Шахтный котел – конструкция и принцип действия

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.

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

obustroen.ru

Твердотопливные котлы бытового назначения

Можно классифицировать их по-разному. Сегодняшними исследователями выделяются в котельном оборудовании такие основные направления, как прямоточные паровые котлы; котлы без дожига отходящих газов; газогенераторные котлы; шахтные котлы с верхним и нижним горением; пиролизные; пеллетные; угольные котлы.


Всё вышеперечисленное оборудование функционирует на разных видах твердого топлива. Эффективность их тоже соответственно разная, к тому же зависит от различий в условиях эксплуатации и самого топлива в немалой мере.

Содержание

  • Особенности российского рынка
  • КПД и другие технические характеристики
  • Прямоточные дровяные котлы
  • Котлы дровяные (одно-, двух- и трёхходовые) без дожига отходящих газов
  • Газогенераторные котлы
  • Шахтные котлы нижнего горения (традиционные) на дровах
  • Шахтные котлы (дровяные) длительного верхнего горения
  • Шахтные котлы длительного нижнего горения
  • Пиролизные котлы
  • Пеллетные котлы с автоматикой
  • Автоматизированные шахтные котлы нижнего горения
  • Котлы с автоматической подачей угля

Особенности российского рынка ↑

Многие специалисты справедливо считают его пока не вполне сформировавшимся. Именно в силу этого не всегда менее высокая эффективность отражается пропорционально на цене изделия. Нет достаточно четкой классификации, должной сертификации оборудования.
Нужны более глубокие и детальные исследования.
сающиеся мощностных режимов, разных теплоносителей, видов топлива, использования магнитных преобразователей и т.д. — все эти факторы напрямую отражаются на КПД приборов.
Без достаточных знаний простому потребителю сложно даже выявить отличия между, к примеру, прямоточными котлами и пиролизными. Что касается «пиролизников» и «шахтников», здесь и сами производители не совсем определились с терминологией (см. ниже).
Но подобные исследования обходятся дорого. А проводить их можно только в специальных условиях лицензированными специалистами, что не всегда и не всем производителям доступно. А так как пока в России это посчитали не обязательным, то и понятно, что самим производителям котлового оборудования нет никакой надобности на свой страх и риск углубленные изыскания проводить — зачем?
Реальный смысл в этом забрезжит лишь в том случае, если сочетание качественных характеристик и цен на товар приблизится к идеальному в своём сегменте, а сами итоги и выводы проведенных исследований будут ценной базовой опорой для рекламных кампаний.
На данный же момент несколько производителей, из тех, кто разбирается в предмете и выпускает ликвидную продукцию, по мере сил объединяют общие усилия по созданию независимого протокола. Вполне вероятно, и я это допускаю, что это может послужить базой для формирования в будущем мощного производственного комплекса в России, который способен обогнать (технически и интеллектуально) мировых лидеров в сфере котлостроения.

КПД и другие технические характеристики ↑


Покажу на примере отличия в базовых характеристиках (КПД, длительность работы на одной топливной закладке) разных классов котельного оборудования  на объектах.

Рассмотрю котлы, работающие на дровах, древесных брикетах, пеллетах (из дерева), опилках, щепках, с разной влажностью топлива. Надо иметь в  виду, что приводимые цифры не точные, а примерные — глубоких исследований, повторяю, пока не проводилось.

Прямоточные дровяные котлы ↑

КПД = 25-35%. На одной закладке дровяные котлы работают до 3-4-х часов. Заметно ухудшается при этом дожигание топлива. Отложения сажи в дымоходе заметные. Дрова, как правило,  подкладывают 1 раз/ 30-60 мин. На сыпучих видах топлива (щепа, опилки и пр.) и на влажном топливе не работают.

Котлы дровяные (одно-, двух- и трёхходовые) без дожига отходящих газов ↑

КПД =  30-50% (влияют форма теплообменника и количество ходов). Иные модели работают непрерывно по 8-12 часов. Проблемы имеют схожие с прямоточниками.

Газогенераторные котлы ↑

Топка у таких котлов (т.н. загрузочная камера) расположена внизу. Теплообменник и камеры дожига топлива — сверху. Такого типа котлы иногда называют пиролизными (т.к. в них присутствует система дожига отходящих газов), но чаще их всё же разделяют. Ведь конструкция  пиролизных и газогенераторных котлов существенно различна, да и по техническим характеристикам они отличаются.

Газогенераторные котлы на дровах выдают КПД порядка 45-90% (разница зависит от количества ходов, формы теплообменника, количества ходов  (одно-, двух- и трёхходовые), режима работы и собственно устройства  дожига). Иные модели работают непрерывно до 30 часов.
Это направление считается перспективным. Хотя бы потому что котлы способны работать на разном топливе, на любой влажности, и весьма длительно на одной закладке.
Система дожига отходящих газов  над топкой позволяет эксплуатировать котлы разной мощности без затухания без принудительной тяги.  Газогенераторные дровяные котлы на малых оборотах котёл существенно ухудшают свой КПД (до 25-35%), забивают дымоход отложениями сажи с выделением креазота. Но и это не сказывается на их популярности.  А она растет год от года.  Одна из самых продаваемых позиций на рынке газогенераторных котлов России — модель «Буржуй-К».

Шахтные котлы нижнего горения (традиционные) на дровах ↑


Такие котлы показывают КПД порядка 75-90%. Работать могут на одной закладке дров до 8-12 часов.  Влажность топлива может при этом быть любой. Такие шахтные котлы известны чуть ли не 100 лет. Нынешние изготовители их весьма уменьшили в размерах, в силу чего они стали удобны больше для топки углем.  Нередко  традиционные шахтные котлы также называют пиролизными —  у них есть система дожига отходящих газов.

Шахтные котлы (дровяные) длительного верхнего горения ↑

Способны стабильно работать до трех суток на одной закладке, при КПД до 50-75%. Топливо принимают лишь  сухое. Опилки, пеллеты, щепав этих котлах не работают, вернее, они затухают. Имеются универсальные модели. Они способны также работать на буром угле. И на торфяных крупных брикетах. Называют примеры работы шахтного котла длительного (верхнего) горения почти 16 суток на единственной закладке угля. Как и газогенераторные котлы, появились на рынке шумно, имеют немалый спрос и производятся с  2001 г.  Из самых  известных брендов — Stropuva (Литва).  Мощности котлов от 7 до 40 кВт.

Шахтные котлы длительного нижнего горения ↑

Многие специалисты склонны считать их чуть ли не самым перспективным направлением в   сегменте бытового отопительного оборудования. Работают таковые на дровах и на комбинированном топливе (опилки, пеллеты и всё вперемешку), причем оно допустимо любой влажности.
пятся шахтные котлы  подряд по несколько суток. До нескольких недель могут работать на одной закладке бурого угля. При известной автоматизации подобных котлов они способны стабильно работать и в энергонезависимом режиме. Это значит, что помещение (дом) с подобным типом отопления на естественной циркуляции теплоносителя обойдется при необходимости  без электроснабжения, находясь в полностью автономном режиме. У шахтных котлов длительного нижнего горения весьма впечатляющий КПД = 75-90%. И, что приятно, отрасль шахтных котлов сегодня довольно-таки энергично развивается.

Пиролизные котлы ↑

Имеют неоднозначные позиции и даже снискали определенную репутацию «скандальных». В России их начали использовать  в бытовом сегменте, заменяя прямоточные котлы, и разница в экономичности показалась поразительной. В рабочем режиме КПД этих котлов демонстрирует огромную экономичность, достигая 80-90%. Изготовители пиролизной котельной техники «подрезали» диапазон рабочих мощностей (от 80 до 100% от номинальных параметров), потребовались тепловые аккумуляторы.  Ограничили и влажность для топлива до 20%. Впрочем, новые  модели работают на всяком топливе и при любой влажности, имея большой разброс мощностей (от 30 до 110% от номинальной). Некоторые модификации конструктивно приблизились к характеристикам шахтных котлов длительного нижнего горения и способны вполне работать более суток на одной закладке. Кстати, сходство у пиролизных и шахтных котлов действительно есть. Недаром и  производители зачастую называют пиролизные котлы («пиролизники») именуют «шахтниками», и наоборот. Пиролизные котлы, тем не менее, достаточно прочно занимают свою собственную нишу, и судя по динамике, продолжат совершенствоваться.


