Как устроен котел длительного горения

Пошаговая инструкция создания котла твердотопливного длительного горения своими руками по чертежам

Твердотопливные котлы длительного горения помогают поддерживать тепло без частой догрузки дров.

Вместо обычных 2–4 часов, одной закладки в котлы длительного горения хватает минимум на 8–12 часов работы оборудования. Точное время между загрузками зависит от конструкции и типа используемого топлива.

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.

Пошаговая инструкция по изготовлению котла из кирпича и металла

Чтобы выбрать правильную конструкцию, рекомендуют учитывать площадь помещения и тип топлива. Если котел строят для гаража или дачного дома малой площади, в водяном контуре нет необходимости. Нагревание происходит от поверхности прибора за счет конвекции горячего воздуха.

Внимание! Чтобы повысить эффективность и КПД, устройство дополняют системой принудительного обдува вентилятором. Если в помещении присутствует сеть отопления с жидким теплоносителем, выбирают проекты с контуром в виде «змеевика» на основе труб.

Тип топлива влияет на объем камеры. Для дровяных котлов подходят проекты с увеличенными габаритами топки. При использовании пеллет или стружки возможно обустройство емкости для автоматической подачи гранул.

Проще построить конструкцию на основе металла с кирпичом. Для этого изготавливают теплообменник из профильных труб круглого и прямоугольного сечения, который устанавливают непосредственно в кирпичный котел.

Пошаговая инструкция создания котла твердотопливного длительного горения своими руками по чертежам

Твердотопливные котлы длительного горения помогают поддерживать тепло без частой догрузки дров.

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения

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

Читать еще: Как сделать отопление в своем доме

Классический

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.

Пиролизный

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.

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.

Пошаговая инструкция по изготовлению котла из кирпича и металла

Шахтный котел длительного горения – делаем своими руками по инструкции и чертежам

Для водяного отопления частного дома разработано много конструкций отопительных приборов. Своей эффективностью и непритязательностью в обслуживании выделяются шахтные котлы. Их стоимость довольно высокая, поэтому многие умельцы повторяют в домашних условиях заводские модели или изготовляют по собственному проекту.

Шахтный котел длительного горения отличается от других продолжительностью горения и особенностями устройства. Часто подбрасывать топливо не требуется, он имеет топливную камеру большого объема, горение медленное. Разработано два вида шахтных котлов: с обычным горением и пиролизный. Каждый имеет сходное устройство из двух камер: в одной сжигается топливо, во второй устроен теплообменник.

Шахтный котел с обычным сгоранием более простой по устройству. Половину всего объема занимает топка высотой почти на весь агрегат, но небольшой ширины и глубины. Сбоку или сверху находится люк для загрузки топлива. Топочное отделение при взгляде сверху внутрь напоминает шахту, отсюда такое название. Под топочной камерой находится зольник, отделенный от нее колосником. Через зольниковую дверку открывается доступ не только к нему, но и к топке. Шибером, расположенным под дверкой, регулируется поступление воздуха.

Читать еще: Котел твердотопливный длительного горения своими руками чертежи

Шахтный котел не требует особого контроля за счет своей длительности горения

Вторая важная часть – камера с теплообменником, наполненным водой или, если котел не используется для водяного отопления, жаротрубный. Газы поступают в нее из топливника через отверстие и выходят через дымоход, попутно нагревая теплообменник. Из него вода по трубам поступает в систему или горячий воздух прогревает помещение.

Пиролизный котел шахтного типа имеет схожую конструкцию, но изготавливается с некоторыми дополнительными элементами:

1. Камерами, в которых сгорает и догорает угарный газ. Располагаются снизу теплообменного пространства, стенки обложены шамотным кирпичом.
2. Несколько труб с большим количеством маленьких дырочек. Через них подается воздух для камер сгорания и догорания.
3. Вверху у стенки расположены задвижки для разделения двух камер.

Принцип действия пиролизного котла несколько другой. При топке ограничивают поступление воздуха, медленное горение вызывает образование большого количества газов, которые поступают в дополнительные камеры и сгорают. В котлах сжигают любое твердое топливо: уголь, дрова, пеллеты. Одной закладки угля хватает для пяти суток, дров – не более тридцати часов. За счет полного сгорания такие котлы обладают высоким КПД – до 90%.

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.

При сборке своими руками пользуемся чертежами, придерживаемся указанных размеров. Последовательность следующая:

1. Вырезаем из 4-миллиметрового металла корпус: днище, боковые стенки, крышку, дверные проемы. Все прихватывается к днищу, которое выпускается в стороны, как на чертеже. Внутри сваркой закрепляем уголки, которые послужат полочкой для колосника.
2. Стыки тщательно провариваем и приступаем к водяной рубашке из металла 3 мм. Она отступает от стенок корпуса 20 мм и, чтобы установить ее, привариваем на корпус стальные полосы. К ним привариваем обшивку.
3. Установка жаровых труб сверху котла. Прорезаем отверстия в тыльной и передней стенках, вставляем несколько труб, завариваем на торцах.
4. Вырезаем дверцы, привариваем изнутри две полосы, между ними укладываем асбест для уплотнения. Колосники размером 360×460 мм нарезаем из уголков и привариваем к полочкам наружным углом.
5. В стенки бака врезаем штуцеры на подающий и обратный трубопроводы, патрубок дымового канала. Ввариваем воздуховод из профильной трубы 40×60 мм. К нему через фланец будет крепиться вентилятор. Воздушный вход осуществляем через заднюю стенку.
6. Привариваем дверные петли и закладки для крепления декоративного каркаса. Бак котла обертываем базальтовым утеплителем, закрепляем шнуром. Крепим каркас саморезами к закладкам, устанавливаем дверцы.

Результат сборки твердотопливного котла длительного горения

На воздуховод устанавливаем вентилятор, электронный блок сверху котла, а датчик прячем под утеплитель.

Котлы с дополнительными камерами для полного сжигания газов, образующихся в процессе топки, эффективнее классических котлов длительного горения. Газы выделяются при высокой температуре и, благодаря особому устройству котла, полностью сгорают, давая дополнительное тепло. Дрова используются только очень сухие, на мокром топливе система не работает. Использование дровянных пеллет позволяет автоматизировать их подачу.

Приступая к изготовлению отопительного котла, следует тщательно изучить схему, понять работу, ознакомиться с рабочими чертежами. В любую конструкцию можно внести некоторые изменения, которые не касаются принципиального устройства. Изменения связаны, как правило, с внешними размерами, подключением и вызываются конкретными условиями. Предлагаем чертежи пиролизного котла мощностью 40 кВт, который можно взять за основу для самостоятельного изготовления.

Читать еще: Отопление частного дома газовым котлом

На схеме обозначены: A – контроллер; B – загрузочная дверца; C – зольник; D – дымоотсос; E – место установки датчика; F – патрубок для установки предохранительного клапана; G – труба горячей воды; H – защитный теплообменник – холодная вода; K – теплообменник – горячая вода; L – обратка; M – расширитель.

Чтобы сделать котел, понадобится:

листовой металл толщиной 4 мм;
труба толстостенная диаметром 32 мм, 57 мм, 159 мм;
профильная труба 30×60 мм и 40×80 мм;
электронный блок управления, вентилятор.

Количество материалов рассчитываем исходя из конкретных размеров изделия. Для большей наглядности рассмотрите вид корпуса пиролизного котла изнутри.

При первом пробном запуске определяем КПД конструкции, легче всего это делается по дыму: если не чувствуется запах угарного газа, КПД высокий. Вместо водяного контура иногда используют котел с воздушным обогревом. Такая система выгодна для дач, где хозяева бывают наездами, и воде в системе отопления грозит размораживание. Горячий воздух подается по трубам, а поступает самотеком от пола. Устанавливаем шахтный котел на прочном бетонном фундаменте.

Облегчит и удешевит создание шахтного котла с нижним горением применение кирпича. Из металла делаем только теплообменник вертикального типа. Его можно изготовить

из листового материала;
из листов металла с врезкой труб;
только из труб.

Наибольшая эффективность чисто трубного теплообменника, но он и самый трудный в изготовлении. Внешний вид показан на рисунке, размеры подбираются изготовителем.

На прочном бетонном фундаменте выкладываем поддувальную камеру, устанавливаем колосник. Ставим теплообменник, делаем вокруг него кладку стенок из качественного кирпича. При кладке устанавливаем две дверки. Нижняя дверца ставится так, чтобы можно было поджечь топливо и очистить топку и поддувало от золы. Можно установить две отдельные дверки вместо одной большой. Верхняя дверка служит для загрузки дров, угля, ее можно расположить на лицевой части котла, а можно сверху в виде люка.

На рисунке внизу показан общий вид шахтного котла со стенками из кирпича.

Несколько замечаний по кладке кирпичных стен котла и монтажу. Достаточной будет толщина облицовки в полкирпича. Теплообменник выставляем, чтобы выход горячей воды оказался в самой высокой точке. Это предотвратит создание воздушных пробок, улучшит циркуляцию воды. Кладка проводится с перевязкой швов, поднимается на 2–3 см выше обменника. Дымовую трубу выкладываем из кирпича или устанавливаем из металла.

Самодельные котлы длительного горения на дровах

Жильцы частного сектора, решившие приобрести твердотопливный котёл для обогрева дома, в первую очередь интересуются тепловой мощностью оборудования, ценой и длительностью горения с одной загрузки. Эти параметры взаимосвязаны между собой: при большей мощности и продолжительности функционирования выше цена прибора. Существует вариант, при котором расходы сокращаются вдвое — самодельные котлы длительного горения на дровах.

В загородных посёлках (где нет газопроводов) постоянно решается вопрос об улучшении качества отопления домов. Обычные печи на угле и дровах получили повсеместное использование, а сейчас, имея новые технологии, они являются не единственным способом обогрева.

Прекрасно можно заменить старые печи котлами длительного горения на дровах, являющимися сравнительно новыми конструкциями, которые работают на твёрдом топливе. Мощности такого прибора хватает обогреть не только жилые, но и производственные помещения.

Длительность горения соответствует происходящим внутри него процессам, которые будут зависеть от конструкции прибора. Твердотопливный котёл отличается технологией работы от обычной дровяной печи тем, что горит сначала верхняя часть дров, постепенно захватывая нижнюю вместе с продуктами распада (золой, сажей).

В старых печах дрова загораются снизу, а затем воспламеняются остальные, при этом происходит быстрое сгорание топлива и остывание печи, поэтому приходится наблюдать за процессом горения и часто подкладывать дрова. Обычно считают, что длительность горения зависит от продолжительности тления с ограничением поступления воздуха. Но это неэффективный способ сжигания дров и угля:

1. При максимальном горении КПД дровяных котлов достигает 75%, а в режиме тления эффективность прибора падает до 40%.
2. Тлеющими дровами выделяется небольшое количество тепловой энергии, что влияет на полный, качественный обогрев дома.
3. Невозможность сжигания способом тления свежесрубленного дерева таких пород, как ивы, тополя и низкокалорийного топлива.

Продолжительность горения зависит от увеличенной топливной камеры в котле, именно её размер оказывает влияние на процесс: чем больше закладываемых в топку дров, тем дольше они будут гореть и выделять тепло. Бытовые агрегаты могут работать 10—12 часов с одной закладкой дров, а с порцией угля до суток. Существуют такие виды твердотопливных котлов:

классические, у которых функционирует принудительная подача воздуха;
действующие по методу верхнего горения;
пиролизные модели;
теплогенераторы шахтного типа.

Такие устройства твердотопливных котлов можно выполнить самостоятельно. Для этого нужно иметь необходимый инструмент и практику сварочных работ.

0 0 голоса

Рейтинг статьи