Твердотопливные котлы благодаря своей универсальности пользуются популярностью у владельцев частных домов. Эффективный и простой в эксплуатации шахтный котел не только позволяет быстро обогревать помещение, но и работает максимально долго от одной загрузки топлива. Такие установки будут отличаться своей конструкцией, размерами, мощностью и рядом других параметров.
Описание оборудования
Шахтные котлы длительного горения — это эффективная техника, которая характеризуется максимально возможной продолжительностью горения топлива и уникальными особенностями конструкции. Наличие топливной камеры с увеличенными размерами избавляет от необходимости частой загрузки, а благодаря специальной конструкции поддувала обеспечивается медленное горение с выделением большого количества тепла.
Наибольшее распространение сегодня получили две конструкции шахтных котлов:
- Пиролизные.
- С обычным горением.
Обе этих схемы исполнения имеют две камеры, в одной из которых устроен теплообменник, а вторая используется для сжигания топлива. Котел шахтного типа с нижним горением отличается простотой конструкции и имеет топку высотой на весь агрегат, что позволяет существенно упростить загрузку. Топочное отделение напоминает по своему виду шахту, что послужило названием для отопительного оборудования данного типа.
В данном видео рассмотрим шахтный котел:
Камера теплообменника выполняется по классической жаротрубной технологии. Внутри этого отсека проложены многочисленные трубы, по которым циркулирует теплообменник, нагреваемый горячим воздухом, поступающим из топливника. Дымоход может выполняться как в виде вертикальной трубы, так и коаксиального типа, который выводится через ближайшую стену на улицу.
Шахтные котлы длительного нижнего горения на дровах получили видоизменённую конструкцию, что позволило обеспечить максимально длительное горение. Такой котёл дополнен следующими элементами:
- В дополнительных камерах, которые располагаются под теплообменником, происходит сжигание угарного газа, что позволяет обеспечить улучшение показателей КПД котла.
- В пиролизную камеру проведены трубы с многочисленными мелкими отверстиями, что позволяет подавать воздух, необходимый для сгорания угарного газа.
- Непосредственно над пиролизной камерой располагается задвижка, которая позволяет уменьшать и увеличивать интенсивность горения топлива.
Принцип действия такого пиролизного шахтного котла основывается на ограничении поступления в топочное отделение воздуха. Соответственно, дрова горят крайне медленно, что приводит к образованию большого количества угарного газа. Подобная конструкция позволяет обеспечить эффективность оборудования на уровне в 90%.
Преимущества и недостатки
Благодаря отличным эксплуатационным характеристикам и простоте использования шахтные котлы пользуются популярностью у отечественных владельцев частных домов. К основным преимуществам таких агрегатов можно отнести следующее:
- Простота конструкции.
- Длительная работа на одной загрузке топлива.
- Отличная эффективность.
- Возможность загрузки различного твердого топлива.
- Полная безопасность эксплуатации.
- Легкость обслуживания.
- Доступная стоимость.
- Возможность выбора агрегатов с различной мощностью.
К недостаткам можно отнести громоздкую конструкцию с увеличенной топочной камерой, что приводит к необходимости устанавливать такое оборудование в отдельной котельной, куда подводятся трубы и полноразмерный дымоход.
Правильно подобрав конструкцию, мощность и размеры топливного отделения, можно не только эффективно обогревать дом, но и существенно упростить обслуживание котла, который будет отличаться надежностью и беспроблемностью эксплуатации техники.
Изготовление шахтного пиролизного котла
Наибольшей популярностью сегодня пользуются усовершенствованные конструкции пиролизных котлов, которые обладают высоким КПД, позволяют экономить топливо, могут работать от одной загрузки 24 часа и более, обеспечивая качественный нагрев помещения. Благодаря простоте конструкции такой установки, ее можно изготовить самостоятельно, даже при наличии минимального опыта работы со сваркой.
Необходимые инструменты и материалы
При наличии на руках схемы изготовления шахтного пиролизного котла, выполнить его не составит сложности. Для такой работы не потребуется использование какого-либо сложного профессионального оборудования, можно обойтись следующими инструментами и материалами:
- Газовый резак.
- Сварочный аппарат.
- Различные столярные инструменты.
- Листовая сталь толщиной в 5 и 2 миллиметра.
- Трубы различного диаметра.
- Высокотемпературный шамотный кирпич.
- Уголки 4 на 4 сантиметра.
- Двойная зольная дверка с асбестовой прокладкой и задвижкой для регулировки подачи воздуха.
- Три задвижки, которые необходимы для дымохода и перегородок между камерами.
- Дверки для обслуживания теплообменной камеры.
- Лист оцинкованной стали.
- Базальтовая вата.
Обязательным условием выполнения качественного шахтного твердотопливного котла станет наличие на руках соответствующей схемы изготовления такого оборудования. Составить чертёж можно самостоятельно, но проще подыскать его в открытых источниках в интернете. В последующем вся работа, в частности раскрой металла, выполняется на основании имеющихся чертежей и документации.
При выборе конкретного чертежа изготовления котла следует обратить внимание на объем топочного отделения. Чем оно больше, тем дольше шахтный котел нижнего горения будет работать от одной заправки. Можно изготовить такое оборудование, размер топочного отделения которого позволит котлу нагревать помещение двое-трое суток, что существенно упрощает обслуживание техники и проживание в частном доме.
Выполнение основной части
Под основной частью котла принято понимать самодельный корпус, который разделяется на несколько камер. Между ними выполняются перегородки и задвижки, которые позволяют регулировать объем поступления воздуха в камеру сгорания. Корпус изготавливают следующим образом:
- Изучают чертёж и определяются с размерами и способом раскроя листового металла.
- На листе металла с помощью футеровки выполняют схему раскроя и разрезают листовую сталь автогенной сваркой или плазменным резаком.
- Боковые части корпуса свариваются двойным швом.
- В перегородке между теплообменной и топливной камерой делают два отверстия, одно из которых располагается сверху, а второе — на уровне колосника.
- Заготовку топочной камеры устанавливают в корпус и прихватывают сваркой. К верхнему отверстию перегородки крепят задвижку и приваривают основание.
- Изготавливают колосник, для чего в листовой стали при помощи футеровки вырезают неширокие продольные отверстия. Можно использовать покупной чугунный или стальной колосник, что несколько упростит изготовление котла своими руками.
- Колосник приваривается или устанавливается на уголках.
- В боковых стенках вырезают необходимые отверстия, которые потребуются для дверок камеры сгорания и зольника.
- Внутри тепловой камеры приваривают два ряда профильной трубы или уголков. В последующем на них будут крепиться элементы водяной рубашки, располагать которую внутри пиролизной камеры не рекомендуется, так как это может нарушить процесс дожигания газов.
- В корпус устанавливают и приваривают теплообменник, внутри которого располагается водяная рубашка. Ее изготавливают из труб диаметром 2,5 сантиметра.
- На уровне колосника приваривают перегородку, служащую дном камеры дожига топлива.
- В донной части вырезают отверстие, которое потребуется для трубы подачи воздуха.
- Для подачи воздуха в пиролизную камеру используют трубу с диаметром в 5 сантиметров, в которой высверливают большое количество маленьких отверстий. На конце трубы приваривают глухую заслонку.
- Стены камеры сгорания обкладывают шамотным кирпичом. При необходимости его подрезают, после чего, используя высокотемпературный раствор, выполняют кладку.
- Дополнительно кирпичная кладка может быть утеплена базальтовой ватой, что улучшает показатели теплоэффективности оборудования.
На этом изготовление основной части завершено. Останется выполнить теплообменник, внутри которого будет циркулировать жидкость, нагреваемая раскаленными газами и в последующем отдающая тепло через установленные в доме радиаторы.
Сборка теплообменника
Теплообменник или, как его еще по-другому называют, водяная рубашка, включает несколько рядов горизонтальных труб. Приобрести уже готовые варианты можно в специализированных магазинах, которые занимаются продажей запчастей для отопительного оборудования. При необходимости можно своими руками изготовить качественный и долговечный теплообменник или использовать старый. Выполняется такая работа следующим образом:
- В соответствии с имеющейся на руках схемой сваривают прямоугольную или квадратную обечайку. Ширина и глубина ее должна быть приблизительно на 6 сантиметров меньше размеров теплообменной камеры.
- В обечайке вырезают два отверстия, совпадающие с расположением задвижки в перегородке котла и с отверстием для очистки пиролизной камеры.
- С противоположных сторон обечайки высверливают отверстия для трубы диаметром 2,5 сантиметра. Для такой работы используют дрель с алмазной коронкой или специальное сверло по металлу. Отверстия располагаются в шахматном порядке, что обеспечивает максимальную эффективность нагрева.
- Трубы разрезаются, после чего их вставляют в имеющиеся просеки в корпусе котла и приваривают двойным швом.
При наличии на руках качественной схемы с подробными размерами каждого элемента шахтного котла, изготовить его можно даже при наличии простейшего оборудования и минимального опыта работы со сварочным аппаратом. Необходимо лишь использовать качественную сверхпрочную сталь, что позволит обеспечить максимально возможную долговечность.
Шахтный котел длительного горения отличается эффективностью, топливной экономичностью и простотой в эксплуатации. Отопительное оборудование данного типа сегодня широко используется при организации автономного отопления на базе твердотопливных котлов. Такие агрегаты отличаются простотой конструкции, что при наличии на руках качественной схемы изготовления оборудования позволяет выполнить его самостоятельно, существенно сокращая расходы домовладельца на обустройство инженерных коммуникаций в частном доме.
Источник: kaminguru.com
Определение с параметрами проекта
Точного определения данному понятию нет. Соответствующее оборудование появилось, как ответ на требования потребителей повысить уровень комфорта в процессе эксплуатации, увеличить выработку тепла в расчете на единицу использованных энергетических ресурсов.
Основным недостатком классических котлов является необходимость регулярного добавления топлива в топку. Сложности создают также следующие факторы:
Разные конструкции
Для решения отмеченных выше задач используют различные решения. Чтобы не закладывать часто новые порции топлива увеличивают размеры топки. Сделать процесс горения равномерным помогает размещение сверху прижимного устройства, дозированная подача воздуха.
Создать чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками будет проще после подробного изучения стандартной конструкции:
Недостатком данной конструкции является невозможность произвольной закладки дров в топку. Существенное преимущество – повышенная до 24 часов и более длительность одного рабочего цикла.
В следующей конструкции топливо можно подкладывать по мере необходимости. Здесь использована технология пиролиза. Она характерна дозированной подачей кислорода и низкой интенсивностью горения. Тлеющие дрова выделяют горючий газ. Он сгорает в дополнительной камере.
Эта установка полноценно использует топливо. В продуктах сгорания содержится минимальное количество сажи. Сложной является оптимальная регулировка рабочих процессов.
Газовые и дизельные агрегаты лишены упомянутых недостатков по причине простоты дозирования соответствующих видов топлива. Подобный результат можно получить, если использовать специальным образом спрессованные гранулы из отходов деревообработки, шелухи семечек, иного горючего сырья.
В данном варианте гранулы (пеллеты) засыпают в бункер, откуда они подаются шнековым механизмом в топку. Понятно, что такая конструкция позволяет при необходимости быстро увеличивать и уменьшать подачу топлива. Гибкое изменение производительности котла пригодится для оптимизации работы при изменении внешней температуры, подключении дополнительных потребителей. С гранулами не слишком сложно работать при транспортировке, хранении.
Повышают эффективность котлов с помощью сложных структур выходных узлов. В таких конструкциях повышается температура теплоносителя. Аналогичные функции выполняют полые стенки корпуса.
Статья по теме:
Котлы длительного горения на дровах для дома. Необходимость часто подбрасывать дрова весьма неудобна. Однако есть котлы, которые требуют внимание раз в сутки. Подробнее в отдельной публикации.
Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками
Прежде чем искать соответствующую документацию, необходимо точнее определиться с конструкцией. Предпочтительной является первая схема твердотопливного котла длительного горения, своими руками ее будет создать проще.
Для отопления сравнительно небольшого частного дома с общей площадью 150-250 м. кв. достаточно будет следующих размеров:
При высоте чуть более 1,5 метра и ширине около 40 см не сложно будет найти подходящее место для установки. Но надо учитывать необходимость создания технологических проходов для обслуживания. Понадобится свободное пространство сверху для монтажа лебедки и другого оборудования.
Для реализации частных проектов не обязательно соблюдению ГОСТов. Но чем подробнее получился чертеж твердотопливного котла длительного горения своими руками, тем проще будет исключить ошибки на ранних стадиях.
Обратите внимание! Не забывайте, что комплект рисунков с размерами надо дополнить списком изделий, которые надо будет приобрести отдельно. Включите в него комплектующие детали фабричного производства, инструменты, расходные и материалы, строительные перчатки и другие индивидуальные защитные средства.
Изготовление котла твердотопливного длительного горения: отзывы и алгоритм действий
Прежде, чем начинать работу, изучите мнения и советы реальных пользователей. Как свидетельствуют их отзывы, оборудование этого типа при правильном выполнении технологий вполне можно изготовить самому.
Для создания конструкции без лишних трудностей пригодятся готовые изделия с нужными параметрами. Подойдет металлическая труба диаметром 350 мм, высотой 1,5 метра, с толщиной стенок не менее 3 мм. Разумеется, придется сделать соответствующие корректировки некоторых других размеров.
К нему приваривают вырезанное из листовой стали дно. Не забудьте о ножках. Они должны выдержать без повреждений вес тяжелой конструкции. Для некоторых входных и выходных отверстий подойдут отрезки труб с подходящими габаритами. Укрепление и узлы креплений навесного оборудования создают из отрезков швеллера.
Готовую конструкцию очищают. Для защиты от коррозии и хороших эстетических характеристик ее покрывают слоями грунта по металлу и краской. Используют такие типы покрытий, которые устойчивы к высоким температурам. После установки лебедки и других дополнительных устройств, проверяют работоспособность всех механизмов и приводов. Котел подключают к системам подачи воздуха, водоснабжения и обогрева, дымоходу, электрической сети 220 V. Выполняют пробный пуск и устраняют выявленные недостатки
Обратите внимание! Вы знаете, как самому сделать твердотопливный котел длительного горения, но сомневаетесь в точности выполнения отдельных операций? В этом случае создание сварочных швов и другие сложные действия надо изучить заранее. Это оборудование в процессе эксплуатации должно быть надежным, поэтому лучше исключить ненужные риски.
Твердотопливный котел длительного горения своими руками: видео инструкция и выводы
Для изготовления некоторых сложных конструкций понадобится предварительное оснащение собственной мастерской. Придется освоить работу со сварочным оборудованием, приобрести специализированные инструменты и приспособления. Если он не пригодятся в будущем, то соответствующие затраты придется учесть при подсчете общей себестоимости.
Создать правильно котёл длительного горения своими руками помогут материалы данной статьи, сведения из чертежей и видео. Но для правильной оценки необходимо проверить, сколько будет стоить выполнение соответствующего заказа с помощью профессионалов.
Источник: aquatic-home.ru
Конструкция и принцип работы
Шахтный котел длительного горения бывает двух видов:
- Устройство с обычным сжиганием топлива.
- Пиролизный агрегат.
Они состоят из двух камер, которые разделяют котел на две вертикальные части. В первой горят дрова, во второй находится теплообменник.
Устройство шахтного котла с обычным сжиганием является более простым:
- Топка. Она составляет 50% и более от объема всего устройства. Эта часть котла длительного горения имеет большую высоту (почти равняется высоте агрегата), небольшую ширину и глубину.
- Загрузочный люк. Находится на верхней или боковой части топки.
- Зольная камера. Размещается под топкой.
- Колосник. Он разделяет зольную и топочную камеры.
- Зольная дверка. Она имеет такие размеры, которые позволяют получить не только доступ к зольнику, но и к нижней части топки. На ней размещают шибер для регулирования подачи воздуха.
- Теплообменная камера. Внутри нее находится водяной или жаротрубный теплообменник. Она имеет отверстие, через которое поступают образовавшийся в топке угарный газ.
- Дымоход. Он имеет заслонку.
Работает такой шахтный котел следующим образом:
- Поджигаются дрова в топке.
- Горячий угарный газ выходит через отверстие в теплообменную камеру.
- Газ нагревает теплоноситель.
- Охлажденный дым выходит через дымовую трубу, а нагретая вода – в систему отопления.
Пиролизный шахтный котел длительного горения имеет почти такую же конструкцию, но она сложнее. Разница заключается в наличии:
- Камер сгорания и догорания угарного газа. Размещаются в нижней части теплообменной камеры. Их стенки сделаны из шамотного кирпича.
- Трубы вторичной подачи воздуха. Она находится внутри камеры сгорания. Особенностью трубы является наличие большого количества дырочек.
- Задвижки вверху стенки, которая разделяет две камеры.
Во время пиролиза происходит разложение дров на кокс и различные горючие газы. Последние поступают в камеру сгорания, смешиваются с воздухом и сгорают. Остатки газов догорают в камере догорания. Образованное тепло нагревает теплоноситель.
Материалы
Для изготовления пиролизного котла шахтного типа нужно запастись:
- Листовой сталью с футеровкой. Толщина 3-5 мм. Другую сталь использовать не стоит, поскольку пиролиз сопровождается высокой температурой и обычный сплав быстро перегорает.
- Листовой сталью с толщиной 1-2 мм.
- Шамотным кирпичом.
- Трубами с диаметром 13, 5 и 2,5 см.
- Уголками с размерами 4х4 см. Альтернативой может быть профильная труба с такими же размерами.
- Двойной зольной дверкой. Желательно, чтобы она имела асбестовую прокладку. Обязательно она должна иметь задвижку для регулирования подачи воздуха.
- Дверкой для чистки теплообменной камеры.
- Задвижками. 3 шт. Одна предназначена для дымохода, вторая будет устанавливаться на перегородке между камерами, третья необходима для регулирования подачи воздуха в камеру сгорания.
- Базальтовой ватой.
- Оцинкованным листом.
Прежде, чем купить материалы, нужно рассчитать минимальную мощности шахтного котла длительного горения и составить или найти в открытых источниках чертеж устройства.
Изготовление основной части
Основной часть – это самодельный корпус, который разбит на камеры с различными функциональными приспособлениями. Корпус изготавливают так:
- Изучают чертеж самодельного агрегата и определяют размеры всех металлических частей.
- Рисуют на листовой стали с футеровкой прямоугольники, которые будут стенками и отдельными металлическими частями самодельного котла шахтного типа.
- Разрезают листовую сталь на части. Это лучше делать с помощью автогенной сварки.
- Сваривают боковые стенки корпуса.
- В листе, который будет перегородкой между топочной и теплообменной камерами, вырезают два отверстия: одно должно быть вверху, другое – чуть выше уровня колосника. Желательно, чтобы высота второго отверстия составляла 3 см.
- Ставят заготовку внутрь корпуса, фиксируют ее так, как указано в чертеже или просмотренном видео, и приваривают. На верхнем отверстии устанавливают задвижку и приваривают ее основание. Задвижка должна быть со стороны топки. С другой стороны приваривают горловину с глубиной 4 см.
- Изготавливают колосник. Для этого в куске листовой стали с футеровкой вырезают продольные неширокие отверстия. Колосник может быть и покупным, но должен быть сделан из стали с футеровкой. Изделие из чугуна не подходит, так как за несколько месяцев работы самодельного котла шахтного типа он покоробится.
- Приваривают колосник.
- В боковых стенках вырезают отверстия для зольной дверки и дверки чистки камеры догорания. По периметру отверстий нужно приварить горловины. Они должны выступать наружу и внутрь на 6 и 3 см соответственно. Горловину для отверстия в камере догорания лучше приваривать после того, как будет приварен теплообменник.
- К внутренним стенкам тепловой камеры приваривают два ряда уголков или профильной трубы. Верхний ряд размещают в 3-4 см от верха. Нижний – на уровне дна камеры догорания. Эти уголки станут частью водяной рубашки. Нельзя делать водяную рубашку вокруг пиролизной камеры, ведь из-за этого нарушится пиролиз.
- Приваривают теплообменник с внутренней частью водяной рубашки (ее изготовление описано ниже).
- Приваривают дно камеры догорания. Оно должно быть на уровне колосника. При этом одна его треть должна быть горизонтальной, а остальная часть должна подниматься вверх под углом. Величина угла зависит от чертежа. Горизонтальной делают ту часть, которая находится возле внутренней перегородки.
- Над дном вырезают отверстие для трубы подачи воздуха.
- Сверлят в трубе диаметром 5 см большое количество отверстий и приваривают ее к дыре в корпусе. При этом трубу размещают так, чтобы она выступала снаружи на 6 см. Эта часть не должна иметь дыр. На конце трубы фиксируют заслонку.
- Обкладывают стенки камеры сгорания шамотным кирпичом. Чтобы подогнать материал под нужные размеры, его обрезают. Верх камеры должен представлять собой выступающий внутрь кирпич. Между кирпичами должно быть отверстие для дальнейшего движения пиролизного газа.
- Аналогичный процесс делают в камере догорания.
Изготовление теплообменника
Он будет представлять собой водяную рубашку с несколькими рядами горизонтальных труб. Теплообменник с вертикальными трубами делать своими руками не стоит, ведь направление движения теплоносителя будет совпадать с направлением движения угарного газа. Из-за этого сильно падает КПД. Наибольший КПД получают тогда, когда направления противоположны.
Теплообменник делают так:
- Сваривают квадратную или прямоугольную обечайку. Ширина и глубина должны быть меньше на 6 см от аналогичных характеристик теплообменной камеры.
- Вырезают в обечайке два отверстия. Одно должно сходиться с отверстием для задвижки в перегородке, другое – с отверстием для чистки камеры догорания.
- Вверху других двух противоположных сторон обечайки сверлят отверстия для трубок с диаметром 2,5 см. Для этого фиксируют в дрели коронку для металла. Делают три ряда отверстий. Дыры должны находиться в шахматном порядке. Важно, чтобы отверстия на одной стенке были выше аналогичных дыр на противоположной стороне.
- Разрезают трубы на части, вставляют их в отверстия и приваривают.
Завершающие работы
- Приваривают верх внутренней части водяной рубашки.
- Сверлят в нем отверстие для дымохода и приваривают трубу с диаметром 130 мм.
- Сверлят аналогичное отверстие в верхней части корпуса самодельного шахтного котла длительного горения и приваривают заготовку.
- Сверлят дырки вверху и внизу водяной рубашки, приваривают патрубки, сделанные с 2,5-см трубы.
- Проверяют герметичность теплообменника, наполнив водой и подняв давление.
- Приваривают дно к самодельному шахтному котлу.
- Из всех сторон по периметру приваривают профильную трубу с размерами 20х20 мм.
- Сверху фиксируют лист стали толщиной 1-2 мм.
- Приваривают топочную и загрузочную дверки.
- Обшивают всю конструкцию базальтовой ватой и оцинкованным листом.
Источник: poluchi-teplo.ru