Пиролизные котлы с автоматикой

Пиролизные котлы, так же как и т.н. шахтники,  автоматизируются пеллетными горелками факельного типа, подразумевающими возможность автоматизации процессов загрузки топлива в саму топочную камеру. Могу только предположить, что в данном направлении в России какие-то более или менее серьезные исследовательские работы начаты, но пока нам о такого рода разработках ничего не известно.

Пеллетные котлы с автоматикой ↑

Это едва ли не самая неоднозначная тема на сегодняшний момент. Такие котлы выбирать надо со вниманием. Про автоматические пеллетные котлы много разговоров. Порой можно слышать,  что они вовсе не работают, либо работают неэффективно, с неполной отдачей. В тот же момент замечу, что удачно подобранные пеллетные котлы демонстрируют совершенно изумительные способности. Во-первых, они в действительности могут вполне стабильно работать с КПД до 90-94%. Во-вторых, самоочищают теплообменник. В-третьих, способны автоматизированно работать в продолжение всего сезона. Так что не приходится удивляться тому факту, что объёмы их продаж ежегодно растут, и весьма основательно. Если и были одно время сомнения по вопросу своевременной и без перебоев доставки качественного топлива, то, похоже, проблема решена. Во всяком случае, что касается Московского региона, там в последние годы  перебоев не было совсем. Думается, и в прочих регионах в ближайшее время будет подобная ситуация.


Автоматизированные шахтные котлы нижнего горения ↑

На сегодня такие котлы оборудуют  автоматизированными пеллетными горелками факельного типа. Конструкторы разрабатывают автоматизацию подачи топлива непосредственно в шахту. Это положительно отразится на себестоимости готового изделия, но сократит при этом диапазон стабильной работы (пеллетные горелки работают в режиме старт/стоп). Проблемы некоторые пока имеются, но они решаются. И направление неуклонно развивается, что неудивительно — простота конструкции, низкая цена, возможность в течение всего сезона работать на одной закладке топлива — всё это служит весьма эффективными факторами успеха.

Котлы с автоматической подачей угля ↑

Автоматизированные котлы на угле. Данное направление также активно пробивается в последние годы, и по-видимому, движение это продолжится, поскольку востребованность в автоматизированных угольных котлах в силу популярности данного вида топлива в нашей стране высока. Десять лет назад в России получили активное распространение угольные котлы венгерского производства под брендом КарбоРобот (Carborobot) — с автоматикой.
гда резко сократились  выбросы с отходящими газами. Устраивавшие неоднократные проверки Карбороботов московские экологи не могли предъявить существенных претензий к оборудованию и не воспрепятствовали их использованию.  КПД венгерских котлов вырос в среднем составляет около 80- 85%. Хотелось бы надеяться, что в ближайшие годы Россия сумеет тоже составить достойную конкуренцию венгерским производителям, но пока об этом говорить, увы, рано.

А. В. Старков, канд.техн. наук

teplolivam.ru

Конструкция и принцип работы

Шахтный котел длительного горения бывает двух видов:

  1. Устройство с обычным сжиганием топлива.
  2. 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:

  1. 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.
  2. Загрузочный люк. Находится на верхней или боковой части топки.
  3. Зольная камера. Размещается под топкой.
  4. Колосник. Он разделяет зольную и топочную камеры.
  5. 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.
  6. Теплообменная камера. Внутри нее находится водяной или жаротрубный теплообменник. Она имеет отверстие, через которое поступают образовавшийся в топке угарный газ.
  7. Дымоход. Он имеет заслонку.

Шахтный котёл чертёж

Работает такой шахтный котел следующим образом:

  1. Поджигаются дрова в топке.
  2. Горячий угарный газ выходит через отверстие в теплообменную камеру.
  3. Газ нагревает теплоноситель.
  4. 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:

  1. Камер сгорания и догорания угарного газа. Размещаются в нижней части теплообменной камеры. Их стенки сделаны из шамотного кирпича.
  2. Трубы вторичной подачи воздуха. Она находится внутри камеры сгорания. Особенностью трубы является наличие большого количества дырочек.
  3. Задвижки вверху стенки, которая разделяет две камеры.

Шахтные котлы длительного горения

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:

  1. Листовой сталью с футеровкой. Толщина 3-5 мм. Другую сталь использовать не стоит, поскольку пиролиз сопровождается высокой температурой и обычный сплав быстро перегорает.
  2. Листовой сталью с толщиной 1-2 мм.
  3. Шамотным кирпичом.
  4. Трубами с диаметром 13, 5 и 2,5 см.
  5. Уголками с размерами 4х4 см. Альтернативой может быть профильная труба с такими же размерами.
  6. Двойной зольной дверкой. Желательно, чтобы она имела асбестовую прокладку. Обязательно она должна иметь задвижку для регулирования подачи воздуха.
  7. Дверкой для чистки теплообменной камеры.
  8. Задвижками. 3 шт. Одна предназначена для дымохода, вторая будет устанавливаться на перегородке между камерами, третья необходима для регулирования подачи воздуха в камеру сгорания.
  9. Базальтовой ватой.
  10. Оцинкованным листом.

Шахтный пеллетный котёл

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:

  1. Изучают чертеж самодельного агрегата и определяют размеры всех металлических частей.
  2. Рисуют на листовой стали с футеровкой прямоугольники, которые будут стенками и отдельными металлическими частями самодельного котла шахтного типа.
  3. Разрезают листовую сталь на части. Это лучше делать с помощью автогенной сварки.
  4. Сваривают боковые стенки корпуса.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. Приваривают колосник.
  9. 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.
  10. 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.
  11. Приваривают теплообменник с внутренней частью водяной рубашки (ее изготовление описано ниже).
  12. 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.
  13. Над дном вырезают отверстие для трубы подачи воздуха.
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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:

  1. Сваривают квадратную или прямоугольную обечайку. Ширина и глубина должны быть меньше на 6 см от аналогичных характеристик теплообменной камеры.
  2. Вырезают в обечайке два отверстия. Одно должно сходиться с отверстием для задвижки в перегородке, другое – с отверстием для чистки камеры догорания.
  3. 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.
  4. Разрезают трубы на части, вставляют их в отверстия и приваривают.

Завершающие работы

  1. Приваривают верх внутренней части водяной рубашки.
  2. Сверлят в нем отверстие для дымохода и приваривают трубу с диаметром 130 мм.
  3. Сверлят аналогичное отверстие в верхней части корпуса самодельного шахтного котла длительного горения и приваривают заготовку.
  4. Сверлят дырки вверху и внизу водяной рубашки, приваривают патрубки, сделанные с 2,5-см трубы.
  5. Проверяют герметичность теплообменника, наполнив водой и подняв давление.
  6. Приваривают дно к самодельному шахтному котлу.
  7. Из всех сторон по периметру приваривают профильную трубу с размерами 20х20 мм.
  8. Сверху фиксируют лист стали толщиной 1-2 мм.
  9. Приваривают топочную и загрузочную дверки.
  10. Обшивают всю конструкцию базальтовой ватой и оцинкованным листом.

poluchi-teplo.ru

Выбор подходящей конструкции

Прежде чем рассматривать разные варианты дровяных и угольных отопительных агрегатов, мы предлагаем прояснить вопрос, откуда берется продолжительность горения как таковая. Благодаря усилиям продавцов и рекламщиков у большинства пользователей сложилось мнение, что этому способствует тлеющий режим работы котла, при котором древесина сжигается очень медленно.

Время горения древесины и угля

В реальной жизни вы не сможете постоянно эксплуатировать теплогенератор в режиме тления и вот почему:

  • при невысокой температуре в камере падает эффективность сжигания твердого топлива (КПД установки снижается от 75 до 60%);
  • хорошо тлеет только сухое дерево, а влажное начнет затухать, если вы не откроете подачу воздуха;
  • агрегат попросту не обеспечит необходимое для обогрева дома количество тепловой энергии.

На самом деле торговые представители лукавят либо сами не понимают, о чем говорят. Настоящие твердотопливные котлы длительного горения располагают топкой повышенного объема. Чем больше в нее помещается дров, тем дольше они горят и эффективно отдают тепло. Конкретно в цифрах это выражается так: объем топки обычного агрегата мощностью 20—22 кВт не превышает 65 литров, а время работы – 6 ч. Наша цель – сделать теплогенератор долгого горения с топливником на 80—100 литров, который с 1 закладки древесины проработает не менее 7—8 часов, а угля – до 1 суток.

Справка. Приведем несколько примеров котлов заводского изготовления, отвечающих данному требованию (показаны выше на фото). Это Viessmann Vitoligno 100-S VL1A024–25 кВт (объем 100 л), Atmos C 20S (20 кВт – 100 литров) и, конечно же, Stropuva с гигантской камерой 260 л (это и есть секрет продолжительного горения). Сюда же можно отнести современные агрегаты на пеллетах, чей запас топлива в бункере позволяет непрерывно обеспечивать отопление до 7 суток.

Теперь перечислим популярные виды самодельных котлов:

  • традиционные с прямым сжиганием твердого топлива;
  • верхнего горения, сделанные по чертежам отопителей Стропува и печей Бубафоня;
  • газогенераторные модели, более привычное название – пиролизные;
  • агрегаты шахтного типа.

О том, как своими руками изготовить пиролизный теплогенератор, мы рассказывали ранее в соответствующем руководстве, так что повторно его рассматривать не будем. Что касается шахтного котла, изображенного на схеме, то его сборка и эксплуатация связана с некоторыми сложностями. Изделие довольно громоздкое и материалоемкое, вдобавок слишком большой трубчатый теплообменник быстро забивается сажей при использовании влажной древесины.

Чертежи классического котла с наддувом

Вы спросите – почему с принудительным наддувом? Это необходимо, чтобы избегать пресловутого режима тления и экономично сжигать твердое топливо. Принцип действия следующий:

  1. В топливник объемом 112 дм³ доверху загружаются дрова (или уголь) и разжигаются. После чего все дверцы закрываются наглухо, и в работу включается автоматика, запускающая нагнетание воздуха вентилятором.
  2. После достижения заданной температуры теплоносителя контроллер останавливает вентилятор и котел переходит в ждущий режим. Через канал, закрытый гравитационной заслонкой, поступает мизерное количество воздуха, дабы топливо не потухло.
  3. Когда температурный датчик зафиксирует охлаждение теплоносителя в котловой емкости, автоматика вновь включит вентилятор и цикл повторяется.

Блок управления ЭБУ отопителя

Примечание. Задействованный в этом котле недорогой комплект автоматики, изображенный на фото, позволяет организовать нагнетание воздуха в нескольких режимах интенсивности для древесины и угля разного качества и влажности.

Представленный ниже на чертеже твердотопливный котел длительного горения универсального типа уголь / дрова имеет следующие технические параметры, проверенные на практике:

  • номинальная мощность по теплу – 22 кВт;
  • эффективность – 77% (реальная);
  • максимальное рабочее давление – 3 Бар, испытания – 4 Бар;
  • глубина топливника – 460 мм, размер проема для закладки дров – 36 х 25 см;
  • объем камеры – 112 литров;
  • продолжительность горения на дровах – не менее 8 часов, в среднем – 10 часов, на угле – 1 сутки.

Передний и боковой разрезы ТТ-котла

Устройство дровяного теплогенератора довольно простое: вытянутая в высоту топка оснащена снизу колосниками, а сверху – теплообменником из 4 труб, помещенных внутрь бака.

Вид спереди и сбоку

Нагнетание воздуха производится в зольную камеру по каналу из профиля 60 х 40 мм, подогреваемого задней стенкой топливника. Вентилятор и блок автоматики устанавливаются сверху, что предохраняет их от попадания пыли и грязи. Все подробности конструкции показаны на чертежах, которые вы можете взять за основу для самостоятельного изготовления.

Вариант отопителя верхнего горения

Самодельные водогрейные котлы долгого горения, где организовано сжигание топлива сверху вниз, делаются по типу широко известной печи Бубафоня, чье описание и изготовление своими руками мы давали ранее. Теплогенератор – это та же печка, только оснащенная водяной рубашкой, как продемонстрировано на чертеже.

Важный момент. Принцип работы отопителя считается относительно новым и заключается в том, что воздух к массиву топлива подается сверху, по трубе с тяжелым металлическим диском на конце. Зона горения тоже находится вверху, а дрова по мере сжигания проседают под тяжестью груза. Как правило, воздушный поток движется естественным путем за счет тяги дымохода, хотя при желании можно организовать принудительную подачу.

Чертеж теплогенератора с верхней трубой для воздуха

Судя по отзывам реальных пользователей на тематических форумах, подобные котлы на твердом топливе длительного горения не слишком хорошо себя зарекомендовали. Причин несколько:

  • агрегат уступает по эффективности классическим моделям, поскольку зона интенсивного горения расположена в одной плоскости;
  • круглый корпус отопителя усложняет изготовление в домашних условиях, а квадратным его сделать нельзя;
  • пока не прогорит вся предыдущая порция, подкидывать свежие дровишки технически сложно;
  • как и Бубафоню, теплогенератор с верхним сжиганием древесины непросто потушить в случае необходимости.

Больше интересных особенностей котлов цилиндрической конструкции раскроет эксперт по отоплению в своем видео:

Изготовление классической модели

Построение надежного ТТ-котла, способного прослужить более 15 лет, требует применения таких материалов:

  • сталь низкоуглеродистая листовая марки Ст10—20 толщиной 4 мм для изготовления топливника;
  • то же, толщиной 3 мм – на водяную рубашку и дверцы;
  • полоса металлическая сечением 20 х 3 либо 20 х 4 мм;
  • кусок трубы диаметром 150 мм на дымоход;
  • труба Ø57 мм с толщиной стенки не менее 3,5 мм на теплообменник;
  • профильная труба 6 х 4 см для воздуховода;
  • уголок с шириной полок 5 см из толстого металла (4—5 мм) на колосниковую решетку;
  • тонколистовая сталь с порошковой покраской для наружной обшивки.

Совет. Не стоит использовать на топливник высокоуглеродистую сталь выше Ст20. Во-первых, она дороже по цене, а во-вторых, перекаливается от сварки и может треснуть на стыках. Ручки для дверок с эбонитовыми накладками лучше купить готовые, они плотнее держат и красивее смотрятся.

Самодельный теплогенератор

Из дополнительных материалов понадобится базальтовое волокно плотностью 80—100 кг/м³ для теплоизоляции корпуса и асбесто-графитный шнур на уплотнение притворов дверей. Комплект автоматики и вентилятор, о котором упоминалось в предыдущем разделе, — польского производства, модель KG Elektronik SP-05. На рынке есть и китайские аналоги, они стоят дешевле.

Шаг первый – сварка корпуса

Чтобы сварить топливную камеру, необходимо порезать металл 4 мм на заготовки по размерам, указанным на чертеже. Собирать начинайте с дна зольника – прихватите к нему боковые стенки и крышку, а затем сформируйте обрамления для загрузочной и прочистной дверки, как это сделано на фото.

Сваривание топливной камеры

Дальше действуйте по такому алгоритму:

  1. Приварите внутри топливника опоры для колосников, а снаружи – клипсы из стальной полосы для монтажа водяной рубашки.
  2. Установите и обварите листы 3 мм наружной обшивки водяной рубашки. Заметьте, что она берет свое начало от верха зольной камеры.
  3. В верхний отсек, который впоследствии заполнится теплоносителем, врежьте 4 жаровых трубы Ø50 мм, такие же патрубки поставьте на подключение к системе отопления.
  4. Прикрепите к агрегату ножки из отрезков любого металлопроката и вмонтируйте дымоходный патрубок на выходе из огнетрубного теплообменника.

Совет. Если вы задумали изготовить двухконтурный котел долгого горения, то водяной змеевик для ГВС ставится именно на этом этапе. Лучшее место для теплообменника из медной либо нержавеющей трубки – внутри верхнего котлового бака, рядом с жаровыми трубами.

Приваривание жаровых труб

Этап второй – монтаж навесных элементов

Дверцы топливной и зольной камеры делаются путем изгибания краев заготовок и приварки внутреннего обрамления, куда укладывается базальтовый утеплитель. Сверху изоляция герметично закрывается крышкой, а в получившийся паз по периметру створки плотно вставляется асбесто-графитный шнур.

Уплотнитель дверцы зольника

Что еще нужно сделать:

  1. Прикрепить ручки и петли к корпусу, а дверцы покрыть термостойкой эмалью.
  2. Сварить из уголков колосниковую решетку и поставить ее на место.
  3. Изготовить воздуховод с ответным фланцем и приварить к задней стенке, как продемонстрировано на фотографии.

Монтаж канала для воздуха

Чтобы утеплить и облицевать самодельный ТТ-котел, на углах водяной рубашки необходимо приварить закладные детали из любого металла, лишь бы его ширина не превышала 20 мм (на задней стенке – 4 см). Также предусмотрите стойки для крепления ЭБУ на верхней части агрегата.

