Exterio05.ru

Стройка и ремонт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Шахтный котел длительного горения своими руками

Шахтный котел длительного горения

При установке твердотопливного котла важно учитывать 3 параметра: количество выдаваемого тепла, стоимость и продолжительность горения. Результаты связаны между собой: чем выше мощность, длительность работы, тем будет больше стоить устройство. Можно значительно понизить затраты, если сделать все собственноручно. Шахтный котел длительного горения своими руками выполнить реально, если есть чертежи и небольшая сноровка в подобных делах.

  1. Увеличение продолжительности горения твердого топлива
  2. Изготовление котла продолжительного горения
  3. Отопительный агрегат

Устройство продолжительного горения – классическая схема

Предлагаемая конструкция имеет мощность 22 кВт, КПД 75%. Работает на дровах 10 часов без догрузки, на угле – сутки. Топка имеет объем 83 литра до нижнего края загрузочного отверстия. Котел оборудуется автоматикой польского производства: блоком управления с термодатчиком KG Elektronik SP-05 и вентилятором DP-02. Общий вид показан на чертеже.

Работает устройство следующим образом:

  1. В топливник загружаются дрова и поджигаются. Дверцы закрываются герметично.
  2. На блоке управления выставляется требуемая температура нагрева, не менее 50°. Нажимается кнопка блока и вентилятор начинает нагнетать воздух.
  3. Когда достигается выставленная температура, прекращается подача воздуха вентилятором. Дрова медленно тлеют, тепла дают очень мало.
  4. Через некоторое время температура падает. Вентилятор опять включается и продолжается горение.

Электронный блок регулирует процесс горения, который происходит при максимальной эффективности. Тление практически отсутствует, применяются режимы интенсивного горения и ожидания.

На следующем рисунке показан вид изнутри.

Твердое топливо сжигается по классической схеме: тепло напрямую передается на стенки водяной рубашки и свод бака. В него вмонтирован теплообменник, забирающий тепло от газов. В топку черех воздуховод снизу подается подогретый воздух. Топливо, загруженное в больших количествах, обеспечивает продолжительное время работы котла. В ожидании, когда отключается вентилятор, воздух полностью перекрывается гравитационной заслонкой, срабатывающей от автоматики, естественная тяга перекрывается.

Чертеж демонстрирует заднюю часть с жаротрубным теплообменником.

Принцип работы котла

Процесс генерации тепла происходит двумя способами: непосредственным сжиганием природного топлива и дожиганием пиролизной газовой смеси, образующейся из-за недостатка воздуха. Часть топлива тлеет, выделяя дым со смолой и сажей. Далее газы мигрируют сквозь угли, насыщаясь горючими составляющими, и превращаются в газогорючую смесь.

Эти агрегаты шахтного типа — с нижним горением. Процесс осуществляется на уровне 20.0 см нижней зоны топочного пространства. Верхнее топливо ждет в горячем резерве, пока нижнее догорит. Дымовые газы собираются примерно на уровне 30.0 см над топливом.

Основной объём первичного воздуха попадает под колосники и перемещается в часть агрегата для пиролизного дожига. Он захватывает дымовые газы над уровнем горения.

Шахты разделяет перегородка имеющая внизу малый просвет, через который пламя тягой затягивается из первой камеры в другую, где завершается полный дожиг горючих газов, омывающих с Т +850 С конвекционный теплообменник.

Радиационному нагреву подвергается отопительный контур в водяной рубашке котла шахтного типа, остататочное тепло передается теплообменнику конвекционного типа.

Котел с верхним горением

Само его название говорит о том, что здесь процесс горения идет наоборот: сверху вниз. Это сделано для того чтобы замедлить сжигание топлива, так как обычно пламя идет вверх и зажигает все дрова сразу.

Итак, конструкция этого аппарата: вертикально стоящая труба, точнее две трубы большого диаметра, входящие одна в одну. Между ними располагается водяная рубашка.

Для подачи воздуха в этой конструкции предусмотрена телескопическая труба, которая поднимается вверх перед закладкой топлива и опускающаяся вместе с ним по ходу сгорания дров или угля. Для изготовления такой конструкции понадобятся:

  • Трубы для корпуса диаметром 450 и 400 мм.
  • Для камеры предварительного подогрева воздуха диаметром 280 и длиной 350 мм.
  • Для телескопической подающей трубы отрезки длиной примерно по 300 мм таким диаметром чтобы входили друг в друга это – 89 мм, 76 мм, и 60 мм.
  • И толстый листовой металл для изготовления дверок; для блина, который давит на топливо и передает ему воздух для горения; для закрытия верха и низа котла и т. д.
  • Дверца для закладки топлива размером 250 х 210 устраивается на расстоянии 579 мм от основания. В самой нижней части еще одна дверца поменьше, для чистки. Колосники в этой модели не предусматриваются.

Конструкция «блина» – это полая деталь из двух одинаковых шайб-дисков диаметром 300 – 350 мм. По окружности диски провариваются стальной лентой, таким образом, чтобы воздух попадал внутрь, только через подающую трубу 60 мм. А для подачи воздуха к дровам, в нижней части диска сверлится множество отверстий.

Читать еще:  Лучший газовый обогреватель для дачи с баллоном: разновидности, отзывы

Котлы длительного горения стоят на порядок дороже, чем их недлительные собратья. Чтобы сэкономить можно собрать конструкцию самостоятельно. Твердотопливные котлы длительного горения своими руками: материалы для изготовления и особенности эксплуатации.

О том, как правильно спроектировать систему обогрева кровли, читайте тут.

Если вы решили построить двухэтажный дом, то чтобы он был теплым и уютным, нужно правильно организовать систему отопления. В этой статье https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/montazh-sistem-otopleniya/sxema-otopleniya-dvuxetazhnogo-doma.html вы узнаете, какие схемы для отопления двухэтажного дома применяются и в чем особенность каждой из них.

Тип теплообменника самодельного котла

От того, как сконструирован теплообменник, зависит КПД и остальные теплотехнические характеристики котла: время прогревания помещения, возможность работы в режиме пиролиза и т.п. Устройство рассчитывается для максимальной аккумуляции вырабатываемого тепла с наименьшими теплопотерями и передачи энергии теплоносителю.

В котлах используется две базовых конструкции теплообменника, отличающихся показателями энергоэффективности. Традиционно, это «водяная рубашка» и змеевик.

Внешняя водяная рубашка

Если необходимо увеличить КПД, уменьшить вероятность перегрева теплоносителя, за счет более равномерного прогрева, используется теплообменник в виде водяной рубашки.

Принцип «рубашки» основан на том, что жидкая среда, буквально окружает всю топочную камеру. Независимо от интенсивности горения и степени горения огня, осуществляется нагрев теплоносителя. В моделях длительного горения пиролизного типа, теплообменник дополнительно окружает ломаный дымовой канал, что увеличивает КПД, приблизительно на 5%.

У данной конструкции есть свои недостатки:

    Ограничения по давлению в системе отопления.

  • Большие затраты, связанные с ремонтом и обслуживанием.
  • При изготовлении в домашних условиях, теплообменник «водяная рубашка», требует больших материальных затрат и высокого качества проведения сварных работ. Некачественные сварочные швы, дадут течь уже через несколько недель эксплуатации и приведут к остановке агрегата.

    Встроенный змеевик

    В классических моделях котлов, в виде теплообменника, чаще всего используют обычную изогнутую трубку – змеевик. Нагрев осуществляется проточным способом. Теплоэффективность встроенного змеевика меньше чем у водяной рубашки.

    Данное решение имеет следующие особенности:

      На эффективность нагрева влияет интенсивность горения.

    Использование змеевика, требует тщательного контроля над температурой нагрева теплоносителя. При перегреве происходит нарушение герметизации змеевика.

    Змеевик можно установить в любую модель, независимо от размеров самодельного котла.

  • Второй змеевик, может использоваться для нагрева горячей воды.
  • Установка встроенного змеевика требует меньших материальных затрат. Водяной контур данного типа, проще в обслуживании, но имеет меньшую теплоэффективность.

    Из чего лучше сделать колосники

    В стальных котлах, традиционно используются металлические колосники. Сталь не лучшим образом реагирует на чрезмерный нагрев. Поэтому, после нескольких лет эксплуатации, решетку приходится менять. При усовершенствовании твердотопливного котла, стальные колосники часто заменяют на чугунные.

    Преимуществ у данного решения несколько:

      Чугун устойчив к выгоранию и деформации – температура плавления не менее 1500°С, что невозможно достичь в бытовых условиях. Чугунные колосники проработают практически без деформации 20-25 лет.

  • Применение угля, приводит к усиленному сажеобразованию, что в сочетании с влагой, оставшейся в топливе, образовывает конденсат – сильную кислоту, разъедающую металл. Чугун устойчив к воздействию кислот, чего нельзя сказать о стали.

  • Колосники из чугуна, несколько увеличивают общий вес котла, что необходимо учитывать при выборе материала.

    Материалы для внешней теплоизоляции котла

    При сжигании твердого топлива, рабочая температура нагрева, достигает 550°С, у пиролизных агрегатов, превышает 600°С. Теплоизоляция котла, служит для обеспечения безопасности эксплуатации и снижения теплопотерь к минимуму.

    При проведении изоляционных работ используют следующие материалы:

      Первичная теплоизоляция – рекомендуется обложить топочную камеру шамотным кирпичом.

  • Вторичная изоляция – стенки и дно котла, обкладываются базальтовым негорючим теплоизоляционным материалом. Толщина плиты, варьируется от 4 до 8 см, в зависимости от мощности агрегата.
  • Правильная краска для покраски корпуса котла

    Окрашивание корпуса выполняется порошковыми термостойкими красками. Главными требованиями, предъявляемыми к ЛКМ, являются:

      Устойчивость к механическим повреждениям.

    Стойкость к термическому воздействию.

    Отсутствие шелушения, спустя несколько лет эксплуатации.

  • Хорошая адгезия.
  • Современные лакокрасочные материалы, способны выдерживать прямое воздействие огня без потери защитных свойств. При выборе, ориентируются на порошковые краски, прямо предназначенные для окрашивания котлов.

    Изготовление твердотопливного котла требует тщательного планирования и теплотехнических расчетов, использования грамотных чертежей, а также, правильного подбора комплектующих и расходных материалов. При соблюдении рекомендаций, у котла, изготовленного своими руками, будут хорошие теплотехнические характеристики и параметры.

    Читать еще:  Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией

    Что для этого нужно

    Для создания котла своими руками нужно приготовить набор инструментов.

    В процессе работы понадобятся:

    • сварочный аппарат;
    • приспособления для металлообработки;
    • электродрель;
    • уровень;
    • рулетка;
    • линейка;
    • маркер для нанесения разметки;
    • болгарка.

    Мастеру будут необходимы средства индивидуальной защиты в виде перчаток и очков.

    Дополнительно потребуется заранее приготовить нужные для конструирования котлового оборудования материалы:

    • 1 или 2 старых газовых баллона;
    • листовую сталь толщиной 4-5 мм;
    • асбестовый шнур для герметизации дверей отсеков;
    • трубу металлическую Ø 60 мм;
    • петли и дверные ручки;
    • уголок стальной;
    • базальтовое волокно в качестве теплоизоляционного изолирующего слоя.

    Приступать к разработке и сборке агрегата можно людям, умеющим пользоваться сваркой и приспособлениями, предназначенными для металлообработки.

    Чертежи твердотопливных котлов длительного горения

    Продолжительную работу устройства с теплообменником на одной партии дров обеспечивает специальная конструкция:

    • увеличенная емкость топливной камеры – вмещает в 2 раза больший объем закладки;
    • нестандартное направление разжигания – дрова прогорают вертикально вниз.

    Огонь охватывает верхний слой топлива. За счет дозированной подачи воздушного потока образуется ровное, несильное пламя. Нижний объем закладки постепенно нагреваются по мере прогорания дров.

    Классический

    В стандартных чертежах устанавливают тепловой генератор в форме цилиндра. Прямоугольный корпус для классических котлов длительного горения не подходит.

    Оборудование работает следующим образом:

    • топочную камеру наполняют дровами и разжигают сверху;
    • в процессе прогорания топлива посредством телескопической трубы на него опускается груз с отверстием для циркуляции воздуха;
    • кислород через дымоход поступает в топку под воздействием естественной тяги или вентилятора;
    • теплообменника в классической схеме нет, вода для отопления нагревается напрямую.

    Помимо дров для растопки используют торф или кокс.

    Фото 1. Классический твердотопливный котел длительного горения с дровами в топочной камере и отсутствием теплообменника.

    Пиролизный

    В газогенераторных приборах дрова тлеют медленнее. Происходит выделение горючего дыма, который поступает в отдельную зону и вырабатывает дополнительную тепловую энергию. Конструкция включает:

    • Загрузочную камеру. В ней происходит процесс пиролизного сжигания топлива.
    • Отсек дожига. Здесь сгорает газ.
    • Теплообменник. Выполняют в виде «рубашки». Внутри теплообменника нагревается вода для последующего выхода в сеть.
    • Устройство подачи воздуха. Обеспечивает поступление первичного (в топку) и вторичного (в камеру дожига) потока.
    • Дроссельная заслонка. Для регулировки скорости и объема кислорода на этапе первого розжига топлива.
    • Приспособления для управления температурой и мощностью оборудования.

    Две камеры разделяет огнестойкое перекрытие с форсункой и отверстиями. От вторичного воздушного потока зависит скорость нагрева воды внутри теплообменника.

    Фото 2. Пиролизный котел, оснащенный загрузочной камерой, теплообменником, камеры разделены огнестойким перекрытием.

    Шахтный

    Устройства, работающие по принципу обычного сжигания топлива, проще пиролизных. Конструкция включает:

    • Топку. Эта зона занимает от 50% объема оборудования и чаще имеет прямоугольную форму. Ее высота незначительно меньше длины целой конструкции.
    • Люк для загрузки топлива. Его устанавливают сверху или сбоку относительно топки.
    • Зольник. Камера, куда естественным путем попадает зола с остатками углей. Ее оборудуют под топкой.
    • Колосник. Выполняет функцию разделительной решетки между внутренними секциями котла.
    • Дверца. Размеры подбирают с учетом возможности одновременного доступа и к зольной, и к нижней части топочной камеры. Чтобы регулировать объем воздуха, на дверцу устанавливают шибер.
    • Секция с теплообменником. В проектах шахтных котлов используют конструкции водяного или жаротрубного типов. В камере теплообменника выполняют отверстие для поступления угарных газов.
    • Дымоходная труба из металла или кирпича с заслонкой.

    После загрузки и розжига топливо выделяет горючие газы. Через отверстие они поступают в камеру с теплообменником, нагревая последний. Дым отдает энергию и выходит наружу через трубу, а горячая вода поступает в отопительную сеть.

    Фото 3. Котел длительного горения шахтного типа с теплообменником, в котором топливо выделяет горючие газы после розжига.

    Твердотопливный котел длительного горения своими руками: видео для ознакомления

    Другой вариант заключается в применении газового баллона для корпуса. Из него можно создать вполне эффективную конструкцию для отопления строений небольших размеров. Для ознакомления с особенностями самодельного приспособления для обогрева предлагается взглянуть на видео. Котел длительного горения своими руками без чертежей можно сделать по нему.

    Внешний вид самодельной конструкции с теплообменником

    Чертежи твердотопливных котлов длительного горения

    Продолжительную работу устройства с теплообменником на одной партии дров обеспечивает специальная конструкция:

    • увеличенная емкость топливной камеры – вмещает в 2 раза больший объем закладки;
    • нестандартное направление разжигания – дрова прогорают вертикально вниз.
    Читать еще:  Что такое котлы на тюках

    Огонь охватывает верхний слой топлива. За счет дозированной подачи воздушного потока образуется ровное, несильное пламя. Нижний объем закладки постепенно нагреваются по мере прогорания дров.

    Классический

    В стандартных чертежах устанавливают тепловой генератор в форме цилиндра. Прямоугольный корпус для классических котлов длительного горения не подходит.

    Оборудование работает следующим образом:

    • топочную камеру наполняют дровами и разжигают сверху;
    • в процессе прогорания топлива посредством телескопической трубы на него опускается груз с отверстием для циркуляции воздуха;
    • кислород через дымоход поступает в топку под воздействием естественной тяги или вентилятора;
    • теплообменника в классической схеме нет, вода для отопления нагревается напрямую.

    Помимо дров для растопки используют торф или кокс.

    Фото 1. Классический твердотопливный котел длительного горения с дровами в топочной камере и отсутствием теплообменника.

    Пиролизный

    В газогенераторных приборах дрова тлеют медленнее. Происходит выделение горючего дыма, который поступает в отдельную зону и вырабатывает дополнительную тепловую энергию. Конструкция включает:

    • Загрузочную камеру. В ней происходит процесс пиролизного сжигания топлива.
    • Отсек дожига. Здесь сгорает газ.
    • Теплообменник. Выполняют в виде «рубашки». Внутри теплообменника нагревается вода для последующего выхода в сеть.
    • Устройство подачи воздуха. Обеспечивает поступление первичного (в топку) и вторичного (в камеру дожига) потока.
    • Дроссельная заслонка. Для регулировки скорости и объема кислорода на этапе первого розжига топлива.
    • Приспособления для управления температурой и мощностью оборудования.

    Две камеры разделяет огнестойкое перекрытие с форсункой и отверстиями. От вторичного воздушного потока зависит скорость нагрева воды внутри теплообменника.

    Фото 2. Пиролизный котел, оснащенный загрузочной камерой, теплообменником, камеры разделены огнестойким перекрытием.

    Шахтный

    Устройства, работающие по принципу обычного сжигания топлива, проще пиролизных. Конструкция включает:

    • Топку. Эта зона занимает от 50% объема оборудования и чаще имеет прямоугольную форму. Ее высота незначительно меньше длины целой конструкции.
    • Люк для загрузки топлива. Его устанавливают сверху или сбоку относительно топки.
    • Зольник. Камера, куда естественным путем попадает зола с остатками углей. Ее оборудуют под топкой.
    • Колосник. Выполняет функцию разделительной решетки между внутренними секциями котла.
    • Дверца. Размеры подбирают с учетом возможности одновременного доступа и к зольной, и к нижней части топочной камеры. Чтобы регулировать объем воздуха, на дверцу устанавливают шибер.
    • Секция с теплообменником. В проектах шахтных котлов используют конструкции водяного или жаротрубного типов. В камере теплообменника выполняют отверстие для поступления угарных газов.
    • Дымоходная труба из металла или кирпича с заслонкой.

    После загрузки и розжига топливо выделяет горючие газы. Через отверстие они поступают в камеру с теплообменником, нагревая последний. Дым отдает энергию и выходит наружу через трубу, а горячая вода поступает в отопительную сеть.

    Фото 3. Котел длительного горения шахтного типа с теплообменником, в котором топливо выделяет горючие газы после розжига.

    Подключение и установка

    Аппарат можно установить и подключить самостоятельно. Метод монтажа подбирается в зависимости от нескольких особенностей твердотопливного котла:

    • Наружные стенки топки могут сильно нагреваться даже если вокруг нее имеется водяная рубашка;
    • Самодельные изделия имеют одинарные стенки.

    Затем между перекрытием и дымоходом оставляют пространство шириной не менее 25 сантиметров, которое заполняют базальтовой ватой и зашивают оцинковкой.

    К тому же необходимо сделать правильный фундамент, ведь аппарат обладает большой массой, которая существенно увеличивается после закладки большого количества топлива. Обычно его делают из армированного бетона, заполняя щебнем. Потом к котлу присоединяют заранее подготовленный своими руками дымоход и подключают его к водяному контуру.

    Схема подключения к водяному контуру:

    В заключение

    Мы рассмотрели несколько возможных вариантов устройства твердотопливных котлов длительного горения, которые можно изготовить своими руками. Однозначно ответить, какой из представленных их видов будет оптимальным вариантом именно в вашем случае, трудно. Если вы собрались изготовить такой агрегат самостоятельно, то необходимо предварительно учесть несколько факторов: наличие соответствующих навыков ( например, умение качественно выполнять сварочные работы или кладку), наличие и стоимость материала, наличие необходимого оборудования и инструментов, место расположения котла и другие. Кроме того, необходимо рассчитать размеры теплообменника котла с учетом мощности системы отопления дома.

    И если нет полной уверенности в своих способностях, то лучше поручить изготовления специалисту.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector