plan działania

Rys. 1. Wstępny projekt pieca

Swój projekt pieca węglowego lub na biomasę przedstawiłem na rys. 1. Składa się z paleniska, dopalacza i wymiennika. Palenisko powinno przekształcić paliwo stałe w gaz. Tylko tyle (i aż tyle). Dopalacz powinien na gorąco wymieszać gaz, skutkiem czego na wylocie będzie jedynie dwutlenek węgla i woda. Oczywiście też popiół, tlenki siarki i być może azotu, ale głównym celem jest całkowite usunięcie szkodliwych związków organicznych i sadzy. Wymiennik powinien być dalej, nie jest pokazany na rysunku.

Opis elementów: A) Podajnik ślimakowy lub tłokowy. B) Komora paleniska. Spalanie zachodzi w prawej części, gdzie dołem lub bokami jest podawane powietrze. Paleniskiem może być palnik retortowy lub rynnowy. Może to być też klasyczny ruszt z odpopielaczem. C) Dopalacz. Kanał w którym są płytki w rodzaju mieszalnika LPD, SMX lub czymś pomiędzy nimi. D) Izolacja dopalacza. E) Wylot do wymiennika. F) Opcjonalna komora załadunkowa do załadunku ręcznego. Może zastępować podajnik automatyczny. W połączeniu z dodatkową przegrodą w komorze paleniska może tworzyć klasyczny piec dolnego spalania.

Taka konstrukcja nie ma w sobie prawie niczego nowego. Przewijała się od kilku lat na różnych forach internetowych. Producenci pieców nie stosują takiego rozdziału pomiędzy częścią spalającą i wymiennikiem najprawdopodobniej ze względu na wygodę konstrukcji i brak wystarczającego zainteresowania aspektem ekologicznym. Jeden z użytkowników forum info-ogrzewanie.pl własnoręcznie wykonał piec dolnego spalania z rozdzieloną częścią spalającą i wymiennikiem ciepła. Połączone są one „ciepłym” kanałem dopalającym. Piec ten od wielu lat spala bezdymnie bardzo rozmaite paliwa od węgla po wilgotne trociny. Jednak, prawdę mówiąc, ten akurat piec jest raczej wyjątkiem potwierdzającym regułę, że typowe piece mają bardzo złą konstrukcję.

Tym, co wyróżnia piec typu „zero”, jest obecność izolowanego dopalacza z mieszalnikiem. Dopalacz ten powinien mieć w środku temperaturę powyżej „czerwonej”. W komorze paleniska paliwo reaguje z powietrzem i generuje dużo ciepła. Dla uniknięcia nadmiernej temperatury może być potrzebny jakiś „balast” w postaci EGR lub odpowiedniej ilości powietrza nadmiarowego. W dopalaczu też będzie mieć miejsce generacja ciepła, zależnie od składu na wejściu, ale generalnie chodzi o dopalanie, więc w dalszej części kanału nie będzie źródła ciepła. Palność wchodzącej mieszaniny nie powinna mieć znaczenia dla poprawnego działania, gdyż reakcje spalania zachodzą również poza frontem płomienia, tak jak w konstrukcjach FLOX. Ponieważ w miejscu, w którym spalanie się kończy, nie można liczyć na źródło ciepła, więc należy użyć dobrej izolacji. Z obliczenia teoretycznego wynika, że ok. 4% straty ciepła oznacza 100°C spadku temperatury. Przykładami niewielkich i dobrze izolowanych konstrukcji są małe piece kowalskie opalane gazem oraz piece do wypalania ceramiki. Dla ustabilizowania opisanych temperatur oraz właściwej proporcji tlenu najprawdopodobniej konieczne będzie użycie automatyki.

Jak dotychczas w celu praktycznego sprawdzenia teorii wykonałem eksperyment z izolowaną rurą blaszaną φ=15cm, na której jednym końcu spalałem różne materiały typu drewno, słoma itp. Rura umieszczona poziomo i zapewniony przez nią niewielki przepływ powietrza. Eksperyment pokazał, że płomień, o ile nie stygnie przez promieniowanie, to zgodnie z przewidywaniem gaśnie bardzo powoli. Natomiast nie ulega dopaleniu, ponieważ się nie miesza z powietrzem (na długości 1m). Jest to głównie spowodowane tym, że lepkość kinematyczna gazów w temperaturze płomienia jest ok. 10 razy większa, niż w temperaturze pokojowej. Robiłem również próbę palenia w tej rurze wilgotnych jesiennych liści. Przy dobrym dogrzaniu promieniowaniem palą się bez trudności i bez większej różnicy w stosunku do paliw suchych. Niestety jestem bardziej teoretykiem, więc „przepustowość” eksperymentalną mam niewielką. Ten eksperyment wykonywałem w grudniu 2014. Gdyby ktoś chciał pomóc, to zapraszam.

Następna w kolejności seria doświadczeń będzie testowała mieszalniki statyczne. Rura φ 10-15cm, 1m, izolowana wełną ognioodporną. Umieszczona pionowo z konwekcją swobodną lub poziomo z przepływem wymuszonym, jeszcze zobaczę. Rura i mieszalnik możliwe, że na straty po kilku solidnych doświadczeniach. W środku blaszki mieszalnika w tej pracy nazywanego „new design” SMX(1,1,3). Mieszalnik 3-4 sekcje. Problemem może być ucieczka ciepła przez promieniowanie. SMX w artykule jest do kanału kwadratowego, a ja rurę na straty mam okrągłą, ale coś zaimprowizuję. Na wlocie rury palące się ognisko, słoma, gaz z butli, itp. i „ręczne” kontrolowanie proporcji powietrza. Środek mieszalnika powinien być minimum czerwony, optymalnie pomarańczowy

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *