PostHeaderIcon Твёрдотопливный котёл длительного горения

Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 

Недостатки традиционных печей

кирпичная печь

В населённых пунктах, лишённых центрального отопления, обеспечение жилья теплом в зимнее становится порой большой проблемой, доставляющей массу неудобств. 
Отапливание обычными печами имеет массу неудобств. В первую очередь это:

1. Неэкономность. Традиционные кирпичные печи имеют довольно низкий КПД, не превышающий обычно 60-65%. Проще говоря, более трети дров, сгораемых в печи, тратится на "обогрев" улицы.

2. Быстрота сгорания топлива. Кирпичные печи и обычные металлические котлы могут работать на одной загрузке дров не больше 1 - 2 часов, в зависимости от объёма топки, влажности топлива и режима горения. Немногим дольше горит в них уголь.

3. Большое количество отходов. В результате сжигания топлива дров (угля), обычные твёрдотопливные котлы и печи образуют довольно большое количество отходов - золы, сажи, шлака. В результате приходится каждые два - три дня производить чистку зольника.

4. Необходимость постоянного контроля - вовремя закрыть задвижку, при необходимости добавить топлива и т.д.


Котёл на дровах обычной конструкции

Рис. 1 Котёл на дровах обычной конструкции.

Котлы длительного горения на твёрдом топливе: плюсы и минусы

Однако, после того, как были изобретены котлы длительного горения, значительная часть этих неудобств ушла в прошлое. Подобные конструкции достаточно технологичны и вполне могут справиться с обогревом не только жилого дома, но даже крупного производственного помещения. Твёрдотопливный котёл длительного горения вошёл в наш быт сравнительно недавно, но с каждым годом он занимает всё более прочные позиции, вытесняя твердотопливные котлы старых конструкций. Это происходит благодаря целому ряду преимуществ, которыми они обладают перед другими конструкциями. К ним относятся:

1. Большой КПД. Котлы длительного горения на твёрдом топливе могут достигать показателя КПД до 80 - 85%, что совершенно недостижимо для других отопительных конструкций.

2. Почти полное сгорание топлива. При сжигании сухих дров на выходе остаётся немного золы и совсем не бывает сажи.

3. Экономность. Твёрдотопливный котёл длительного горения, сконструированный по всем правилам, может работать на одной закладке сухих дров до 2 - 3 суток, а на угле - до одной недели.

Твёрдотопливные котлы длительного горения различаются как способом подачи топлива, так и видом этого топлива. Наиболее популярны конструкции, работающие на дровах, угле или пеллетах.
Единственное неудобство, которым обладают все твердотопливные котлы длительного горения - это необходимость их постоянного обеспечения электроэнергией вследствие того, что циркуляция потоков воздуха внутри них производится под действием электрического вентилятора.

 
Рис. 2 Конструкция котла длительного горения (пиролизного). 

Котёл твердотопливный длительного горения с ручной загрузкой

Такие конструкции используют в виде топлива уголь, торфяные брикеты и дрова. Загружается топливо в них через дверцу прямо в топочную камеру. Подобные котлы длительного горения бывают двух видов по типу своей работы: циклической конструкции и пиролизной.

Котлы на дровах и угле циклического принципа действия отличается способом горения топлива: горение дров и угля в них идёт не как обычно, снизу вверх, а наоборот - сверху вниз. Этот способ сжигания топлива изобрели и запатентовали литовские конструкторы фирмы "Стропува". С тех пор эта литовская компания является мировым лидером в производстве циклических котлов. При горении топлива сверху вниз, сама область сжигания постепенно опускается всё ниже и ниже. Этому способствует специальная система нагнетания воздуха с помощью телескопической подающей трубы. При этом вся конструкция предельно проста и надёжна. Наиболее примечательным достижением литовских конструкторов является тот факт, что их котёл может работать на одной закладке угля до недели!
  

   
Рис. 3 Конструкция и внешний вид циклического котла.  

Другая разновидность отопительных конструкций с ручным заполнением топки - пиролизный котёл длительного горения. Такая система по своим показателям значительно уступает циклическим котлам, но всё равно намного превосходит обычные котлы на дровах или угле. Время горения дров в пиролизных конструкциях составляет до 10 часов, что в несколько раз меньше чем у котла "Стропува", но в то же время гораздо больше, чем у простой печи. Но при этом пиролизная система способна выдавать очень большую температуру за счёт сгорания пиролизных газов.

Котлы твердотопливные длительного горения с автоматической загрузкой

Автоматические котлы оснащаются бункером, куда засыпается особый вид топлива - пеллеты. Пеллеты по своей сути являются гранулированными отходами деревообрабатывающего производства - стружки, щепки, опилки, высушенные и спрессованные в гранулы. Также пеллеты производят из отходов переработки продукции сельского хозяйства - скорлупы, шелухи, жмыхов. Подача пеллет из бункера в топку происходит автоматически, в соответствии с заданным режимом. Автоматические установки обычно оборудуются системами автоматического поджога топлива. Также в подобных конструкциях можно устанавливать необходимую температуру горения. В случае, если закончились пеллетты, автоматический котёл можно перевести на ручной режим и топить его с помощью обычных дров и угля.

Принцип работы пиролизного котла.

Конструктивно пиролизный котёл состоит из двух топок и системы подачи воздуха. Эти топки располагаются друг над другом. В верхнюю, значительно большую по объёму закладывают необходимый топлива, который поджигается снизу, через специальную растопочную дверцу. В этом режиме розжига пиролизные котлы работают, как и обычные котлы на дровах - образуемые при горении газы выходят напрямую в дымоход. После того, как внутреннее пространство верхней топки достаточно прогрелось, аппарат переводят в рабочий режим длительного горения. Для этого с помощью встроенных задвижек (шиберов) перенаправляют поток воздуха и газов, одновременно включая электрический вентилятор. Теперь образующиеся при горении газы направляются из верхней топки в нижнюю.

Однако это не простые газы, что выходят с дымом из обычной печи. В данном случае - это горючие пиролизные газы, образовывающиеся под действием высокой температуры при дефиците кислорода. В этом случае в верхней топке начинается так называемый пиролизный процесс - процесс разложения топлива с выделением тепла и пиролизных газов. Эти горючие газы под давлением выходят в нижнюю топку - в зону дожигания, где смешиваются с кислородом и сгорают ровным пламенем, выделяя большое количество тепла. Но и это ещё не всё: после сгорания, раскалённые газы не уходят в дымоход. Они по второму кругу нагнетаются вентилятором в верхнюю топку, где происходит пиролизное разложение дров, и поддерживают там необходимую для процесса высокую температуру. Благодаря такой конструкции твердотопливный котёл длительного горения практически не образовывает сажи, да и выход золы в разы меньше, чем у простой печи.


Рис. 4 Внешний вид котла "шахтного типа".



Рис. 5 Пиролизный самодельный котёл.

Как сделать котёл длительного горения своими руками

Несмотря на кажущуюся сложность конструкции сделать котёл длительного горения своими руками вполне возможно. Наиболее простой вариант - это так называемая "шахтная конструкция". Для неё нам понадобятся аппарат для сварки и болгарка для резки металла. 

Из материалов нам будут нужны:
  •  4-мм листовая сталь.
  •  Металлическая труба диаметром 30 см и толщиной стенки 3 - 5 мм.
  •  Металлические трубы диаметром 6 и 10 см.

После того, как приготовлены все инструменты и материалы, приступаем к изготовлению. Рассмотрим поэтапно весь процесс.

1. Берём трубу диаметром 30 см и вырезаем из неё кусок длиной около одного метра - это будет наш котёл. После из листа стали вырезаем пластину для дна и привариваем с одной стороны трубы. Можно также приварить ко дну, в качестве ножек, плашмя пару отрезков металлического швеллера или профилированной трубы - в целях пожарной безопасности, чтобы котёл не стоял дном на полу.

2. Следующим шагом нам необходимо будет изготовить распределитель воздуха. Вырежем стальной круг, на 2 см меньше диаметра большой трубы (т.е. в нашем случае - 28 см). Прожигаем сваркой в центре его отверстие размером 2 см. Затем привариваем к нему снизу стальную крыльчатку, имеющей лопасти шириной не более 5 см. Это и будет распределитель. К его верхней части распределителя привариваем трубу 6-см диаметра. Высота этой трубы должна быть больше высоты самого котла. Сверху к трубе приспосабливаем заслонку - с её помощью мы будем регулировать доступ кислорода.

3. Внизу котла вырезаем дверцу для золоудаления.

4. В верхней части котла вырезаем круглое отверстие и привариваем туда 10-см трубу. Это будет дымоход. Он выходит из стенки топлвника горизонтально и только примерно через полметра уходит вверх под любым углом, проходя через бак с водой

5. Вырезаем крышку для верхней части с таким расчётом, чтобы она плотно закрывала наш круглый котёл. В ней прорезаем отверстие для трубы воздухораспределителя.

6. Собираем всю конструкцию - вставляем в котёл распределитель воздуха, а сверху закрываем его крышкой.

Схема работы такого котла - снимаем крышку, плотно набиваем топливо (уголь, сухие опилки, торф, дрова) вокруг стоящей по центру воздухозаборной трубы. Потом поливаем топливо смесью для розжига и зажигаем. Далее закрываем крышку и задвигаем заслонку, регулируя таким образом подачу кислорода и мощность горения. Как видно из описания, сделать своими руками котлы длительного горения на дровах для дома не составляет труда, если обладать первоначальными навыками и желанием.
 
Для справки ...

Духовая печь - древнерусское название русской печи.