Окончательная сборка отопителя

Теплоизоляция котлового бака выполняется просто – стенки обкладываются снаружи плитами базальтовой ваты, которые фиксируются шнуром. Проследите, чтобы утеплитель плотно прилегал к обрамлению загрузочного и зольного проема, а также к профильной трубе воздуховода.

Монтаж базальтовой ваты на корпус

Совет. Перед утеплением и облицовкой требуется вмонтировать в корпус температурный датчик от блока автоматики. Стандартное решение – установка погружной гильзы, но можно поступить проще – вложить его между утеплителем и стенкой рубашки в наиболее горячем месте – в районе свода топки.

Последний шаг – обшивка теплогенератора металлом с полимерной покраской, прикручиваемым саморезами к ранее приваренным закладным деталям. После этого навешиваются дверцы и устанавливается блок автоматики с вентилятором. Разобраться в процессе сборки вам поможет авторское видео от разработчика данного ТТ-котла продолжительного горения Виталия Дашко:

Делаем котел с верхним сжиганием топлива

На самом деле в интернете уже опубликовано огромное количество инструкций по изготовлению подобных отопительных агрегатов, поскольку именно они почему-то считаются котлами длительного горения. Правда, ни в одной из них не сказано, как домашнему мастеру сделать круглый корпус и водяную рубашку без вальцовочного станка. Прямоугольная форма топки не подойдет – по углам древесина будет сгорать хуже и «зависать» на стенках.

Примечание. Старый газовый баллон из-под пропана, используемый для изготовления Бубафони, для котла не годится – слишком малый объем (всего 50 литров). С такой камерой теплогенератор сверхдлительного горения вы не получите. Нужна стальная труба с толщиной стенки 4 мм и наружным диаметром не менее 40 см.

Еще из материалов понадобится:

  • листовой металл для водяной рубашки 3 мм в толщину;
  • труба Ø57 мм на воздуховод и Ø100 мм для выхода дымовых газов;
  • лист толщиной 1 см для круглого «блина»;
  • арматура либо уголки для сборки колосниковой решетки;
  • полоса 40 х 4 для распределителей воздушных потоков.

На утепление корпуса возьмите ту же базальтовую вату большой плотности и крашеный металл – на облицовку. Осталось решить главный вопрос – как в домашних условиях согнуть металл под цилиндрическую топку, чтобы сделать водяную рубашку. Варианты выхода из ситуации отражены на схеме – если вальцов поблизости нет, обшивка выполняется из сегментов в виде многогранника или же просто квадратного сечения.

Совет. Возможно, вам удастся отыскать трубу большего диаметра и надеть ее на топливник, но тогда вес отопителя выйдет довольно внушительным, а прогреваться он будет долго.

Сварка цилиндрического корпуса

Сборка ТТ-котла продолжительного верхнего горения производится так:

  1. Приварите внутри основной трубы полочки для колосников и поставьте днище. Сделайте вырезы под дверцы и дымоходное отверстие. Смастерите решетку и вставьте ее на место.
  2. Изготовьте по чертежу «блин» с отверстием посередине, куда вставьте и обварите воздушную трубу. Вырежьте верхнюю крышку агрегата с проемом для трубы, после чего установите груз внутрь топки. Поставьте крышку и закрепите ее сваркой.
  3. Сделайте обшивку водяной рубашки и приварите ее таким же образом, как описывается в предыдущем разделе. По той же технологии соберите дверцы.
  4. Установите все патрубки, выполните утепление и облицовку котла.

Розжиг отопителя на улице

На этом сборочный процесс окончен. Чтобы агрегат выглядел привлекательно, покрасьте все незашитые элементы в черный или другой темный цвет и переходите к испытаниям.

Заключение

Если вам удалось справиться с самостоятельным изготовлением «долгоиграющего» котла, то следующий этап – его проверка и эксплуатация. Поскольку домашние умельцы не всегда располагают компрессором для пневматических испытаний, то лучший способ – поставить отопитель во дворе, заполнить водой и разжечь, доведя до рабочей температуры 90°С. Неплотные стыки дадут о себе знать, только надо выдержать в таком режиме не менее 1 часа. Для отведения тепла придумайте какой-нибудь радиатор или регистр из труб.

qustu.com


Categories: Котельная

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector