در دوره سرد فصل گرما، موضوع گرمایش فضا بیش از هر زمان دیگری مطرح می شود. و اگر در آپارتمان های شهری، به عنوان یک قاعده، مسکن و خدمات عمومی مسئول این هستند، ساکنان بخش خصوصی باید با تمام مشکلاتی که به وجود می آیند به تنهایی مقابله کنند. برای اجاق گازهای چوبی معمولی، لازم است مقدار قابل توجهی از چوب خریداری شود و اغلب این امر به طور جدی به جیب مصرف کنندگان ضربه می زند. علاوه بر این، برخی از افراد نیاز به گرم کردن نه تنها مسکونی، بلکه محل های کمکی مانند گاراژ یا گلخانه دارند. بنابراین، تمایل طبیعی برای یافتن راهی برای گرمایش اقتصادی و کارآمد وجود دارد.
اجاق گاز طولانی سوز چیست؟ کارش بر چه اساسی استوار است؟
برای شروع، باید بدانیم که واقعاً چگونه سوزاندن چوب رخ می دهد. برای اینکه چوب مشتعل شود ابتدا باید از یک منبع حرارتی خارجی تا دمای حدود صد و نیم درجه گرم شود. به عنوان یک قاعده، این کار توسط کاغذ یا تراشه های چوبی که با یک کبریت آتش می گیرند انجام می شود. درخت به آرامی شروع به زغال زایی می کند و با رسیدن به علامت حدود 250 درجه، به اجزای شیمیایی ساده تجزیه می شود. دود سفیدی که هنگام برافروختن آتش می‌توانیم مشاهده کنیم، گازها و بخار آب است که توسط چوب گرم شده منتشر می‌شود. و اکنون، با گذشتن از سطح سیصد درجه، مواد گازی آزاد شده از درخت مشتعل می شوند و به تسریع بیشتر واکنش ترموشیمیایی کمک می کنند.
به خودی خود، تجزیه سوخت های فسیلی، مانند چوب، به عناصر ساده را پیرولیز می گویند. و همه چیز خوب خواهد بود، اما سوزاندن معمول چوب به طور کامل از تمام پتانسیل ذاتی حامل انرژی استفاده نمی کند. ضایعات زیادی باقی مانده است که در نهایت کمکی به پس انداز نمی کند.
اجاق های پیرولیز که یکی از انواع آن را در این مقاله بررسی خواهیم کرد، سوخت را بسیار کارآمدتر مصرف می کنند. راز اصلی این است که احتراق گازهای آزاد شده در هنگام گرم کردن چوب به طور جداگانه از خود حامل انرژی رخ می دهد. در همان زمان، سوخت اولیه به آرامی دود می‌شود، که این امکان دستیابی به زمان کار بسیار طولانی‌تری را با یک بار ورود به سیستم فراهم می‌کند. در کوره های نوع "bubafonya" و سایر دستگاه های گرمایشی پیرولیز، همه چیز تقریباً 100٪ می سوزد، تنها مقدار کمی خاکستر باقی می ماند.
احتراق چگونه رخ می دهد
تاریخچه ایجاد کوره پیرولیز "Bubafonya"
برای اولین بار، یک "bubafonya" توسط یک صنعتگر عامیانه به نام Afanasy Bubyakin که در کولیما زندگی می کند، مونتاژ شد. در واقع به نام او نامگذاری شد. این صنعتگر دیگ بخار تولید کننده گاز Stropuva را که در لیتوانی ساخته شده است، اساس محصول خود قرار داد. آتاناسیوس طراحی را تا حد امکان ساده کرد تا به راحتی بتوان آن را به طور مستقل تکرار کرد. به همین دلیل است که کوره حرارتی خانگی "Bubafonya" به دلیل محبوبیت نسبتاً بالا مشهور است.
فوراً باید توجه داشت که از آنجایی که بخاری خانگی از مواد بداهه موجود ساخته می شود، به ندرت ظاهری جذاب و زیبایی دارد. مزیت اصلی بوبافونی سادگی، قابلیت اطمینان و کارایی آن است.
در زیر نمونه ای از اجاق گاز خانگی طراحی شده توسط Afanasy Bubyakin را مشاهده می کنید که از یک سیلندر گاز قدیمی ساخته شده است.
ساختار داخلی کوره طولانی سوز "Bubafonya"
- عنصر اصلی در طراحی «بوبافونی» بدنه آن است. به عنوان یک قاعده، شکل استوانه ای دارد: یک استوانه، یک کپسول آتش نشانی بزرگ، یک بشکه یا یک لوله ضخیم با کف جوش داده شده.
- دودکش برای حذف مواد زائد حاصل از احتراق. در بیشتر موارد، از یک لوله فلزی به قطر 11-25 سانتی متر ساخته شده است که به بالای بدنه جوش داده شده است.
- فیدر پیستونی. دایره ای فلزی با دنده های جوش داده شده در قسمت پایینی است که در مرکز آن یک لوله مجرای هوا ثابت شده است. دنده ها به شما این امکان را می دهند که یک شکاف هوای اضافی بین پیستون و سیاهه ها ایجاد کنید که تأثیر مثبتی بر روند دود شدن و فعالیت انتشار گازهای پیرولیز دارد.
- شیر تنظیم کننده، که به شما امکان می دهد تا عرضه اکسید کننده را در داخل کوره کنترل کنید.
- با دریچه ای برای مجرای هوا بپوشانید. همراه با پیستون، یک محفظه احتراق ثانویه را تشکیل می دهد که در آن گازهای پیرولیز مشتعل می شوند.
مزایا و معایب اجاق گاز پیرولیز
قبل از هر چیز باید به ویژگی های مثبت این بخاری اشاره کرد:
- "Bubafonya" طراحی بسیار ساده ای دارد. با داشتن دستگاه جوش و مهارت های اولیه در کار با فلز، هر کسی می تواند به راحتی و به سادگی با دست خود کوره بسازد.
- اجاق گاز پیرولیز "Bubafonya" از نظر انتخاب حامل انرژی سوخت جامد به هیچ وجه حساس نیست. روی چوب، زغال سنگ، خاک اره، تراشه ها و سایر ضایعات چوب به درستی می سوزد. علاوه بر این، می توان آن را با گلوله بارگیری کرد - یک سوخت دانه ای ارزان و سازگار با محیط زیست.
- ساعات کاری. کوره پیرولیز پس از یک بار هیزم می تواند به طور مداوم کار کند و هوای اتاق را تا 24 ساعت گرم کند. با این حال، این شاخص بسته به حجم محفظه، میزان عرضه اکسید کننده و سایر پارامترها می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد.
اما شما باید برای همه چیز بپردازید و بنابراین سادگی ساختار داخلی اجاق گاز bubafonya به برخی از معایب منجر می شود:
- «بوبافونیا» از نظر کارایی عملکرد بالایی ندارد. این به دلیل گرم شدن ناهموار بدنه سیلندر (بشکه) و انتقال حرارت کمتر است. کوره‌های پیرولیز با طرح‌های پیچیده‌تر و پیشرفته‌تر، به نوبه خود، می‌توانند از نظر راندمان عملکرد عالی داشته باشند و تقریباً به ارزش 90٪ می‌رسند.
- "Bubafonya" برای تمیز کردن از بقایای محصولات احتراق ناخوشایند است: خاکستر و خاکستر باید از بالا خارج شوند. با این حال، این بخاری خانگی را می توان با جوش دادن درب در پایین، بهبود بخشید، که باعث می شود همه چیز اضافی از پایین کوره خارج شود.
- عدم جذابیت زیبایی شناختی این طرح از نظر ظاهری نسبتاً خشن است و بعید است که به دکوراسیون داخلی اتاقی که در آن نصب می شود تبدیل شود.
فر را خودتان درست کنید
کل فرآیند ایجاد یک دیگ بخار تولید کننده گاز خانگی "Bubafonya" را می توان به پنج مرحله اصلی تقسیم کرد:
- نصب و مونتاژ سازه
- چیدمان دودکش
بیایید به هر یک از آنها با جزئیات بیشتری نگاه کنیم.
طراحی کوره پیرولیز "Bubafonya". محاسبه نسبت های اصلی
نسبت اساسی در فرآیند ساخت یک کوره پیرولیز خانگی از یک سیلندر گاز، نسبت ریاضی قطر داخلی بدنه به ارتفاع آن است. در نقاشی، قطر با حرف D نشان داده شده است و ارتفاع آن H است. نسبت H به D باید در محدوده سه تا پنج به یک باشد. قطر خود در شرایط بهینه حدود 30-80 سانتی متر خواهد بود. بدنه کوره ای کوچکتر از 30 سانتی متر نباید انتخاب شود، زیرا اکسید کننده بدون واکنش کامل با سوخت، خیلی سریع از محفظه احتراق عبور می کند. این امر کارایی دستگاه را تا حد زیادی کاهش می دهد. قطر بیش از 80 سانتی متر به دلیل دیگری نامطلوب است: در چنین دیگ بخاری، هیزم در لبه بسیار آهسته و در مرکز سریعتر می سوزد. هنگامی که سوخت می سوزد، سوراخی ایجاد می شود که پیستون در آن سقوط می کند که منجر به خاموش شدن بوبافونی می شود.
ضخامت دیوارΔ دومین مقدار مهم محاسبه شده است. برای انتقال حرارت بهینه، یک مورد فولادی 4-5 میلی متری عالی است. ضخامت دیواره کمتر باعث کاهش قابل توجه عمر بخاری و زمان کارکرد آن در یک پمپ بنزین می شود.
ابعاد پنکیک پیستون پرس:
شکاف بابین پیستون و سطح داخلی بدنه به طور بهینه برابر با 0.05*D محاسبه می شود. بر این اساس، قطر خود پنکیک با فرمول d \u003d D-2 * H محاسبه می شود.
ارتفاع دنده های فشار از پروفیل فلزی دشوارتر در نظر گرفته می شود. در اینجا، وابستگی بین مقادیر پارامتر غیر خطی است. به طور تجربی، برای قطر بدنه کوره از 60 تا 80 سانتی متر، این عدد برابر با 0.1 * D در نظر گرفته می شود. برای یک بوبافونی کوچکتر، از معادله نسبت استفاده می کنیم، با در نظر گرفتن اینکه در D 0 \u003d 30 cm h 0 \u003d 4 cm.
مثال محاسبه نسبتقطر داخلی بالون 40 سانتی متر است. ارتفاع مورد نیاز کانال ها را به شرح زیر در نظر می گیریم: h \u003d D * h 0 / D 0 \u003d 4 * 40 / 30 \u003d 5.3 سانتی متر
ضخامت پنکیکσ. این پارامتر با قطر داخلی "بوبافونی" D نسبت معکوس دارد. لازم است که پیستون با نیروی بهینه روی لایه سوخت فشار بیاورد. اگر فشار کم باشد، ضریب فایر اجاق گاز کاهش می یابد و خطر سوختن مجدد دیگ و خروج دود بعدی از کانال وجود خواهد داشت. پیستونی که خیلی سنگین است، به نوبه خود، لایه هوای کافی برای سوختن هیزم باقی نمی گذارد و "bubafon" خارج می شود.
این مقدار را می توان با استفاده از جدول زیر پیدا کرد. هیچ الزام خاصی برای رعایت این پارامتر وجود ندارد، کافی است حداقل به طور تقریبی به آن پایبند باشید.
| D | σ |
|---|---|
| 30 سانتی متر | 6 تا 10 میلی متر |
| 40 سانتی متر | 6 تا 8 میلی متر |
| 60 سانتی متر | 4 تا 6 میلی متر |
| 80 سانتی متر | 2.5 تا 4 میلی متر |
محاسبه حداقل مساحت دودکش مورد نیاز.کوچکترین مقدار مجاز مساحت S لوله بر اساس حداکثر انرژی خروجی سوخت در ساعت محاسبه می شود. S (cm 2) \u003d 1.75 * E (کیلووات در ساعت). در این حالت، E \u003d m * q که در آن m جرم سوخت بارگیری شده است که با ضرب حداکثر حجم نشانک V \u003d H f * (π * D 2 / 4) در چگالی آن ( از جدول زیر یاد می گیریم). ضریب q به نوبه خود انرژی ویژه احتراق در واحد حجم سوخت در ساعت است (ما آن را از جدول مرجع نیز می گیریم).
محاسبه قطر هوای ورودی
آماده سازی محل، مواد و ابزار کار
از آنجایی که مونتاژ "بوبافونی" مستلزم استفاده از دستگاه جوش است، هر اتاقی برای کار ما مناسب نیست. مطمئن شوید که به تهویه با کیفیت بالا، تامین برق بدون وقفه و سیم کشی مطمئن نیاز دارید (کار جوشکاری می تواند باعث اضافه بار در مدار شود). علاوه بر این، نصب می تواند بیش از یک روز طول بکشد، بنابراین اتاق باید از بارش محافظت شود و به اندازه کافی جادار باشد. عایق صوتی خوب محل کار نیز مهم است، زیرا سر و صدای آسیاب، جوشکاری و سایر ابزارها بعید است که همسایگان شما را خوشحال کند.
با انتخاب محل مناسب برای نصب، اقدام به تهیه مواد می کنیم.
- اساس کوره پیرولیز یک سیلندر گاز قدیمی خواهد بود. در عوض، می‌توانید از یک بشکه فولادی یا چدنی حجیم (حدود 200 لیتر) با دیواره‌های مستحکم بدون اثر خوردگی، یک کپسول آتش نشانی بزرگ یا حتی یک لوله فلزی با دایره فولادی جوش داده شده در پایین استفاده کنید.
- در مرحله بعد، ما به جای خالی برای "پاها" نیاز داریم. در اصل، می توانید سعی کنید بدون آنها انجام دهید، اما "bubafonya" روی پاها بسیار پایدارتر خواهد بود، دشوارتر است که به طور تصادفی آن را با یک حرکت ناخوشایند برگردانید. تکیه گاه ها را می توان از پروفیل های فلزی، اتصالات و حتی قطعات لوله های فولادی ساخت.
- "دسته" برای حمل راحت تر اجاق گاز خانگی، ما همچنین می توانیم از ضایعات اتصالات ایجاد کنیم. همچنین، آنها روی درب بوبافونی اضافی نخواهند بود: این روند بارگیری هیزم و تمیز کردن دیگ از خاکستر را بسیار ساده می کند.
مواد کمکی برای ایجاد "bubafoni" عبارتند از:
- ورق فولادی برای ساخت پیستون؛
- دو لوله فلزی برای دودکش و کانال هوا. قطر بهینه لوله تامین هوا حدود 85-100 میلی متر است و طول آن باید حدود 150 میلی متر بیشتر از ارتفاع سیلندر باشد. دودکش به یک لوله عریض تر با قطر حدود 150 میلی متر نیاز دارد. از نظر طول آن باید حداقل برابر با مقطع استوانه باشد.
- پروفیل فلزی (کانال);
- سنگ خرد شده، بتن و آجرهای نسوز برای ساخت فونداسیون؛
لیست ابزارهای مورد نیاز کوچک خواهد بود. ما استفاده خواهیم کرد:
- چکش؛
- گیره
- بیل؛
- مسترکم؛
- دستگاه قابل حمل برای جوشکاری الکتریکی با مجموعه ای از الکترودها.
- بلغاری برای برش قطعات؛
- رولت، مداد، شاقول و سطح.
نصب و مونتاژ سازه. چیدمان دودکش.
- ابتدا در قسمت بالای بادکنک یک برش منظم ایجاد می کنیم. درپوش به دست آمده بعداً به عنوان پوششی برای کوره در خدمت ما خواهد بود.
- پایه های خانگی را با جوش برقی به پایین سیلندر ثابت می کنیم. صحت نصب آنها را می توان با استفاده از تراز یا شاقول بررسی کرد.
- ساخت پیستون بوبافونی در سه مرحله انجام می شود:
- ابتدا یک دایره از فولاد جدا کنید. ابعاد عرضی آن باید حدود 3.5-4.5 سانتی متر از قطر داخلی سیلندر گاز کمتر باشد تا از خروج آزاد گازهای پیرولیز حاصل به داخل محفظه ثانویه اطمینان حاصل شود. در قسمت مرکزی دایره، سوراخ دیگری ایجاد می کنیم تا انتهای لوله مجرای آن محکم وارد شود.
- یک دایره و یک لوله فلزی را به هم جوش می دهیم.
- بر اساس جای خالی پیستون، تریم کانال را با جوشکاری ثابت می کنیم.
محصول نهایی چیزی شبیه به این خواهد بود:
- ما پوشش کوره را طراحی می کنیم. در مرکز قسمت بریده شده بالای سیلندر گاز قدیمی، سوراخ را علامت گذاری می کنیم. این کار باید به گونه ای انجام شود که لوله کانال با پیستون تغذیه ثابت بتواند آزادانه در آن حرکت کند. با توجه به نشانه گذاری، برش لازم را انجام می دهیم. در طرفین پوشش بداهه، دستگیره ها را از قطعات تقویت کننده خم شده با یک ویز و چکش جوش می دهیم.
ما یک دودکش را در قسمت بالایی کوره حرارتی بداهه نصب می کنیم. با آسیاب به اندازه لوله بیلت سوراخ مرتبی بریده و با جوش به هم محکم می کنیم.
ویدئو: چگونه یک سوراخ صاف زیر چرخ دودکش برش دهیم.
برای اطمینان از پیش نویس بهتر، دودکش باید از دو "زانو" تشکیل شده باشد که در یک زاویه قائم به هم متصل شده اند. برای این کار در انتهای لوله افقی که از سیلندر خارج می شود و یک قطعه دیگر به همان قطر، با آسیاب برش هایی یکنواخت با زاویه 45 درجه ایجاد می کنیم و لوله ها را به یکدیگر جوش می دهیم.
علاوه بر این، بسیار مطلوب است که حفاظت از دودکش را به شکل یک کلاه بازتابنده خاص ارائه دهید. این امر از نفوذ رطوبت و بارش به داخل کوره با تضعیف بعدی آن جلوگیری می کند.
بر این اساس می توان قسمت اصلی کار نصب را تکمیل شده در نظر گرفت. فر در حال حاضر به طور کامل فعال است. ما فقط در صورت تمایل می توانیم پایه خاصی را برای آن تجهیز کنیم و عملیات مستقیم را شروع کنیم.
پایه گذاری یک کوره پیرولیز
کار بر روی چیدمان فونداسیون بوبافونی در سه مرحله انجام می شود:
- ابتدا باید یک گودال مربعی شکل به اندازه یک و نیم متر حفر کنیم. عمق مطلوب برای فونداسیون تقریباً 20-30 سانتی متر خواهد بود.
- داخل سنگ خرد شده را می خوابیم و روی آن را با ملات بتونی پر می کنیم. سطح با ماله صاف می شود. پس از خشک شدن، کیفیت صفحه حاصل را با یک سطح بررسی می کنیم و در صورت لزوم آن را اصلاح می کنیم.
- هنگامی که بتن کاملا خشک شد، چندین ردیف آجر نسوز را در بالای پایه قرار دهید. به عنوان یک قاعده، دو یا سه لایه آجری کافی خواهد بود.
احتراق اجاق گاز "Bubafonya"
ما فیدر پیستون را با یک مجرای هوای جوش داده شده از داخل خارج می کنیم و قبلاً درپوش را از سیلندر خارج کرده ایم.
داخل کنده های چوبی می گذاریم. آنها باید به صورت افقی در کنار یکدیگر قرار گیرند. قرار دادن عمودی هیزم می تواند عواقب نسبتاً ناخوشایندی داشته باشد اگر یک کنده نسوخته که روی لبه ایستاده است از حرکت پیستون جلوگیری کند. این منجر به این واقعیت می شود که به جای دود شدن، یک آتش تمام عیار در محفظه اولیه شعله ور می شود. در نتیجه، حالت صحیح کار اجاق گاز نقض می شود، هیزم سریعتر می سوزد و علاوه بر همه چیز، ممکن است از طریق مجرا شروع به دود کردن کند. الوارها نباید بالای محل دودکش گذاشته شوند.
تراشه ها را با خاک اره یا شاخه های کوچک در بالای نشانک چوب بریزید. یک تکه پارچه کهنه را در مایع آتش زا خیس کنید (نفت سفید نیز خوب است) و روی لایه ای از خرده چوب قرار دهید. کاغذ می تواند به عنوان جایگزینی برای پارچه استفاده شود.
ما نشانک را با یک پیستون فشار می دهیم و درپوش کوره را دوباره روی آن قرار می دهیم.
ما با پرتاب یک تکه پارچه یا کاغذ روشن به داخل از طریق مجرای هوا، هیزم را آتش زدیم. کبریت بوبافونی مناسب نیست، زیرا قبل از افتادن وقت دارد بیرون بیاید.
پس از 15-25 دقیقه، پس از اینکه نشانک به خوبی شعله ور شد، لازم است دریچه روی مجرای هوا بسته شود. این امر باعث محدود شدن جریان هوا به محفظه احتراق اولیه می شود و باعث می شود که سیاهه ها دود کنند و گازهای پیرولیز آزاد شوند. بنابراین، bubaphone به حالت اصلی خود تغییر می کند.
آموزش تصویری. احتراق اجاق گاز "Bubafonya"
مشکل اصلی که کارایی بوبافونی را تحت تأثیر قرار می دهد، گرم شدن ناهموار بدنه آن و در نتیجه بدتر شدن فرآیند تبادل حرارت با محیط است. می توان تا حدی با یک اصلاح طراحی نسبتاً ساده آن را حل کرد.
برای انجام اصلاح، به یک ورق پروفیل فلزی راه راه نیاز داریم. لازم است نوعی "پیراهن" برای کوره از آن درست شود، آن را محکم روی سطح سیلندر با جوش یا به روش قابل دسترس دیگری ثابت کنید. چنین بهبودی به شکل گیری جریان های هوای جابجایی صعودی کمک می کند: هوای سرد از پایین باله ها به داخل کشیده می شود و هوای گرم از بالا آزاد می شود. علاوه بر این، می توانید کل ساختار را با آجر بپوشانید. چنین مرحله ای به دیوارهای اطراف اجاق گاز اجازه می دهد تا گرمای تابش شده توسط آن را جمع کنند و اتاق را به طور یکنواخت و طولانی تر گرم کنند.
