008 г., Вашингтон, округ Колумбия,

Миллс, Д., П. Ле Ливр и Г.Л. Моррисон. 2004. Подход к более низким температурам для очень больших солнечных электростанций.Материалы 12-го Международного симпозиума по солнечной энергии и химическим энергетическим системам (SolarPACES ’04), Оахака, Мексика. Доступно на http://www.ausra.com/pdfs/LowerTempApproach_Mills_2006.pdf.

Пиролитический котел своими руками

Создание пиролизного котла

Результаты

В регионах, удаленных от централизованного теплоснабжения, раньше в каждом доме был установлен твердотопливный котел. Топили углем и дровами. К сожалению, эта конструкция не лишена недостатков.Основным было неудобство в использовании.

Внимание! Довольно часто люди устанавливают электрические отопительные приборы, но надо признать, что отапливать с их помощью дом — занятие довольно дорогое.

К счастью, есть достойная альтернатива в виде котла с газификацией, который можно сделать своими руками. Основные схемы и чертежи будут представлены в этой статье. Устройство этого класса может производить тепло за счет сжигания дров или специальных брикетов. Кроме того, вы можете использовать отходы деревообрабатывающих заводов.

Как происходит ↑

Со схемами и чертежами отопительной системы пиролиза, чтобы понять основные принципы ее работы. Но чтобы создать это устройство своими руками, необходимо разбираться в деталях.

Процесс, который происходит в пиролизном котле, ручные чертежи и схемы представлены в документе, осуществляется путем сухой перегонки. Когда температура достигает 500-600 градусов по Цельсию — начинается процесс разложения.Это два вещества — природный газ и кокс.

Созданный внутри конструкции газ смешан с атомами кислорода. Благодаря этому начинает гореть. Конечно, схема — внутри камеры, сделанной вручную по чертежам и схемам, должна быть соответствующая температура.

Пиролизный газ, образующийся в котле, сделанном вручную, взаимодействует с углеродом. Это, в свою очередь, вызывает реакцию. Но чтобы это было возможно, устройство должно быть выполнено именно по чертежам и схемам.

Результат процесса пиролиза, который происходит в котле длительного горения, ручной работы по популярным чертежам и схемам, с образованием дыма, но не содержит вредных соединений. Вред поэта для окружающей среды минимален.

Важным преимуществом газификационного котла, сделанного вручную по чертежам и схемам, является то, что он практически не образует отходов. При этом выделяется значительное количество тепловой энергии, которая может обогреть значительную площадь.

Процесс пиролиза относится к классу экзотермических.В общем, так называемые все процессы, приводящие к выделению тепла. Но не все так просто. Дело в том, что это тепло необходимо для того, чтобы обеспечить дополнительный нагрев и сушку топлива.

Достоинства и недостатки ↑

Есть важные нюансы, о которых следует знать, прежде чем делать чертежи и схемы пиролизного котла. Начнем с достоинств и недостатков, которые есть в конструкции.

К достоинствам пиролизных котлов, сделанных своими руками, можно отнести:

• Поддержание заданной температуры охлаждающей жидкости в течение длительного времени.
• Наполнительная камера большого объема.
• Высокая эффективность.
• Возможность утилизации древесных отходов пиролизного котла, выполненного по чертежам.
№

Однако пиролизный котел, сделанный вручную, работал так, как требовалось, чтобы в топливе было не более 30 процентов дополнительных компонентов.

Любая конструкция имеет свои недостатки, в данном случае к ним можно отнести:

• большой размер,
• зависимость от доступности сети,
• требований к топливу.

Также к недостаткам пиролизной системы можно отнести высокую закупочную цену. Но его можно значительно уменьшить, если создать устройство своими руками по чертежам и схемам.

В пиролизный котел, сделанный вручную по схемам и чертежам, нельзя класть необработанный брус. Дело в том, что при повышенной влажности не происходит реакции пиролиза. Даже при небольшом проценте резко падает КПД. Это потому, что тепловая энергия превращается в пар.

Необходимость подключения к сети в связи с тем, что в устройстве должен быть вентилятор. Позволяет обеспечить наддувный пиролизный котел, ручной работы по чертежам и схемам.

Анализ схем и чертежей ↑

Для создания пиролизного котла своими руками важно внимательно изучить планы и чертежи. Именно для этого вы сможете выбрать дизайн и точно определить количество необходимых строительных материалов.

На схеме и чертеже пиролиза котла показаны основные элементы, без которых невозможно построить конструкцию своими руками:

• регуляторы,
• дымоходы,
• отверстий для воздуха,
• труба для водоснабжения,
• труба для слива воды,
• камера сгорания,
• вентилятор.

Очень важно при изготовлении пиролизного котла своими руками придерживаться чертежей и схем.Дело в том, что это сложное устройство, в котором будут происходить высокотемпературные процессы. Так что малейшая ошибка может помочь в аварийной ситуации.

Для частных домов будет достаточно газификации котла мощностью 40 кВт. Необязательно стремиться к большой власти. Дело в том, что в этом случае конструкция значительно усложняется. Причем конечная стоимость тоже увеличивается.

Выбор мощности газификационного котла, который вы собираетесь создать, влияет на размер ключевых деталей на чертеже или схеме.Правильный выбор размера зависит от нормального функционирования устройства.

Совет! Если вы владелец небольшого дома, то можете остановить свой выбор на котле мощностью 30 кВт. Этого более чем достаточно.

Инструменты, необходимые для изготовления котла своими руками ↑

Своими руками сделать конструкцию на основе реакции пиролиза по чертежам и схемам, запастись инвентарем. Для воплощения идеи в жизнь вам потребуются следующие материалы и инструменты:

• Болгарский,
• сварочный аппарат,
• круги шлифовальные,
• электродрель,
Электроды
• ,
• труб разного диаметра,
• полоса стальная,
• датчик температуры,
• вентилятор,
• металлических листов.

Это базовый набор, который необходим для создания системы пиролиза с руками по схемам и чертежам. Конечно, в процессе могут понадобиться дополнительные инструменты и материалы.

Внимание! Толщина стали для корпуса должна быть 3 мм, а лучше 4.

Тонкости сборки ↑

После выбора соответствующей схемы можно приступать к сборке. Необходимо соблюдать следующие рекомендации:

1. Отверстие, через которое в топку будут поступать дрова и брикеты, следует размещать немного выше, чем в традиционных конструкциях на твердом топливе.
2. Не забудьте ограничитель. Его основная задача — контролировать количество воздуха. Для его создания нужна труба семидесятилетия в поперечном сечении. Его длина должна быть больше тела.
3. Ограничитель оборотов приварен к диску. Элемент должен быть стальным. Точечная сварка нижней части конструкции. В результате у вас получится зазор 40 мм. Чтобы ограничитель не стал возможным, необходимо проделать отверстия в соответствующих местах на крышке.
4. Лучшая форма для проема, через который вы будете загружать дрова, — это прямоугольник.Важно не забыть про дверь. На нем должен быть пластырь для лучшей фиксации.
5. Также в конструкции необходимо предусмотреть отверстие, через которое будет утилизироваться зола.
6. Трубка для охлаждающей жидкости имеет изгиб. Это увеличит лучистое тепло.

Еще один важный элемент по любой схеме и чертежу — вентиль. С его помощью вы сможете контролировать количество протекающей внутри охлаждающей жидкости. Поэтому лучше всего разместить его в удобном и легкодоступном месте.Алгоритм создания пиролизного котла своими руками по чертежам вы можете увидеть на видео ниже.

После сборки большое значение имеет первый запуск. Только после того, как вы убедитесь, что в продуктах сгорания нет окиси углерода, можно утверждать, что все сделано правильно. Лучше использовать специальное оборудование.

Установить котел, работающий по принципу пиролиза, можно своими руками.