Твердотопливный котел длительного горения самодельный: Как сделать твердотопливный котел длительного горения своими руками: пошаговая инструкция + чертежи

Котлы длительного горения на дровах своими руками, загрузка 24 часа

Устройство котла на твердом топливе

Расчет размеров топки для котла длительного горения на дровах

Вид древесины, форма и длина дров определяет размер и эквивалентную площадь топочной камеры. Удельная и объемная плотность загрузки, теплота, которую дрова выделяют при сгорании — справочные значения. Расчет объема загрузки поможет вычислить расход топлива за сезон, организовать места хранения топлива.

Важно! Качество дров влияет на процесс горения. Большое содержание смол в дровах хвойных пород и высокая влажность свежесрубленной древесины снижает КПД котла. Неполное сгорание сырых дров приводит к отложению сажи и смол на поверхности водяного контура, стенках топки и дымохода. Металл окисляется, хуже передает тепло, быстро прогорает.

Таблица 3. Объемная теплота сгорания древесины разных пород:

Рассмотрим пример расчета объема загрузочной камеры дровяного котла.
Исходные данные:

• мощность котла 10 кВт;
• объем одной загрузки должен обеспечить работу агрегата в течение суток;
• топливо — березовые дрова, длина поленьев 0,60÷0,65 м;
• влажность древесины 20%.

Статья по теме:

Варианты отопления загородного дома: выбор котла. Преимущества и недостатки водяного отопления от печи на дровах. Особенности твердотопливных, газовых, электрических агрегатов: описание и цены.

При сгорании 1 кг березовых дров выделяется 4,2 кВт тепловой энергии. Заданную мощность (10 кВт) обеспечит сжигание 2,4 кг дров в час (10/4,2 = 2,381).

Кубометр березовых дров весит 650 кг. Часовой расход топлива составит ≈ 0,004 м³/ч (2,4/650 = 0,0037).

Вес закладки, который должен выдержать колосник с форсункой ≈ 60 кг (2,381х24 = 57,144).

Березовые дрова ложатся неплотно, поэтому объем закладки увеличится в 1,9 раза — до 0,008 м³/ч (0,004х1,9 = 0,0076).

По условию – загрузка 1 раз в 24 часа, соответственно объем топлива 0,2 м³ (0,008х24 = 0,192).

Самодельные котлы длительного горения – удачная покупка?

Прогресс не стоит на месте. Это касается и отопительных котлов, которые постоянно развиваются и совершенствуются. Но не смотря на все это, до сих пор спросом пользуются такие ветераны, как самодельные котлы длительного горения.

В этой статье Вам не будет рассказано о том, как такой котел изготовить. Этой информации полным полно в интернете. Статья будет посвящена тому, целесообразно ли самодельные котлы использовать сегодня.

И вот вам ответ: Если у Вас свежепостроенный дом, то однозначно НЕТ!

А теперь давайте разберем почему

Факт первый. Срок службы

Самодельные котлы по сей день изготавливают из обычного черного металла, который не рассчитан на постоянное использование в высоких температурах горения угля или же древесины. Срок службы такого котла составляет лет десять, а там уже как повезет.

В свою очередь заводские котлы изготавливают из специальной высоколегированной стали или же чугуна, которые само собой рассчитаны на работу в высокотемпературной среде и гарантированный срок службы таких котлов составляет минимум 25 лет. В то время, как срок службы самодельного котла длительного горения – это лотерея.

Факт второй. Цена котлов

Да, самодельные твердотопливные котлы дешевле. Именно это и подкупает многих. Вы покупаете самодельный котел, не потому что хотите именно его, а потому что он дешевле.

Но разница с заводским котлом сегодня составляет 10-15 тысяч. И это не переплата, а разумная трата ваших средств. И дело связано не только в более длительной службе заводского котла. В битву вступают еще ряд факторов и один из них следующий

Фактор третий. Надуманные мощности

Не один «самодельщик» или даже цех по изготовлению самодельных котлов не знает точную мощность изготавливаемого ими котла. Чаще всего самодельные модели котлов длительного горения слизаны с их заводских аналогов и исходя из заводских аналогов, пишется такая же и мощность.

Еще хуже, когда мощность прикидывают на глаз и выдают Вам желаемое за действительное.

Но мощность может быть, как и Выше, так и ниже! И это опять лотерея!

У нас вообще все любят делать на глаз, отсюда в итоге и переплата. Про это я так же говорил в статье про проект системы отопления дома

Фактор четвертый. Качество исполнения

Достаточно взглянуть на качество сварочных швов, чтобы понять качество исполнения самодельных котлов в целом

Сложно в интернете найти фото заводские швов на котлах, но Вы можете оценить их сами, заглянув в ближайший магазин с котлами.

Факт пятый. Безопасность — что это?

Забудьте про гарантии безопасности у самодельных твердотопливных котлов. Металл самого низкого качества, швы – тоже самое и еще куча таких мелочей. Так что если не дай бог котел у Вас закипит, то может произойти всякое, вплоть до взрыва.

И такие случаи хоть и редки, но всегда достаточно плачевны.

Само собой при должном монтаже, можно на 100% обезопасить себя от плачевных последствий даже при самодельном котле. Этот момент мы наглядно разбираем в видеоотчете «Альтернативная котельная». Само собой даже с самодельным котлом можно хорошо топиться и в целом жить спокойно, но для этого нужно сделать предварительно ряд мероприятий.

Но запомните одно: если можете позволить себе заводской котел, берите его и только его!

Читайте так же:

Автор: Андрей Елфимов

http://eurosantehnik.ru

Автор проекта eurosantehnik.ru
Автор youtube-канала: Технотерм

Твердотопливный котел своими руками: самостоятельное изготовление и монтаж

Долгие годы дрова, уголь и торф были единственными доступными источниками топлива. Именно поэтому использование самодельных твердотопливных печей имеет богатую историю. Однако недавно, на смену печам, стали приходить котлы на твердых видах топлива. Многие умельцы самостоятельно разрабатывают конструкцию таких устройств и изготавливают их в домашних условиях своими руками.

В данной статье мы рассмотрим что из себя представляет самодельный твердотопливный котел, каковы особенности его конструкции, какие материалы и инструменты необходимы его для самостоятельного изготовления, а также какие имеются нюансы установки и монтажа.

Чем так хорош котел на твердом топливе?

Твердотопливный котел – один из самых популярных отопительных приборов. Они используются повсеместно не только в России, но и по всему миру. Причин такой популярности несколько:

• твердое топливо дешевле других видов топлива;
• дрова и уголь доступнее газа или электричества;
• простота конструкции котлов;

Фото 1: Растопка самодельного котла на дровах

Незамысловатость конструкции позволяет без особых проблем собрать твердотопливный котел своими руками. С этой задачей может справится любой человек мало-мальски владеющий сваркой. Достаточно подобрать необходимые инструменты, подготовить материалы, разобрать схемы и чертежи и можно приступать к работе.

Основные узлы твердотопливного котла

Если вы твердо решили собрать котел для своего дачного дома своими руками, то для начала ознакомимся со схемой его устройства. Классический водогрейный котел это очень простой прибор. Конструктивно он состоит из следующих основных узлов и агрегатов:

• 
  

  топка

  Конструктивно представляет собой отсек в котором сгорает топливо.




• 
  

  зольник

  Секция прямо под топкой в которой скапливается зола.




• 
  

  колосник (или колосниковая решетка)

  Чаще всего выполняется из чугуна, как например у отопительного котла на твердом топливе «Бобер DLO» от компании Protherm, но встречаются также и стальные. Через отверстия в колоснике, зола попадает в зольник, откуда затем удаляется вручную.




• 
  

  дверцы топки и зольника

  Служат для запирания соответствующих камер.




• 
  

  дымоход

  Труба для отвода дыма и газов возникающих в процессе горения.




• 
  

  теплообменник

  Устройство передающее энергию сгорающего топлива теплоносителю, например воде. Конструктивно, представляет собой емкость. В верхней и нижней части теплообменника предусмотрены патрубки для подключения к отопительной системе. В процессе горения топлива, теплоноситель нагревается, поднимаясь при этом в верхнюю часть емкости, откуда уже через патрубок поступает в систему отопления. Пройдя круг по системе отопления, он возвращается в теплообменник через нижний патрубок. Такой замкнутый цикл и обеспечивает обогрев помещения.

Фото 2: Котел на твердом топливе из газового баллона

Как видите, конструкция твердотопливного котла довольно проста и даже без особых навыков, его вполне можно собрать своими руками. Для этого нам понадобится чертеж, а также некоторый набор инструментов и материалов.

Инструменты и материалы для самостоятельного изготовления

Прежде чем приступать к созданию самодельного твердотопливного котла, нужно подготовить все необходимые материалы и инструменты. В процессе работы нам понадобятся:

Материалы

Для изготовления бытового отопительного устройства на твердом топливе на потребуются следующие материалы:

• 
  

  стальные листы толщиной от 5 мм

  Использование толстых стальных листов позволяет избежать прогорания стенок котла и добиться прочности и долговечности конструкции.




• 
  

  металлические уголки разных размеров

  Уголки используются для формирования ребер жесткости и соединения стальных листов между собой.




• 
  

  дверцы топки и зольника

  Чугунные дверцы для самодельного котла лучше приобрести в специализированных магазинах.




• 
  

  трубы разного диаметра круглого и прямоугольного сечения

  Стальные трубы понадобятся в процессе изготовления теплообменника.




• 
  

  колосниковая решетка

  Колосник также как и дверцы для топки и зольника лучше приобрести в магазине.

Фото 3: Изготовление самодельного твердотопливного котла

Инструменты

Для того чтобы изготовить твердотопливный котел самостоятельно, необходимо иметь под рукой следующие инструменты:

• 
  

  сварочный аппарат

  При изготовлении котла своими руками, львиную долю всего процесса занимают сварочные работы. Необходимо иметь опыт сварки или доверить эту задачу профессионалам.




• 
  

  болгарка

  Болгарка пригодится для нарезки стальных листов, и подготовки отверстий в различных частях котла.




• 
  

  приспособления для измерения и разметки

  Чтобы правильно вырезать необходимые заготовки для будущего твердотопливного котла, необходимо их промерить и разметить. Для проведения этого этапа работ вам понадобятся рулетка, уголки, уровень и мелок.




• 
  

  инструменты для работы с металлом

  Нам понадобятся: плоскогубцы, молоток, шлифовальные круги различных размеров, электродрель и т.д.

Важно! Работая с металлом и сварочным аппаратом надо быть предельно осторожным и соблюдать технику безопасности. Все работы необходимо проводить в перчатках, защищающих от порезов, а при проведении сварки использовать защитный экран для глаз.

Изготавливаем и запускаем самодельный котел

Для того чтобы начать изготавливать самодельный котел на твердом топливе своими руками нам не хватает только его схемы. Существует множество вариантов конструкций. Есть даже разновидность бытового водогрейного котла отопления Куппер с варочной панелью. На рисунке ниже представлен чертеж простейшего устройства отопления, работающего на твердом топливе:

Фото 4: Чертеж самодельного твердотопливного котла

Как видите все довольно просто и вам будет под силу сделать такой котел самостоятельно. В качестве основы используем газовый баллон, который идеально подходит для этой цели. Итак все подготовительные работы проведены и можно приступать непосредственно к разметке и нарезке деталей, а следом и к сборке самого котла.

Разметка

Маркером прямо на нижней части корпуса пропанового баллона размечаем прямоугольное отверстие для установки дверцы зольника. По периметру верхней части корпуса прочерчиваем линию среза верхушки.

Изготавливаем крышку котла

По ранее намеченной линии срезаем верхушку баллона. По линии среза привариваем полоски из листового металла толщиной 3-5 мм таким образом, чтобы образовался паз, в который плотно садится верхняя крышка. Срезаем вентиль баллона, и на его месте прорезаем отверстие диаметром 150 мм. Крышку необходимо оборудовать ручками для удобства установки и снятия, а также зажимами для крепления на основной части котла.

Фото 5: Газовый баллон со срезанной верхушкой

Делаем патрубок дымохода

С торца баллона, в верхней его части, вырезаем отверстие для крепления газоотводного патрубка. В последствии к нему будет крепиться дымовая труба.

Подготовка камеры зольника

В нижней части баллона вырезаем прямоугольный проем. Затем в этот проем мы смонтируем дверцу, плотно закрывающую зольник.

Фото 6: Вырезаем в заготовке котла отверстие под зольник

Делаем систему для подачи воздуха

Из стального листа, толщиной 5 мм вырезаем круглый диск с отверстием посередине. Диаметр диска должен быть чуть меньше диаметра внутренней части баллона. К поверхности диска привариваем несколько направляющих из уголков.

Фото 7: Самостоятельно изготавливаем систему подачи воздуха

Конструируем теплообменник

Существует довольно много различных вариантов конструкции теплообменника. Объединяет их то, что все они представляют собой проточный контур. Мы изготовим теплообменник по принципу водяной рубашки. Конструктивно он будет представлять собой прямоугольный бак, внутрь которого мы поместим нашу топку из пропанового баллона. Сверху и снизу теплообменника сделаем патрубки для подключения подающей и обратной линии.

Фото 8: Самостоятельно изготавливаем корпус ТТ котла

Сборка котла

Собираем вместе все части топки и помещаем ее внутрь бака. В корпусе теплообменника необходимо сделать проем для доступа к зольнику. Бак сверху заваривается и получается герметичный котел с топкой по его центру.

Более подробно о том как своими руками сделать твердотопливный котел смотрите в видео:

Принцип работы такого твердотопливного котла довольно прост. Бак-теплообменник заполняется водой и подключается к системе отопления. Через верхнюю крышку топка наполняется дровами. Закладка сверху поджигается и в котел вставляется устройство подачи воздуха, а следом закрывается крышка. Дрова горят сверху вниз, благодаря чему отопительное устройство функционирует на одной закладке длительное время. По мере прогорания дров приспособление для подачи воздуха опускается все ниже и ниже к зольнику. После прогорания дров котел очищается от золы через нижнюю дверцу.

Особенности установки котла своими руками

Монтаж котла также может быть выполнен самостоятельно. Для использования твердотопливного отопительного устройства в загородном доме не требуется никаких согласований со стороны коммунальных служб. Если у вас модель, работающая по принципу пиролиза, то такие устройствао чаще всего требуют наличия электропитания для осуществления принудительной тяги, за исключением разве что пиролизного котла длительного горения «Гейзер» у которого тяга естественная. Выполняя подключение и обвязку необходимо учитывать следующие моменты:

1. Так как твердотопливные котлы имеют большой вес, их необходимо устанавливать на специальный фундамент. Ни в коем случае не стоит монтировать котел на деревянный пол.




2. При использовании устройства, его корпус значительно нагревается, поэтому его рекомендуется размещать на расстоянии 1.5м от ближайших стен. Если у вас деревянный или каркасный дом, рекомендуется защитить его стены листами оцинкованной стали и асбестом.




3. Дымоход котла также необходимо размещать на расстоянии не менее 25 см от горючих перекрытий.






Устанавливая котел, следует учитывать приведенные выше меры пожарной безопасности, так как цена неправильного подключения отопительного устройства может быть очень высока.

В заключении хочется отметить, что несмотря на внешнюю простоту конструкции и кажущуюся легкость изготовления, самостоятельное создание котла на твердом топливе – это достаточно трудоемкий процесс. Перед началом работ следует адекватно оценивать свои силы и в некоторых случаях будет проще и дешевле купить твердотопливный котел промышленного производства.

твердотопливный своими руками, чертежи и видео, самодельные на дровах

Котел длительного горения отлично подходит как для больших, так и маленьких домовМногие дома отапливают при помощи традиционных печей. Но топить их дровами или углем довольно проблематично. Чтобы отопить дом понадобиться израсходовать много твердого топлива, а также потратить много времени на растопку и контроль процесса. Решением может стать котел длительного горения до 7 суток. Котел является твердотопливным прибором. Он отличается достаточной мощностью, поэтому им можно обогреть помещение с большой площадью.

Как работает котел длительного горения на угле

Использование котла длительного отопления считается более экономичным, чем отопление помещения с помощью традиционной печи. Использование котла гарантирует бесперебойное отопления на протяжении всего сезона отопления. Топлива в такие котлы нужно загружать один раз в неделю.

Отапливать помещение можно при помощи твердого топлива: брикетов, дров или угля.

Приобрести котлы долгого горения можно как от отечественного, так и от зарубежного производителя. Котел может иметь очень большие габариты, тогда для его монтажа требуется отдельная комната. Современные производители предлагают вниманию потребителей котлы разного вида. Их разделяют по методу сжигания топлива и по виду топлива.

Как работает котел:

• Котел работает по принципу горения сверху. Горение очага происходит вверху и спускается вниз.
• Топливо загружают в камеру с большим объемом, который обеспечивает работу котла на много дней.
• Вентилятор нагревает воздух, который идет по воздуховоду. Его можно легко регулировать.
• Тепло, выделяемое в процессе сгорания, уходит в теплообменник.

Среди преимуществ котлов длительного горения стоит отметить длительный срок эксплуатации и надежность

В состав усовершенствованных моделей котлов входят электронные системы автоматики и вентиляторы, нагнетающие воздух. Такие котлы поддерживают температуру воздуха в помещениях с большой площадью, при этом потребляют небольшое количество топлива.

Пиролизный котел длительного горения своими руками

Конструкция котла устроена так, что он работает на газе, который дают дрова. Газ выделяется под воздействием высокой температуры. При горении он может придавать огню желтый оттенок.

Стоит заметить, что для таких котлов нужно использовать хорошо высушенные дрова.

Если дрова мокрые, котел может не запуститься. Для работы котла многие используют спрессованные древесные отходы. Это очень удобно, так как предполагает возможность автоматической подачи сырья в топку.

Как изготовить котел:

• Вырезают трубу, длина которой должна составлять от 80 до 100 см. Дно вырезают из металла, затем его приваривают.
• Приступают к изготовлению распределителя воздуха. Для вырезания круга используют листовой металл. Круг должен быть меньше на 20 мм, чем внутренний диаметр трубы.
• Посередине просверливают отверстие в 20 мм.
• Там, где расположен распределитель горения, приваривают крыльчатку, состоящую из металлических лопастей. Их ширина не должна быть больше 50 мм.
• Вверху регулятора нужно приварить трубу. Ее размер должен быть 60 мм, а высота не превышать высоту котла.

Чтобы регулировать подачу кислорода, необходимо верхнюю трубу оборудовать заслонкой. Внизу котла следует приделать дверцу, которая позволит удалять золу. Труба для дымохода должна располагаться в верхней части котла. В крышке делают отверстие для распределительной трубы. Важно, чтобы она плотно прилегала к камере сгорания.

Котел твердотопливный длительного горения своими руками: чертежи

Широкому спектру потребителей в продаже доступны котлы сверхдлительного горения. Устройство таких котлов продумано так, что они могут работать на твердом топливе в течение длительного времени. Период горения зависит от вида топлива: дерево сгорает быстрее, поэтому топить котел будет не более 30 часов. А вот на угле может получиться и неделька.

Аппарат длительного горения возможно установить и подключить своими руками. Метод установки выбирают в зависимости от особенностей котла.

Нельзя выполнять монтаж котла близко к примыкающей стенке ( расстояние должно быть не менее полуметра). Перекрытие и дымоход должны быть расположены друг от друга на ширине в 25 см. Это пространства нужно заполнить базальтовой ватой, а затем зашить с помощью оциновки.

Чертежи твердотопливного котла можно найти в интернете и для удобства использования распечатать на принтере

Техника, необходимая для работы:

• Чертежи и схемы с указанием всех необходимых размеров;
• Аппарат для сварки и три пачки с электродами;
• Большая и маленькая углошлифовальная машинка;
• Отрезные и шлифованные металлические круги.

Из материалов понадобятся трубы разной длины, два металлических кольца, металлический лист, комплекты петель, задвижки и ручки, куски швеллера, чтобы изготовить ножки и крыльчатки, асбестовое полотно и шнур. Важно помнить о том, что пиролизные отопительные котлы нельзя устанавливать в жилых помещениях. Самостоятельная установка должна предусматривать строгое следование технике пожарной безопасности.

Преимущества самодельных котлов длительного горения на дровах

Агрегат для длительного отопления пользуется большой популярностью среди потребителей. Но не все могут позволить себе приобрести котел даже от отечественного производителя. Высокую цену на котлы можно объяснить их высокой мощностью: именно от нее зависит длительность поддержания воздушного температурного режима и возможность отапливать большие помещения.

Стоит заметить, что производители работают над тем, чтобы создать устройство не с такой большой мощностью, что снизит цену на котлы.

Производительный и надежный агрегат, который будет работать на твердом топливе, можно изготовить самому. Собрать такое техническое устройство довольно сложно. Важно понимать, что малейшая неточность и ошибка могут привести к поломке или даже взрыву котла.

Преимущества самодельных котлов:

• Экономичность;
• Большой объем топки;
• Работа на разных видах топлива;
• Большой период горения;
• Экономия топлива;
• Высокая теплоотдача;
• Простая эксплуатация;
• Экологичность.

Самостоятельно можно изготовить несколько видов котлов. Одним из них является шахтный. Такой котел может работать на разном виде топлива: торфе, угле, дровах, опилках. При полной загрузке и мощности шахтный котел может проработать до пяти часов, на самой маленькой мощности – сутки непрерывного горения.

Твердотопливные котлы длительного горения своими руками: схема

Для самостоятельного изготовления котла самым важны является выбор конструкции, которую можно будет выполнить качественно. После выбора конструкции необходимо нарисовать чертежи и схемы с размерами всех деталей. Чтобы изготовить древесный или угольный котел, важно понимать, как он устроен.

Перед тем как приступить к изготовлению твердотопливного котла длительного горения, следует посмотреть обучающее видео

Принцип работы котла может быть нижним и верхним. Большинство придерживается принципа нижнего поджигания.

Подача топлива в простом твердотопливном котле происходит снизу. Теплообменник для котла можно сделать из листовой стали. Чтобы печь максимально эффективно отдавала тепло, используют два отражателя.

Схема изготовления котла с верхним горением:

• Агрегат отличается круглым сечением. Его изготовляют из труб, имеющих разный диаметр.
• Конструкцию оснащают воздухоподающей телескопической трубой.
• Нижнюю часть трубы оснащают «блином» с лопастями – он способствует равномерной подаче воздуха.
• В верхней части предусмотрено расположение камеры для подогрева воздуха – это обеспечивает лучшие условия сгорания.
• Теплообменник выполняют по мотивам «водяной рубашки», окутывающей камеру сгорания.

Традиционные котлы предполагают поджигание и сгорание топлива в одно камере. Она выполняет загрузочную функцию и функцию топливника. Вид отопления котла бывает: дровяной, угольный, на пеллетах. Мощность работы котла зависит от его типа. На эффективность работы влияют размеры отапливаемого помещения. Перед изготовлением важно внимательно изучить инструкцию.

Котел длительного горения своими руками: чертежи (видео)

Экономичные котлы длительного горения стоят довольно дорого. Но возможно и их самостоятельное изготовление. Это супер котлы, которые могут работать беспрерывно до 7 суток благодаря эффекту медленного сгорания твердого топлива. Не нужно тратить силы на растопку и поддержание горения. В современных котлах есть автоматическая функция забора топлива. Производством таких котлов занимается Россия, Украина и зарубежные страны. Экономные котлы Хохлова и Стропува можно приобрести по недорогой цене. Также среди пользователей популярностью пользуется отопительный котел Дулан.

Добавить комментарий

Надежный и экономичный твердотопливный котел своими руками. Самодельный котел для отопления частного дома

Сегодня на рынке можно приобрести множество вариантов отопительных котлов.

Большинство из них рассчитаны на работу с газом и электричеством, есть также варианты на твердом топливе и на мазуте.

Однако они подойдут далеко не всем. Многие хотели бы сделать отопительный котел своими руками (см. Чертежи ниже), так как считают, что рынок не в состоянии удовлетворить их потребности, либо закупочная цена слишком высока.

Что ж, во многом они будут правы, и мы постараемся удовлетворить их запросы.

Мы расскажем, как самому сделать котел и как избежать ошибок.

Естественно, на рынке вы вряд ли купите кирпичный котел для отопления, у которого материалом изготовления является кирпич.

Такой котел отопления можно построить своими руками.

Ниже мы рассмотрим чертежи и принцип работы различных систем.

Фактически такой котел представляет собой печь с теплообменником, который подключается к системе отопления или накопительному баку.

Теплообменник расположен в зоне горения топлива в топке или в системе циркуляции дыма.

Конструкцию самой духовки, скорее всего, придется где-то подсмотреть или разработать самому.

Основным элементом, превращающим печь в бойлер, является теплообменник. Находится в топке или в зоне дымоудаления.

В последнем случае рациональнее будет использовать схему невращающейся печи, как в русской печи, чтобы размер теплообменника, который можно в ней разместить, был как можно больше.

Однако температура воды в системе отопления будет намного ниже, и такая система больше подходит для нагрева воды бытового назначения. При размещении в дымоходах теплообменник может быть изготовлен из обычной стали.

Размещение теплообменника в топке, соответственно, потребует увеличения размеров топки. При этом материал, из которого изготовлен теплообменник, должен быть из жаропрочной стали большой толщины, что недешево.

Цена на такую ​​сталь порядка 400-500 рублей за килограмм, трубы еще дороже, а толстый металлический теплообменник может весить более 50 килограммов. Тем не менее, этот при прочих равных будет стоить дешевле покупного котла аналогичной мощности.

Теплообменник может быть выполнен в виде змеевика или водяной рубашки. В первом случае вода проходит по системе труб, которые создают значительную площадь отвода тепла от печи во время работы.

Змеевик изготавливается сваркой из жаропрочных стальных труб с толщиной стенки не менее 5 миллиметров. Диаметр трубы не менее 50 миллиметров.

Обычно участки труб и уголки сваривают, получая 3-4 прямоугольных контура, которые затем соединяются друг с другом по высоте патрубками в четырех местах.

Этот метод потребует от сварщика высокой квалификации, будет ряд сварных швов, которые придется сваривать «зеркалом». По сложности это работа пятой категории и даже выше.

Во втором случае горение происходит в топке, которая находится внутри емкости с водой, окружающей топку минимум с трех сторон.

В случае водяной рубашки теплообменник может быть облицован, что снижает требования к качеству используемой стали, но его объем будет значительно больше, что исключает использование бойлера в качестве строительного материала.

Большая часть котлов будет металлической, и объем сварочных работ значительно увеличится, хотя их квалификация снизится.

Независимо от типа теплообменника, при прямом контакте с огнем он может нагреваться до температуры выше 90 градусов. Поэтому на выходе теплообменник необходимо оборудовать предохранительным клапаном-гидрозатвором, который сработает, если вода закипит, и убережет трубы от разрыва.

В качестве топлива для самодельных кирпичных котлов можно использовать как твердое топливо, так и газовое и жидкое топливо. В последнем случае в топку помещается сопло с системой подачи топлива и воздуха или газовая горелка.

Котлы длительного горения

Следовательно, риск возгорания также будет в два раза выше. К тому же для твердотопливного котла можно сделать только стальной теплообменник.

А в промышленном производстве изготавливают как чугунные, так и медные теплообменники, которые будут иметь более длительный срок службы.

Электрооборудование малой мощности и габаритов. Например, нет смысла делать сам котел проточного отопления, который будет занимать мало места и нагревать холодную воду из водопровода — рынок пестрит предложениями дешевого маломощного оборудования.Это делает бессмысленным изготовление таких отопительных котлов своими силами.

Простые твердотопливные отопительные котлы остаются одним из самых востребованных видов оборудования при формировании автономной системы отопления. Преимущества твердотопливных котлов очевидны — дешевизна и доступность топлива, энергонезависимость и удобство эксплуатации. Надежные устройства продаются в готовом виде, цена напрямую зависит от набора функций, но можно сделать самодельный котел, который будет стоить дешевле, ни в коем случае не будет уступать по прочности и практичности заводским изделиям.Рассмотрим подробно процесс изготовления оборудования своими руками.

Устройство и принцип работы твердотопливного котла

Конструктивно автономный дровяной или угольный котел представляет собой печь, помещенную в бочку с водой. Основная задача — нагреть теплоноситель до определенной температуры, чтобы поддерживать систему отопления дома в нужном режиме. Тепловая энергия получается из топлива — дров, угля или других твердых источников энергии. Простота устройства не отличается КПД — примитивные котлы имеют КПД не более 10-15%, поэтому стоит рассмотреть более сложные конструкции.

На заметку! Без качественной тяги котел не сможет обеспечить эффективное отопление помещения. Продумывая изготовление устройства, нужно позаботиться о создании приточной вентиляции.

Котел отопления своими руками изготавливается из металла, кирпича. Металлические узлы просты, но требуют явных просчетов при составлении схемы, пошаговой реализации, соблюдении технологии сборки, монтажа.

Разновидности и выбор конструкции твердотопливного котла

Печи и отопительные котлы различаются по своему функционалу.Печь необходима для обогрева помещения, а котел еще должен прогревать теплоноситель, который по тепловой сети транспортируется в дом. Поэтому важно учитывать непрерывность процесса сгорания топлива, чтобы обеспечить равномерную циркуляцию воды через теплообменник.

На заметку! Теплообменник представляет собой змеевик, расположенный внутри камеры сгорания топлива. Внутри змеевика находится вода, которая получает тепло при сжигании дров, угля и передает тепловую энергию элементам сети.

Котлы отопления самодельные различаются по способу сжигания — верхний (шахтный) или нижний:

1. Котел нижнего горения твердотопливный — агрегат, у которого дверца загрузочной камеры расположена в верхней части камеры сгорания, а сами дрова горят внизу. Такая система обеспечивает длительность горения топлива — нижние слои выгорают, верхние постепенно опускаются под собственным весом. Циркуляция воздуха осуществляется снизу вверх при установке насоса (принудительная) или естественным путем.Второй вариант тяги более удобен, так как не требует подключения оборудования к электросети, что определяет полную автономность системы.

На заметку! Естественная тяга имеет пониженный КПД, поэтому топливо загружается в топку небольшими порциями. Принудительная циркуляция воздуха обеспечивает интенсивное движение потоков, можно заполнить топку «до отказа».

1. Котлы с верхней или шахтной загрузкой — это агрегаты, в которых дверца топки расположена в верхней части камеры сгорания.Устройства всегда оснащены принудительной тягой для перемещения воздуха сверху вниз. При этом дым отгоняется в нижний отсек камеры сгорания, смешивается с воздухом, горит, передает тепловую энергию топливу в нижних ярусах — это особенно удобно при закладке сырых дров, за счет тепла они высыхают. и гореть лучше.

Для самостоятельной сборки лучше подходят агрегаты с опцией пониженного горения; нет необходимости встраивать вентилятор.

Совет! Если нет опыта сборки агрегатов, выгоднее браться за простые конструкции, чтобы снизить риск ошибок в расчетах.

Агрегаты также различаются способом горения, могут работать в штатном режиме или с выходом на пиролиз. Пиролиз — это процесс разложения энергоносителя на составляющие с последующим сгоранием элементов. Для сборки моделей с пиролизным сжиганием придется оборудовать вторую камеру сгорания, габариты устройства будут больше, а расход материалов увеличится.

На заметку! Выбор типа оборудования зависит от вида топлива.В регионах с наличием дров топку формируют на дрова, уголь — ставят другую модель. Время горения одной вкладки определяется типом, мощностью и КПД котла.

Температура горения угля выше, чем у дров, поэтому, если для сжигания угля создается твердотопливное устройство, решетки должны быть чугунными, корпус и теплообменник — из толстой стали. Допускается изготовление корпуса котла из огнеупорного кирпича.

Оценив собственные навыки, просмотрев схемы обогревателей, выбирается конкретная модель устройства. При наличии достаточного опыта мастер сможет построить самодельный газовый котел для отопления частного дома, а новичкам стоит отдать предпочтение самым простым устройствам. При соблюдении технологии сборки и монтажа тепла в доме будет достаточно от примитивного твердотопливного котла с водяным контуром отопления.

Требования к отоплению самодельных твердотопливных котлов

Конструктивно устройство представляет собой набор основных и дополнительных элементов:

• камера сгорания для сжигания энергоносителя;
• решетка, через которую воздух поступает в камеру;
• трубчатый теплообменник или резервуар для хранения воды;
• дымоход для отвода продуктов сгорания;
• Регулятор тяги.

Основное внимание уделяется размеру камеры сгорания, отсек должен быть вместительным и просторным, чтобы топливо сгорало полностью без необходимости перемешивания. Печь спроектирована таким образом, чтобы передавать максимальное количество тепла теплообменнику.

На заметку! В кирпичных котлах поддерживается более высокая температура горения, чем в металлических приборах, поскольку кирпич имеет более низкую теплопроводность и не так быстро передает тепловую энергию наружу.

Теплообменник изготовлен из стали или чугуна, имеет вид змеевика с вертикальными или горизонтальными трубами. КПД котла зависит от конструкции и материала змеевика. Чугунные теплообменники представляют собой литые элементы, которые продаются в готовом виде. В домашних условиях мастеру удобнее работать с толстостенной стальной трубой, сгибая ее под действием тепла или используя отводы, полукруглые отводы подходящего диаметра. Соединение отводов с элементами змеевика сваркой.

Пошаговая технология изготовления твердотопливного котла своими руками

Сделать дома высокотехнологичное оборудование не получится, а вот простой котел на дровах, угле вполне подойдет для отопления дома любой площади. Главное — правильно составить схему, рассчитать параметры мощности с учетом протяженности сети, наличия ответвлений трубопровода и других нюансов.

Инструменты и материалы для работы

Набор инструментов:

• сварщик;
• шлифовальный станок с дисками для резки и шлифования металла;
• сверло со сверлами по металлу;
• газовые ключи: №1, 2;
• молоток;
• ключи рожковые или раскладные, отвертки;

Плоскогубцы

• ;
• кв.

Материалы:

• лист стальной от 5 мм для котла, от 7 мм для колосниковой решетки;
• уголок стальной 50х50 для каркаса котла;

Лист из нержавеющей стали

• для накопительного бака;

Трубы стальные

• для теплообменника в виде змеевика диаметром 32-50 мм.

По чертежу могут потребоваться дополнительные материалы. Пригодятся средства индивидуальной защиты — перчатки, маска, очки.

Изготовление корпуса и теплообменника твердотопливного котла

Чаще всего корпус работает как камера сгорания, поэтому это основа конструкции. Чтобы стены не деформировались под воздействием тепла, ограждающую конструкцию делают двухслойной, в пространство между листами насыпают сухой чистый песок — он снижает нагрев, служит фиксатором устойчивости формы.

Наружная и внутренняя оболочки корпуса каркасные. Для увеличения жесткости, усиления конструкции стенки камеры сгорания обшивают стальным уголком или ребрами жесткости из металлического профиля.

Передняя стенка прорезана под отверстия для зольника и дверцы бункера.Удобнее всего сначала наметить мелом участок среза, затем просверлить несколько отверстий в углах рисунка, затем вырезать.

После изготовления заготовок для корпуса приступают к формированию теплообменника. Вам потребуются детали от водопровода необходимого сечения, сварите их в герметичный контур максимально возможной длины — это увеличит площадь контакта с ТЭНом, повысит КПД устройства.

Этап строительства

Все заготовки и элементы необходимо собрать.Продумывая, как сделать котел, лучше собрать его на месте установки, особенно с учетом массивности готовой конструкции. В месте установки сначала закладывается бетонный фундамент, блок крепится анкерами, поэтому постамент оборудуют закладными, фиксация сваркой.

Котел на дровах собирается своими руками из корпуса, затем комплектуется деталями и обшивкой. Перед сваркой с деталей снимается фаска, после чего швы очищаются от шлака и полируются.Осмотрите швы, проверьте их герметичность. Если обнаружите зазоры, снова вскипятите.

Следующий этап — установка колосниковой решетки и теплообменника. Змеевик подключается к отопительному контуру сваркой с учетом угла наклона, так что теплоноситель транспортируется естественным путем.

Совет! Интеграция накопительного бака из нержавеющей стали в систему может оказаться сложной задачей, поэтому лучше доверить ее профессионалам. Накопительный бак устанавливается в самотечных системах в самой высокой точке сети.

После сборки вся конструкция окрашивается термостойкой краской. Сначала поверхность кузова шлифуется, затем грунтуется и только после этого окрашивается. Красить в 2 слоя, после высыхания одного слоя нанести второй.

Если остались вопросы, то поможет видео — как сделать водогрейный котел своими руками:

Важно! После сборки и вставки ТЭНа в систему сеть необходимо герметизировать — это проверка на герметичность элементов и стыков.При отсутствии дефектов линия вводится в эксплуатацию.

Самый простой котел из трубы своими руками изготовит начинающий мастер. Подойдет баллон для сжиженного газа — стальная конструкция толстая и прочная, что и требуется для изготовления твердотопливного обогревателя.

Самодельные отопительные котлы — реальность. Специально для тех, кто любит мастерить своими руками различные приспособления, повышающие комфорт жизни.

Обычно

Все самодельные отопительные котлы построены по одному принципу.Горящее топливо отдает тепло теплообменнику и нагревает охлаждающую жидкость. На то, как будет работать отопительный котел, влияют два основных важных фактора — конструкция теплообменника и полнота сгорания топлива. В первом случае — чем больше площадь теплового контакта топки и емкости с теплоносителем — тем больше тепла будет передано в единицу времени. В случае полноты сгорания топлива, если подача кислорода незначительна, то пиролизный газ также уйдет с продуктами сгорания.А он — может отдавать тепло при горении.

Создание котла

Конечно, на точную конструкцию котла, сделанного своими руками, влияет несколько факторов:

• Прежде всего, это наличие определенных материалов. Конечно, более долговечными будут жаропрочные виды нержавеющей стали. Но получится быстрее и дешевле получить обычную простыню.
• Также важным аспектом является возможность обработки. В своем гараже у вас, скорее всего, не получится создать литую печь из чугуна, потому что оборудование для этого будет дороже самой печи.Поэтому решения здесь могут быть самыми разными — все зависит от вашего воображения и от способности физических законов реализовать это. Обычно котел отопления своими руками создают из традиционного материала — листовой стали толщиной до 5 мм. Причем резать такую ​​сталь болгаркой несложно, к тому же можно и газорезом, или электросваркой.

Конструкция будущего котла также напрямую будет зависеть от того, какое топливо будет использоваться.

Кроме того, на конструкцию влияет способ циркуляции охлаждающей жидкости.Ведь для того, чтобы циркуляция была естественной, требуется большая высота резервуара и большой диаметр труб и контуров отопления. Чем меньше диаметр, тем больше сопротивление движению воды и меньше шансов получить хорошую скорость циркуляции охлаждающей жидкости без использования насоса.

А вот котел отопления самодельный с циркуляционным насосом позволяет сделать меньше диаметр труб, да и высоту бака тоже. Но здесь пользователей подстерегает некая ловушка — если подача электроэнергии во время отопительного котла прекратится, то прекратится циркуляция воды.В результате вы можете увидеть, как котел раздирается паром. Поэтому дадим несколько советов, которые помогут вам в таком процессе, как изготовление отопительных котлов своими руками.

Трубы котла, контуры отопления — все это нужно делать с трубой не менее 32 мм. Диаметр трубки на выходе из теплообменника 32 мм. Если насос остановится, скорость циркуляции воды замедлится, а температура, наоборот, начнет повышаться. Поэтому контур лучше делать не из металлопластика или полипропилена, а из оцинковки, заклеив резьбу льном и краской или красным свинцом.

Котлы дровяные

Котлы отопления на дровах своими руками — если рассматривать самый простой вариант, это два баллона разного диаметра, которые размещены один внутри другого. Во внутреннем цилиндре будет топка, во внешнем — резервуар для воды.

Чтобы уменьшить сварку котлов отопления, возьмите готовую толстую трубу с большим диаметром.

Конечно, в этом случае вы можете комбинировать формы и размеры труб в зависимости от того, что у вас есть на складе.Пространство между трубками заполнено водой. Такие отопительные котлы своими руками универсальны — они будут работать на любом твердом топливе. Сделать такой котел несложно, пользоваться им тоже можно, но минусом монеты является его невысокий КПД.

Котлы пиролизные

Когда самодельный котел использует температуру 200-800 градусов для обогрева дома и когда не хватает кислорода, древесина разлагается на древесный кокс и пиролизный газ, выделяя тепло. Теперь нужно просто смешать воздух с пиролизным газом — и он загорится.Стоимость материалов для изготовления отопительных котлов этого типа будет выше. Но такой котел окупится за 3-4 сезона отопления. Чертежи и конструкции пиролизных котлов можно найти на нашем сайте.

Котлы на отработанном масле

Конструкция такого котла довольно любопытна. Перед сжиганием котел испаряет масло. После розжига на рабочей температуре котла масло, капающее в специальный отстойник, моментально превращается в горючие газы.Именно они нагревают теплообменник. В качестве топлива — без различных доработок можно использовать дизельное топливо.

Электрокотлы

Изготовить отопительный котел своими руками электрического типа — это реальность. Такие котлы отличаются простотой конструкции. Нагревательный элемент размещен внутри трубы, которая размещена вертикально. Снизу идет патрубок от обратного трубопровода, а сверху подключается подача. В основном котел почти готов.

Но есть некоторые нюансы, влияющие на то, как приготовить отопительный котел. Как известно, цены на электроэнергию постоянно растут — ведь это самый дорогой вид отопления собственного дома. Кроме того, следует знать, что инструкция по технике безопасности запрещает подключение котлов мощностью выше 7 кВт к 220 Вольт. Но 380 есть не везде и не у всех. Самый простой электрокотел — это трубчатый корпус, ТЭН, естественная циркуляция теплоносителя.

Отдельно стоит отметить индукционные котлы.Если брать самые простые вариации, то это толстостенная пластиковая труба, на нее намотана сотня витков эмалированной проволоки, которая подключается к сварочному инвертору с выходным током около 15 ампер.

Внутри находятся те компоненты, которые будут нагреваться вихревыми токами — резка толстой проволоки или катушки из рубленой стали. Обратный трубопровод подключается снизу, подающий — сверху. Контур залит водой — и все, можно подавать питание.Но только не включайте систему без охлаждающей жидкости! Это мгновенно расплавит пластик.

В последние годы все большую популярность приобретают отопительные установки, работающие на твердом топливе. Это не случайно, поскольку энергоресурсы становятся все дороже, а древесина или уголь по-прежнему доступны в качестве топлива. Однако из-за растущего спроса на такое оборудование оно начинает дорожать, и далеко не каждый может его купить. Альтернатива — самодельные котлы для отопления частного дома, которые обойдутся намного дешевле и будут работать не хуже заводских.

Преимущества и принцип работы

Помимо невысокой стоимости, этот тип установки имеет и другие преимущества:

• Профессионально сделанный агрегат из качественных материалов выдержит критические нагрузки при избыточном давлении теплоносителя до 4 атм. Такая ситуация часто случается с твердотопливными обогревателями, так как циркуляция теплоносителя по разным причинам может прекратиться и тогда вода в рубашке и теплообменнике агрегата закипит. В результате из-за высокого давления пара происходит разрыв теплообменника в самом слабом месте.
• Есть большие возможности по модернизации конструкции, особенно если вы делаете утеплитель самостоятельно. Тогда самодельный твердотопливный отопительный котел изготавливается именно с учетом ваших требований, вашей системы отопления и вида доступного вам топлива.
• Можно поэтапно улучшать установку. Например, в этом году средств хватило только на базовую модель. По возможности в следующем году можно будет купить и добавить комплект автоматики в перерыв между отопительными сезонами и так далее.

Котел дровяной разрез

Практика эксплуатации различных видов дровяных установок показывает, что наиболее приемлемым и простым вариантом является изготовление и использование для отопления дома классических самодельных котлов на дровах прямого сжигания. Принцип их действия прост: дрова в топке горит естественной тягой дымохода, отдавая тепло водяной рубашке и теплообменнику. Последний работает по схеме дымовых труб, то есть высокотемпературные дымовые газы проходят через дымовые трубы теплообменника и напрямую передают тепло воде, которая их омывает.Интенсивность горения регулируется дверцей зольника (в простонародье — воздуходувкой), открытие которой дозирует количество воздуха, поступающего в топку через решетку.

В пользу выбора классического дизайна говорят аргументы:

• простота изготовления;
• удобство и доступность самообслуживания;

№

• нет ограничений по влажности древесины;
• высокая ремонтопригодность и возможность устранения недостатков, выявленных в процессе эксплуатации.

Обычно самодельные котлы для дома делают полностью из металла, так как чугунную топку дома сделать невозможно, а покупка стоит дорого. Домовладельцы обычно заказывают отопительные приборы у мастеров, специализирующихся на их изготовлении. В этом случае рекомендуется лично участвовать в процессе на всех этапах, от закупки материалов до тестирования готового продукта. В противном случае через несколько лет вы можете столкнуться с дефектами, допущенными при заготовке или сборке.

Самодельный котел на дровах

Поскольку самодельные твердотопливные отопительные котлы работают при высоких температурах в камере сгорания, для его изготовления лучше всего использовать жаропрочную легированную сталь (в простонародье — нержавейку) толщиной 5 мм. Учитывая дороговизну этого металла и сложность сварки, многие берут стальные толстые листы обычного качества. Нужно понимать, что такое изделие не может быть прочным, обычная сталь будет деформироваться от перепадов температур.Поэтому в таких случаях имеет смысл защитить стены камеры огнеупорным кирпичом, тогда они прослужат дольше. Однако топку придется сделать больше, а вес корпуса увеличится.

Металл для водяной рубашки можно взять обыкновенного качества Ст 20 толщиной 3 мм. Справочно: из такой стали делают трубы для горячей воды и пара. Соответственно дымовые трубы теплообменника лучше брать из той же марки стали диаметром 48-76 мм. Часто самодельные котлы отопления на дровах работают в системах отопления с принудительной циркуляцией при отключении электроэнергии, поэтому конструкция водяной рубашки должна быть максимально жесткой. Для этого по всей плоскости наружных стен топки следует приварить ребра жесткости из металла полосы или углового профиля с шагом 120-150 мм. Наружные стенки бака необходимо приварить к таким же ребрам. Тогда, когда вода закипит, кожух рубашки не надуется, он сможет выдержать давление пара.

Топку и дверцу поддувала лучше сделать двухслойными, положив между металлическими слоями огнестойкий теплоизоляционный материал: асбест, базальтовое волокно или их комбинацию. Те же материалы следует использовать для изоляции корпуса агрегата. Двери должны быть заклеены асбестовым шнуром, а петли регулируемыми. Их делают из стержней с резьбой, на конце которых приварен шарнир. Ручки-фиксаторы должны быть оснащены насадками для эбонита или печатных плат, чтобы руки не обожглись при открытии дверцы.

Особенности подключения

Простые самодельные отопительные котлы на дровах эффективно работают при хорошей естественной тяге, создаваемой дымоходом. Поэтому его патрубок в корпусе котла должен быть диаметром примерно 150 мм, высота самой трубы должна быть не менее 5-6 м для создания достаточной рабочей тяги. Процесс зажигания упрощается за счет организации в камере сгорания прямого тягового канала в обход теплообменника, снабженного заслонкой и выступающей за боковую стенку ручкой.Отверстие дымохода должно быть того же диаметра, что и дымоход, и находиться точно напротив его патрубка.

Система отопления частного дома

Важную роль при эксплуатации играет правильная обвязка твердотопливного агрегата. Если система отопления гравитационная и может работать без электричества, то проблем не будет. Но при разгоне котла лучше исключить попадание холодной воды из системы в рубашку, так как на внутренних стенках топки появляется конденсат.Он смешивается с золой и оседает на поверхности в виде черного налета, который очень трудно счистить. Поэтому на выходе теплоносителя из агрегата лучше сделать байпас с термостатическим трехходовым вентилем, настроенным на температуру 55 или 60 градусов. Затем охлаждающая жидкость циркулирует по небольшому кругу, пока не нагреется до 60⁰, а затем термостат начинает смешивать холодную воду из системы.

Если система отопления частного дома работает с насосом, то существует опасность закипания котла при отключении электричества.Необходимо принять меры по защите агрегата от разрушения:

• Врезка в водяную рубашку предохранительного клапана позволит выпускать из нее пар при превышении определенного давления.
• Источник бесперебойного питания в комплекте с дизельной электростанцией позволит насосу продолжать работу. Батарея-источник сможет работать только некоторое время, поэтому необходим электрогенератор.
• Установка теплоаккумулятора обеспечит естественную циркуляцию воды из бака в котел, и последний не закипит.Эта емкость сможет поддержать отопление частного дома после того, как дрова в топке сгорят.

Заключение

Самодельная система отопления на дровах из-за невысокой стоимости и простоты эксплуатации зачастую становится единственной доступной альтернативой дорогостоящему газу и электричеству. Вам просто нужно сделать его качественно и правильно установить в частном доме, чтобы получать тепло от имеющихся видов топлива.

Владельцев частных домов, решивших установить твердотопливный котел отопления, в первую очередь волнуют 3 параметра — тепловая мощность агрегата, его цена и продолжительность горения от 1 нагрузки.Эти параметры взаимосвязаны, чем больше мощность и продолжительность работы, тем выше стоимость теплогенератора. Единственный способ снизить затраты — сделать котел длительного горения своими руками или доверить работу мастерам. Представляем 2 варианта ТТ-котлов, подробные чертежи и порядок изготовления ТЭНов.

Как увеличивается время горения твердого топлива

Мечта многих домовладельцев — не бегать с дровами каждые 4-6 часов. Пользуясь этим, производители и продавцы отопительного оборудования применяют префикс «продолжительность горения» ко всем теплогенераторам подряд, в том числе пеллетным, которые работают автономно до 7 дней.

Разновидности классических котлов с увеличенной топливной камерой

Продолжительность процесса горения обычно оправдывается использованием режима тления с ограниченной подачей воздуха. Но сжигать дрова и уголь таким способом неэффективно, и вот почему:

1. Дровяные и угольные котлы достигают КПД 70-75% при максимальном сгорании.При тлении КПД агрегата снижается до 40-50% (как у обычной буржуйки).
2. Тлеющая древесина производит мало тепловой энергии. Кому нужен «долгоиграющий» теплогенератор, который не отапливает полностью дом?
3. Свежесрубленная древесина определенных пород (например, тополь, ива) и низкокалорийное топливо не могут нормально сжигаться в режиме тления.

Заводской котел с увеличенной топкой, где дрова горят сверху вниз

По сути, твердотопливные котлы длительного горения — это котлы с увеличенной топливной камерой, только ее размер влияет на продолжительность процесса при прочих равных условиях. Принцип прост: чем больше дров в топке, тем дольше она горит и выделяет тепло.

Котлы бытовые, способные работать от одной закладки 8-12 часов на дровах и до 24 часов на дровах, бывают следующих типов:

• classic, с принудительной подачей воздуха;
• работает по принципу верхнего горения (типа балтийской «Стропува»).

Эти конструкции котлов ТТ вполне возможно изготовить в домашних условиях при наличии необходимого инструмента и практики в сварке.Даже в Интернете можно найти чертежи шахтных котлов на твердом топливе и опилках, но такие обогреватели довольно громоздки и сложны в изготовлении, а потому заслуживают отдельной темы.

Котел длительного горения классический

В этом разделе мы предлагаем вам самодельный дровяной и угольный отопительный агрегат, разработанный и изготовленный нашими специалистами. Мастер собрал на заказ несколько десятков однотипных теплогенераторов разной мощности, постоянно совершенствуя конструкцию. Краткий обзор котла ТТ смотрите на видео:

Надежность и эффективность котлов уже проверена временем на различных объектах.Технические характеристики представленной модели агрегата следующие:

• мощность — 22-24 кВт;
• время горения (в среднем) по дереву 10-12 часов, минимальное — 8 часов;
• то же, на угле — до 1 суток;
• КПД — 75-77%;
• максимальное рабочее давление в системе отопления — 3 Бар, номинальное — 1,5 Бар;
• количество воды в баке котла — 50 л;
• вес изделия — 150 кг;
• размер загрузочного проема (ширина x высота) 360 x 250 мм;
• общий объем топки — 112 литров, полезный (для загрузки топлива) — 83 литра;
• глубина топки 46 см, оптимальная длина поленьев 40 см.

Для справки. Мастер изготавливает котлы длительного горения различной мощности, в линейке есть агрегаты на 16, 24, 36 и 130 кВт. Цена готового изделия на 24 кВт при заказе у мастера около 450 долларов США. е. Все вопросы и уточнения, связанные с устройством твердотопливного котла и его изготовлением, можно обсудить лично с Виталием, контакты которого указаны на странице.

Устройство и габаритные размеры дровяного котла длительного горения для изготовления своими руками показаны на чертеже:

Теплогенератор успешно работает как на дровах, так и на угле.Полезная вместимость топки рассчитывается до нижнего края загрузочного проема, так как до верха заполнять камеру нежелательно. Котел работает в следующем порядке:

1. После заправки и зажигания твердого топлива двери герметично закрываются.
2. На электронном блоке управления выставляется желаемая температура охлаждающей жидкости, рекомендуется не ниже 50 ° С. Затем блок включается нажатием соответствующей кнопки, запускается вентилятор.
3. При прогреве до заданной температуры вентилятор выключается, доступ воздуха в топку прекращается. Котел ТТ в дежурном режиме, дрова очень слабо тлеют и практически не отдают тепла.
4. После падения температуры в баке котла контроллер дает команду на запуск вентилятора и процесс горения в топке возобновляется.

Контроллер регулирует мощность вентилятора по своему усмотрению для достижения максимальной эффективности сгорания.В этом самодельном котле нет тлеющего горения, он либо в дежурном состоянии, либо в интенсивном режиме горит дрова и уголь.

Внутреннее устройство агрегата показано на чертежах котла в разрезе:

В системе отопления реализован классический метод сжигания твердого топлива с непосредственной передачей тепла на стенки водяной рубашки и крышу, которая является дном резервуара котла. В этот бак погружен жаротрубный теплообменник, отводящий тепло дымовых газов.Нагретый в канале воздух подается в топку снизу через решетку. Продолжительность горения обеспечивает:

1. Большой объем топки.
2. Полная блокировка доступа воздуха к топке в дежурном режиме. После выключения вентилятора срабатывает гравитационная заслонка, закрывающая воздуховод и не позволяющая вытяжной трубе раздувать угли.

Расположение задней части и жаротрубного теплообменника показано на следующем рисунке:

Инструменты и материалы для производства

Сталь низкоуглеродистая марок Ст 3, 10, 20.Оптимальный вариант — Ст 20, теплогенераторы из него служат до 15 лет. Сталь, содержащая больше углерода (St 35, 45), имеет тенденцию к нагреву от высоких температур, поэтому она не подходит для сварки теплогенератором.

Если у вас есть достаточный опыт сварки и возможность купить металл по более высокой цене, то камера сгорания может быть изготовлена ​​из жаропрочной стали, легированной хромом и молибденом (например, 12ХМ, 12Х1МФ). Описано, как самостоятельно определить марку стали с достаточным приближением.

Перечень заготовок, из которых вы начнете собирать твердотопливный котел своими руками, дан в виде таблицы:

Совет. Лучше всего резать заготовки гильотинными ножницами где-нибудь в мастерской. Это сэкономит вам массу времени при ручной резке и удалении заусенцев.

Дополнительно вам потребуются следующие материалы:

• Уголок фланцевый равнополочный 50 х 4 мм для изготовления решеток;
• труба DN50 — к трубам подключения теплообменника и системы отопления;
• труба DN150 — к дымоходу;
• труба профильная 60 х 40 мм для воздушного канала;

Полоса стальная

• 20 х 3 мм;
• базальтовый утеплитель плотностью 100 кг / м³ и толщиной 2 см;
• гладкий лист 0.3-0,5 мм полимерной краской;
• дверные ручки готовые;
• шнур, картон асбестовый.

Из инструментов стоит отметить сварочный аппарат, болгарку и дрель; Для сварки используются электроды АНО-21 или МП-3С. Остальное — стандартный набор измерительных приборов и инструментов, который есть в каждом доме.

Вентилятор и блок управления польского производства для любого самодельного котла ТТ

Комплект автоматики, используемый в котле ТТ, состоящий из блока управления, вентилятора и датчика температуры, произведен в Польше (не путайте с китайским, он выглядит одинаково). Маркировка блока управления — KG Elektronik SP-05, вентилятора — DP-02.

Сборка нагревательного элемента

Первый этап изготовления котла длительного горения заключается в сборке корпуса топки из металла толщиной 4 мм приваркой на прихватки. Все начинается с нижней части агрегата, к которой крепятся боковые стенки, крышка хранилища и дверные проемы, как показано на фото:

Нижний лист освобождается в каждом направлении согласно чертежу, одновременно он служит нижней рамой дверцы зольника.Внутри камеры с углов закрепляются сварные полки, на которые будет опираться решетка. Собранная топка тщательно проваривается на всех стыках и проверяется на герметичность.

Вторая очередь — установка металлической водяной рубашки толщиной 3 мм. Его толщина у боковых стенок составляет 2 см, поэтому к корпусу топки следует приваривать куски стальной полосы, выпуская их на 20 мм. К ним крепятся листы стальной обшивки.

Внимание! Водяная рубашка начинается на уровне решетки и не омывает зольную камеру.

Так называемые зажимы размещаются посередине в шахматном порядке. Это стальной круг, пропущенный через отверстия в стенке бака котла и приваренный встык к топке. Второй конец зажима ошпаривают вокруг отверстия, как показано на фото:

На фото справа показано, где находится низ водяной рубашки, слева — бак котла

Несколько слов о том, как сделать дополнительные зажимы по краям водяной рубашки самодельного твердотопливного котла.Нужно взять полосу 20 мм и вставить ее с торца между стенами на глубину 50-100 мм, а затем сварить с двух сторон.

Третий этап — установка жаровых труб в верхней части бака котла. Для этого в задней и передней стенках по чертежу прорезаются отверстия, в которые вставляются трубы. Их концы герметично заварены, как и все стыки водяной рубашки.

Жаровые трубы теплообменника выходят из дымохода

Четвертая ступень — изготовление дверей и решетки. К дверям изнутри приваривается полоса в 2 ряда, а между ними вставляется асбестовый шнур, это герметизирует крыльцо. Решетки изготавливаются из уголков №5, сваренных наружным углом вниз. Таким образом, они служат диффузорами воздуха, подаваемого вентилятором в зольник.

На пятом этапе в стенки бака котла врезаются фитинги для подключения подающего и обратного трубопроводов, устанавливается дымоход и воздуховод из трубы 60 х 40 мм с фланцем крепления вентилятора.Воздуховод входит в зольную камеру посередине задней стенки, сразу под водяной рубашкой.

Этап шестой — сварка дверных петель и закладных деталей шириной 2 см для крепления декоративной облицовки котла длительного горения.

Седьмой этап , последний. Бак котла облицован по бокам и сверху базальтовым утеплителем, последний фиксируется шнуром. После остается прикрутить листы крашеного металла саморезами к закладным деталям и установить двери.

Плотное базальтовое волокно хорошо изолирует тело и легко выдерживает высокие температуры. Стекловату использовать нельзя.

В конце к контрфланцу воздуховода крепится вентилятор, а на котел сверху устанавливается блок управления. Датчик температуры необходимо вставить под базальтовую изоляцию со стороны задней стенки агрегата. Кроме того, при желании в конструкцию самодельного котла длительного горения можно внести ряд полезных дополнений:

• интегрировать контур нагрева горячей воды в бак котла;
• предусмотреть погружной колодец для установки термометра — на случай отключения электроэнергии при погасании дисплея контроллера;
• то же — для установки группы безопасности;
• установить ТЭН, подогревающий теплоноситель после прогорания дров.

Несколько слов о том, как сделать циркуляцию горячей воды в твердотопливном котле, чтобы отапливать ее для хозяйственных нужд. Нужно взять 10 м медной трубки диаметром 8-12 мм и согнуть из нее катушку в виде спирали. Последний наматывается внутри резервуара котла вокруг жаровых труб, а концы выводятся из задней части агрегата. Получаем двухконтурный котел длительного горения.

Примечание. Практика эксплуатации этих теплогенераторов показала, что установка электрического обогревателя необходима тем домовладельцам, которые желают отапливать дом по ночному тарифу.В остальных случаях продолжительности горения хватит, чтобы не забежать посреди ночи в котельную, чтобы закинуть дрова.

Лучше сразу снять пленку с окрашенного металла, а двери покрыть термостойкой эмалью

. Ножки можно прикрепить к агрегату на любом этапе, выбрав подходящую длину металлопроката. Подробности и секреты сборки котла ТТ смотрите в авторском видео мастера — создателя отопительного агрегата:

Котел верхний

На постсоветском пространстве эти теплогенераторы известны в двух разновидностях:

1. Балтийские агрегаты от Stropuva и их производные от других производителей.
2. Дровяные печи типа Бубафоня.

Неизвестно, какой из обогревателей появился раньше, но печь «Бубафоня» получила широкую популярность как обогреватель для дачи, гаража и других построек с невысокими требованиями к эстетике изделия. Чего нельзя сказать о котлах верхнего горения, хотя многие из них почему-то считаются единственно возможным вариантом твердотопливных теплогенераторов непрерывного горения. По сути, их единственный козырь все тот же — большая топка.

Принцип работы таких котлов заключается в сжигании топлива, придавленного грузом, сверху вниз. Причем воздух в зону горения подается также сверху по телескопической трубе, соединенной с нагрузкой. Схема работы агрегата представлена ​​на рисунке:

.

Оригинальная схема котла, взята с сайта stropuva.ru

За время эксплуатации котлов Stropuva появилось много недочетов, о чем свидетельствуют отзывы владельцев на форумах:

1. Нельзя класть журналы в топку, пока не сгорела предыдущая вкладка.Физически это возможно, но тогда будет нарушен принцип верхнего горения, пламя охватит все слои топлива.
2. При работе со свежими опилками и другим мелким мусором остатки топлива «висят» на стенах.
3. КПД котла ТТ не очень высокий, так как в нем нет теплообменника. Для теплообменника не осталось места из-за камеры нагрева воздуха и большой топки.

Критичных недостатков у теплогенератора больше нет, но что-то в самодельном варианте можно поправить по своему усмотрению.Например, поставить дно и решетку, устроив зольную камеру. Избавиться от недостатка можно и дополнительной загрузкой, если между загрузочным и зольным проемом поставить дополнительную дверцу. Идея модернизации котла верхнего горения принадлежит другому нашему специалисту Владимиру Сухорукову, о котором он рассказывает в своем видео:

Подготовка материалов

Круглый корпус создает некоторые неудобства при изготовлении, но квадратной формы тоже не получится — топливо будет «болтаться» по углам.Также есть проблема со сборкой телескопической трубы с грузом, поэтому эту деталь лучше взять от печки Бубафоня. Чертеж котла длительного горения, сопоставимого по размерам с классическим вариантом, выглядит так:

Перед изготовлением котла подбираем материалы по чертежу:

• труба Ду 400 со стенкой 5 мм — на топку;
• то же, Ду 50 — для подключения подачи воздуха и воды;
• то же, Ду 100 — для дымохода;
• заготовка из листа толщиной 10 мм круглой формы диаметром 38 см;
• полоса 40 х 4 мм — для воздухораспределителей;
• арматура диаметром 16-20 мм периодического профиля — на решетку;
• базальтовая вата толщиной 3 см и плотностью 100 кг / м³;
• Листовой металл с полимерным покрытием.

Выбор материала для водяной рубашки зависит от способа ее установки, ведь у домашнего мастера вряд ли будут в наличии ролики, способные придать металлу толщиной 3 мм форму цилиндра. Возможны следующие варианты (показаны на схеме ниже):

1. Схема №1. Возьмите тонкостенную трубу большего диаметра, правда найти ее непросто, а обычная сильно утяжелит котел.
2. Схема № 2. Согните два листа металла в 2-х местах под углом 60 °, а затем сварите две половинки вместе.Вам понадобится пресс — гибочный станок.
3. Схема №2 в другом исполнении. Сварить рубашку из 6 листов — отрезков с зажимами.
4. Схема №3. Приварите прямоугольный короб, который увеличит объем бака котла.

Схема № 2 может быть реализована двумя способами — сваркой из 2-х гнутых половинок или 6-ти плоских листов.

Также потребуется лист толщиной 3 мм для обрамления двери, днища с крышкой и воздушной заслонки.

Производство теплогенераторов

Производство работ начинается с вырезания заготовок и отверстий в стенке трубы в соответствии с размерами, указанными на чертеже. Из вырезанных деталей изготавливаются двери, к ним крепятся навесы и покупные ручки. Решетка готовится из фурнитуры, изображенной на фото:

.

В целом алгоритм сборки котла верхнего горения выглядит так:

1. Вырезать в круглой заготовке отверстие под груз, вставить в него трубу и ошпарить.
2. Приварите к нижней части груза 6 изогнутых полос, которые будут служить распределителями воздуха.
3. Прикрепите дно к топке, внутри установите решетку.
4. Вырежьте отверстие в центре крышки для воздуховода и прикрепите его к топке. Перед этим нужно поставить трубу с грузом на место.
5. Приварить дымоходную трубу.
6. Установить водяную рубашку по выбранной схеме, все стыки сварить герметично.
7. Сделать вставки для трубок охлаждающей жидкости.
8. Утеплить и обшить котел, установить двери.
9. Поместите заслонку в верхнюю часть воздуховода.

Шести распределительных планок достаточно для распределения воздуха

Установить автоматику и наддув на котел для длительного верхнего горения сложно, так как нельзя прикрепить вентилятор к движущейся трубе. Необходимо сделать гибкий шланг, а для датчика температуры предусмотреть погружную гильзу. Под утеплитель класть его нельзя, так как зона горения в этом типе утеплителя постоянно смещается вниз.

Лучше испытать котел, конечно, на улице.

Заключение

Обе конструкции твердотопливных котлов длительного горения, изготовленные вручную, имеют право на жизнь. Но сделать надежный отопительный агрегат непросто — стыки металла нужно сваривать качественно и плотно.Без опыта и квалификации сварщика не обойтись. Отсюда вывод: если видите, что самосборку не преодолеете или у вас нет на это времени, обращайтесь к мастерам. Это сэкономит вам до 50% ваших денег по сравнению с покупкой заводского котла ТТ.

О нас | Альтернативные системы отопления

Благодаря более чем 35-летнему опыту работы в сфере отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, альтернативные системы отопления прокладывают путь в энергетической отрасли, предлагая эффективные решения для отопления в Соединенных Штатах и ​​за их пределами.

Как специалисты по отоплению жилых и коммерческих помещений, мы являемся семейной компанией, которая создает высококачественные индивидуальные решения в области отопления. Альтернативное отопление создает решения для отопления, которые идеально подходят для помещений любого размера, от небольшой системы, подходящей для одной жилой комнаты, до основного бойлера на миллион БТЕ, который может обогреть весь склад.

Системы отопления жилых и коммерческих помещений

Созданы для помещений любого размера.

Сделано в США

Наши системы отопления недороги в эксплуатации и рассчитаны на весь срок службы.

Изготовленный из высококачественных материалов в нашем сертифицированном ASME цехе, Alternate Heating предлагает широкий спектр продуктов, которые сжигают отработанное масло до антрацита и дерева. Наша цель — помочь клиентам добиться процветания, поддерживая тепло в их жилых или рабочих помещениях с помощью чистого, независимого и эффективного источника топлива, при этом получая при этом существенную экономию.

НАШИ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ — БЕЗОПАСНАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ АЛЬТЕРНАТИВА
как для жилых домов, так и для крупных коммерческих объектов.

Поскольку мы принадлежим христианам, мы ценим принципы библейских писаний. Мы стремимся жить жизнью, сосредоточенной на Христе, и не верим в применение двойных стандартов в бизнесе. Мы обязаны тем, кто мы есть, тому, что Бог сделал в нашей жизни, и наша цель состоит в том, чтобы вести с христианской честностью на рынке, одновременно помогая нашему сообществу.

Пиролизный котел длительного горения. Самодельные пиролизные котлы длительного горения

Если вы задумываетесь, какой источник тепла использовать зимой в доме, где нет доступа к газовой магистрали, можно обратить внимание на российские пиролизные установки.Даже если у вас есть доступ к газопроводу, стоимость топлива может быть довольно высокой. Использовать уголь или дрова очень неудобно, а электричество стоит дорого.

Когда использовать пиролизный котел

Если у вас есть возможность использовать в качестве топлива прессованные брикеты или древесину, то установка, использующая принцип пиролизного сжигания, является оптимальным решением. КПД такого устройства достаточно высок, однако приобрести промышленный образец может быть проблематично, так как цены на эти агрегаты сегодня высоки.Если вы один из тех мастеров, для которых изготовление такой конструкции — несложный процесс, то стоит разобраться в этом вопросе более подробно.

Что такое пиролизное горение

Если вас интересует пиролизный котел длительного горения, то это можно назвать очень оправданным. В качестве топлива использовать дрова не очень удобно, так как в обычных условиях они расходуются быстро, а значительная часть тепла просто не используется. Это влечет за собой необходимость постоянно загружать их в топку или котел.С другой стороны, пиролиз предполагает создание таких условий, при которых топливо расходуется очень медленно, выделяя большое количество тепла. Подобного эффекта можно добиться, если процесс протекает при низком уровне кислорода. Это позволяет производить горючий газ, кокс и золу. Газ в описываемой установке смешивается с кислородом и горит при высоких температурах, выделяя большое количество тепла. Таким образом, принцип работы котла включает два этапа. Сначала при ограниченной подаче воздуха дрова горит, затем вступает в реакцию газо-воздушная смесь.В таком двухступенчатом принципе работы используется не только пиролизный котел длительного горения, но и дровяные печи, а также твердотопливные генераторы.

Если у вас пиролизный котел, вам придется правильно наладить его работу, что исключает возможность повреждения системы отопления дома. Высокую стоимость заводских агрегатов можно назвать оправданной, это связано с тем, что при их создании используется качественный материал, способный выдерживать высокие температуры. Речь идет о легированной стали толщиной 8 мм, жаропрочном чугуне, но это далеко не полный список.Второй фактор, влияющий на дороговизну, — это довольно сложная система управления, обеспечивающая эффективность работы. Для достижения максимального эффекта горения необходимо учитывать исходную влажность древесины и температуру нагрева, так как процесс испарения воды влияет на количество выделяемой энергии. Чтобы контролировать процесс, нужно контролировать объем воздуха, который подается в устройство. Пиролизный котел длительного горения имеет вентилятор, за счет которого подается воздух.Для его работы необходим доступ к электричеству. Наличие этого элемента превращает устройство в электрически зависимый агрегат. При отключении используется источник бесперебойного питания или подобное устройство.

Конструктивные особенности пиролизного котла

Если вы собираетесь изготовить пиролизный котел длительного горения, то вам следует ознакомиться с его особенностями. Среди основных элементов — камера сгорания, патрубки для слива и подачи воды, место, где установлен вентилятор, форточки, дымоходы, а также регуляторы.Для частного дома рекомендуется использовать оборудование мощностью 40 кВт. Если есть необходимость уменьшить или увеличить этот показатель, то следует изменить параметры агрегата. Если речь идет о небольшом доме, то мощность может варьироваться от 25 до 30 кВт. Если делать небольшие агрегаты, то можно сэкономить не только деньги, но и время.

Подготовка к сборке

Лучший пиролизный котел длительного горения — это тот, который вы делаете сами. Ведь вы будете точно знать, какими функциями он обладает, а значит, при необходимости сможете справиться с ремонтом.Для изготовления такого сложного устройства потребуется подготовить широкий спектр материалов и инструментов, в том числе электродрель, электроды диаметром 125 миллиметров, 4-миллиметровые металлические листы, набор профильных труб, вентилятор и др. сварочный аппарат. В последнем случае лучше всего использовать модель DC. Вам понадобится болгарка диаметром 230 миллиметров, а также набор труб разного диаметра. Мастеру также придется подготовить несколько полос из стали, каждая из которых должна иметь разную толщину и ширину.

Пиролизные котлы длительного горения, цена на которые может составлять 40 000 рублей, должны быть из стали достаточно толстой; для этого следует использовать листы толщиной 4 мм. Но в целях экономии для корпуса можно использовать сталь толщиной 3 мм.

Технология работы

В котлах этого типа отверстие подачи должно быть немного выше, чем обычно. Важно установить дроссель для контроля количества воздуха, поступающего в топливную камеру. С его помощью можно будет своевременно сообщить о брикетах и ​​дровах.Для изготовления ограничителя можно использовать трубу диаметром 70 миллиметров, ее длина должна превышать длину корпуса агрегата. Самодельные пиролизные котлы длительного горения обязательно должны иметь стальной диск, который снизу крепится к ограничителю с помощью сварки. Этот диск будет образовывать зазор со стенками трубы, он должен составлять 40 миллиметров. Для установки ограничителя необходимо проделать отверстие в крышке устройства. Что касается отверстия для подачи топлива, то оно должно быть прямоугольным. Он закрывается дверцей, у которой есть специальная металлическая крышка, которая обеспечит надежную фиксацию.Внизу должно быть отверстие для золоудаления. Труба, по которой будет двигаться теплоноситель внутри котла, должна иметь изгиб, что улучшит теплоотдачу. Регулировать объем теплоносителя, поступающего в котел, можно с помощью клапана, он устанавливается снаружи.

На что обратить внимание

Бытовые пиролизные котлы с длительным горением после изготовления можно запускать, отсутствие окиси углерода в продуктах сгорания будет свидетельствовать о том, что конструкция работает правильно и качественно.В процессе эксплуатации придется регулярно следить за состоянием швов, очищая конструкцию от скопившейся сажи и золы. Специалисты советуют использовать пиролизные котлы с системами воздушного отопления, заменив их водяным отоплением. Воздух будет разноситься по трубам, возвращаясь по полу. Такая система не замерзнет при понижении температуры, что может произойти, когда хозяева дома уезжают. В этом случае потребуется слить охлаждающую жидкость.

Заключение

В продаже можно найти пиролизные котлы длительного горения «Атмос», их стоимость может равняться 65 000 руб. Однако вы можете изготовить такое оборудование самостоятельно.

Сжигание дров — дешево, но у угля есть свои преимущества

Альтернативные виды топлива для обогрева помещений по своей природе более неприятны, чем электричество, газ или нефть. Однако разумное использование древесины или угля может сэкономить значительную сумму денег и обеспечить более теплый и уютный дом.

Вот сравнительные достоинства этих двух наиболее широко используемых альтернатив домашнего отопления:

* Место для хранения. Обычная единица измерения дерева — шнур — 128 кубических футов или пространство 4 на 4 на 8 футов.

Типичное домашнее хозяйство может сжигать от 3 до 6 шнуров в год, что приводит к захвату большого количества места.

Уголь обычно продается тоннами, которые занимают менее 40 кубических футов — или пространство размером примерно 3 на 3 на 4 фута.

В британских тепловых единицах (B.t.u.) теплового потенциала около 11/3 шнуров хорошего красного клена равняется тонне угля.

* Приправа. Древесина должна быть выдержана или просушена на воздухе до содержания влаги около 20 процентов перед обжигом. На это уходит около 6 месяцев или даже больше.

Уголь не требует добавок, так как его влажность практически равна нулю. Тем не менее, уголь следует покупать у надежного продавца, который поставляет антрацит без излишков материала и пыли.

* Наличие. Хороших лиственных пород на Восточном побережье больше, чем где-либо в Соединенных Штатах. Ваш собственный лесной участок площадью от 8 до 10 акров может быть возобновляемым и самодостаточным, но вы будете заняты заготовкой дров.

Купить древесину у лесопромышленников проще, но они иногда неохотно поставляют древесину в середине зимы.

Шахтеры разделяют это сопротивление, и забастовки могут перекрыть снабжение. Таким образом, разумно также получить уголь пораньше.

* Стоимость. Доставка древесины при длине 4 фута дешевле, потому что требуется меньше труда. Однако это означает, что вы должны потратить свое время на то, чтобы обрезать ее по размеру, чтобы она соответствовала вашей плите. Тем не менее древесина в сельской местности обычно дешевле. В городах цена на древесину может быть эквивалентом нефти в британских тепловых единицах. тепловой потенциал.

В единицах B.t.u. Стоимость угля, как правило, находится где-то между лесом и нефтью. Это также зависит от вашего местоположения.

* Дымоходные пожары. Для сжигания дров в герметичной печи требуется медленный огонь. Это, в свою очередь, выделяет большие дозы пиролигеновой кислоты или креозота. Креозот прилипает к дымоходам. Если его слишком много в дымоходе, он может загореться и вызвать пожар в дымоходе.

Чистка дымоходов и печей важна, и это увеличивает стоимость сжигания дров.

Уголь, напротив, креозот не образует.

* Загрязнение. Дерево выделяет незначительное количество серы (0,02 процента). Однако другие твердые частицы от лесных пожаров вызвали тревогу из-за покровов, которые часто можно увидеть над такими общинами, как Портленд, штат Орегон; Waterbury, Vt .; и Аспен, штат Колорадо,

Антрацит выделяет 0,52 процента серы и следы окиси углерода.

Как и в случае с дровяными печами, уголь всегда нужно сжигать с приоткрытым окном, чтобы восполнить запас кислорода, потребляемого углем или дровами. Вторичные воздухозаборники современных печей сжигают окись углерода.

* Скорость горения. В зависимости от размера и качества конструкции дровяные печи могут нуждаться в пополнении запасов топлива и внимании дважды в день, а часто и вдвое больше.

Уголь воспламеняется при температуре более чем на 100 градусов выше, чем температура древесины, и для его запуска требуется горячий слой древесных углей. Уголь, который намного плотнее древесины, горит стабильнее и дольше. Угольные печи могут нуждаться во внимании не более двух раз в день, и они могут гореть более двух дней, прежде чем их потребуется пополнить, в зависимости от печи.

* Пепел. Дерево производит около 60 фунтов золы на шнур, и остатки можно использовать для огородов.

Антрацитовый уголь дает 8-10 процентов золы на тонну — больше, чем древесина. Зола не годится для овощей, но ее можно использовать для заполнения выбоин и обеспечения сцепления на скользких дорожках.

Неудобная правда о невзрачном обогревателе

Благодаря элегантному дизайну и в три раза большему количеству тепла (при меньшем расходе топлива), чем у открытого огня, дровяные печи стали эталоном комфорта и стиля во многих традиционных и современных домах по всей Ирландии.

Но с действиями по более жесткому контролю за сжиганием всех видов твердого топлива, объявленными министром окружающей среды Имоном Райаном в середине февраля, то, что вы сжигаете в своей дровяной печи, теперь станет предметом более пристального изучения.

Агентство по охране окружающей среды (EPA) уже некоторое время подчеркивает опасность для здоровья, связанную со сжиганием твердого топлива в наших домах.И исследование за исследованием связали загрязнитель воздуха, PM 2,5 (твердые частицы 2,5 микрометра), выделяемый дымным топливом, с увеличением смертности от инсульта, рака легких и болезней сердца. Эти крошечные частицы могут попадать в легкие и кровоток и влиять на другие состояния, включая высокое кровяное давление, диабет, астму и хроническую обструктивную болезнь легких. Международные исследования даже обнаружили более высокую заболеваемость Covid-19 в районах с высоким уровнем загрязнения воздуха дымным топливом и дорожным движением.

В рамках запланированного нового общенационального запрета на использование дымного топлива правительство начало общественные консультации ( gov.ie/cleanair , открытые до 2 апреля), чтобы стимулировать дальнейшее обсуждение того, как мы можем отказаться от дымного угля, торфа, брикетов ( производство которых закончится в 2024 году) и влажный лес.

Эти новые правила, направленные на улучшение качества воздуха, дополнят действующие законы о том, что можно и нельзя сжигать в печах.

Дровяные печи стали эталоном комфорта и стиля во многих традиционных и современных домах по всей Ирландии. Фотография: iStock

Например, в настоящее время незаконно сжигать материалы с пластиковыми компонентами или пластиковыми покрытиями (включая магазины), которые выделяют токсичные загрязнители в любой твердотопливной горелке в вашем доме. Горящий пластик не только ухудшает качество воздуха и здоровье, но и может повредить печь и дымоход изнутри.

Сжигание обработанной или покрытой древесины, ДСП, фанеры или МДФ также не рекомендуется, поскольку эти типы древесины выделяют токсичные загрязнители в воздух внутри и снаружи вашего дома.

Уголь, торфяные брикеты или дерн вообще нельзя сжигать в дровяной печи, но многие люди сжигают в своих печах так называемую влажную древесину (также называемую зеленой или необработанной древесиной), поскольку она широко продается в домашних условиях, садовых центрах и склады горючего для этой цели.

Ученые, занимающиеся проблемами загрязнения воздуха, стремятся включить влажную древесину в общенациональный запрет на использование дымного топлива из-за высокого уровня выбросов ТЧ.

«Многие исследования показывают более высокие выбросы ТЧ из влажной древесины, чем из сухой древесины», — объясняет Юргита Овадневайте, старший преподаватель Физической школы и ведущий исследователь Центра исследований климата и загрязнения воздуха Национального университета Ирландии в Голуэе.

Проблема с влажной или необработанной древесиной заключается в том, что ее высокое содержание влаги замедляет процесс горения, позволяя выделять больше загрязняющих веществ. Ричард Нэрн, эколог и автор книги «Вайлдвудс: магия естественных лесов Ирландии» («Книги Джилла») рубит и обрабатывает свою древесину и складывает ее на поддоны в навесе с открытым фасадом для использования в своем доме в графстве Уиклоу.

«Древесина лиственных пород сохнет лучше, чем древесина хвойных пород, а также ясень, орешник и дуб имеют низкое содержание влаги, поэтому при правильном выдерживании в течение шести-двенадцати месяцев они будут гореть медленно», — говорит Нэрн.Он предполагает, что древесина, полученная из экологически чистых источников из Ирландии, предпочтительнее из импортированной высушенной в печи древесины, которая привела к увеличению выбросов углерода на своем пути сюда.

Ричард Нэрнс. Файл с фотографией

Хотя выбор хорошо выдержанной древесины для дровяных печей, очевидно, является лучшим вариантом, ученые согласны с тем, что бездымного сжигания не существует, и даже самые лучшие виды топлива выделяют твердые частицы при сжигании, что способствует загрязнению воздуха внутри и снаружи помещений.

«Горение никогда не следует рассматривать как основной источник тепла, особенно в городских районах. Даже дополнительное использование — это плохо, поскольку многие люди предпочитают [зажигать свои печи] в то же время, когда температура падает, что обычно совпадает с застойными метеорологическими условиями, что приводит к экстремальным загрязнениям в населенных районах », — говорит д-р Овадневайте.

Однако ожидается, что новые модели печей существенно снизят выбросы.Согласно отдельным новым правилам ЕС по экологическому дизайну, с 1 января 2022 года будет запрещено производство и продажа новых печей, не соответствующих требованиям экологического дизайна.

Помимо введения ограничений на выбросы твердых частиц, а также диоксида углерода, оксида азота, оксида углерода и органических газообразных соединений, эти правила ЕС также требуют, чтобы печи имели минимальную энергоэффективность на уровне 75 процентов.

Эти новые модели разработаны для повышения температуры в верхней части корпуса печи, что приводит к повторному воспламенению частиц сгорания, прежде чем они покинут печь.

Эта особенность экологического дизайна также снижает количество выдержанных бревен, необходимых для выработки того же количества тепла, что и более старые модели печей. Эта функция также означает, что печь придется реже открывать для дозаправки, что снижает уровень загрязнителей воздуха в помещении.

Тем не менее, покупатель должен быть осторожен, поскольку печи, изготовленные до 1 января 2022 года, будут продаваться до тех пор, пока не закончатся складские запасы.

Убедитесь, что древесина сертифицирована и имеет гарантию содержания влаги менее 25%. Фотография: iStock

Выбор дров для дровяной печи

1. Покупайте дрова в надежном источнике — wfqa.org/firewood
2. Убедитесь, что древесина сертифицирована и имеет гарантию содержания влаги менее 25%.
3. Выберите поленья, которые подходят для вашей печи и, если возможно, из твердых пород дерева, которые горит медленнее
4. Если вы используете свежесрубленные бревна, просушите их на воздухе в течение 8-24 месяцев в солнечном, но ветреном месте.Сложить штабелями или на поддоне и накрыть брезентом в течение последних нескольких месяцев
5. Прочные бревна при столкновении будут казаться пустыми

Проектирование и обеспечение котлов на твердом древесном топливе и биомассе

Что касается использования твердых отходов, древесины и топлива из биомассы, конструкция компонентов котла значительно отличается от традиционных блоков на ископаемом топливе, но в целом больше похожа на системы, предназначенные для угля, чем для газа или нефти.Подобно угольным агрегатам, они больше, дороже и требуют большего обслуживания, чем стандартные агрегаты, работающие на газе или масле. Положения, касающиеся обращения с топливом, его сжигания, контроля выбросов и утилизации, являются ключевыми соображениями при проектировании этих видов топлива. Большой разброс в плотности энергии и влагосодержании требует тщательного рассмотрения конструкции, и, как правило, необходимо модифицировать поверхности теплопередачи, чтобы они соответствовали предполагаемому составу топлива.

Котлы на жидком топливе

Двумя основными методами, используемыми для сжигания отработанного топлива, являются массовое сжигание или сжигание готового топлива из отходов (RDF).При массовом сжигании отходы используются в исходном, неподготовленном состоянии. Выбрасываются только крупные или негорючие предметы. При типичной работе парогенератора для массового сжигания твердых бытовых отходов (ТБО) мусоровозы сбрасывают отходы непосредственно в ямы для хранения. Мостовые краны с грейферами сначала смешивают топливо для получения однородной массы и перемещают отходы из ямы в загрузочный бункер кочегарки. Гидравлические цилиндры перемещают мусор на решетки кочегара. Горючая часть мусора сжигается, а негорючая часть проходит через нее и падает в зольную яму для утилизации или захоронения.Для эффективного сжигания этого неоднородного топлива из ТБО требуются специальные конструкции, обеспечивающие длительное время пребывания в печи до контакта дымовых газов с теплопередающими поверхностями, чтобы полностью окислить топливо и снизить вероятность коррозионного воздействия на поверхности нагрева. Также обычно поддерживают более низкие температуры металла поверхности нагрева, чтобы ограничить коррозию.

При сжигании RDF отходы сначала отделяются, классифицируются и утилизируются для получения пригодных для вторичной переработки продуктов. Затем весы перемещаются в котел через несколько питателей на топку с подвижной колосниковой решеткой.Помимо измельчения для уменьшения размера и создания более однородного топлива, используется ряд процессов разделения для удаления таких материалов, как камни, песок и грязь, и восстановления таких материалов, как черные металлы и алюминиевые банки. Накладные магниты используются для извлечения черных металлов и могут обеспечивать степень извлечения до 90%. Для удаления алюминиевых банок можно использовать вихретоковый сепаратор. Другие устройства, такие как вращающийся грохот (перфорированный барабан) и сепараторы плотности воздуха, используются для дальнейшей сортировки и разделения различных материалов.В дополнение к преимуществам рециркуляции получаемый гомогенный RDF имеет более высокую плотность энергии и сгорает более эффективно, чем топливо с массовым сжиганием, производит менее половины золы и может более эффективно измеряться в соответствии с потребляемой тепловой энергией. Эти преимущества обеспечивают дополнительную окупаемость требований к дополнительному капиталу и эксплуатационным расходам для систем RDF. На рис. 7-31 показана схема типичной системы утилизации отходов из RDF. Обратите внимание на обширные требования к пространству для хранения, обработки и подачи топлива.

RDF обычно сжигается частично в суспензии и частично в кочегарке. В больших котлах, обычно используемых для электростанций, более мелко измельченные подготовленные отходы (в основном состоящие из легких пластиков и бумаги) также могут сжигаться во взвешенном состоянии в качестве дополнения к обычному топливу. В специальных котлах, работающих на RDF, RDF может использоваться исключительно или широкий спектр альтернативных видов топлива (например, природный газ, нефть, уголь, древесина и биомасса) может использоваться в качестве дополнительного или резервного топлива. В дополнение к этой гибкости, RDF обеспечивает более термически эффективное сгорание и более высокую производительность парообразования на фунт м (кг) израсходованного топлива по сравнению с режимом массового сжигания.

Обычно для производства заданного количества пара требуется, чтобы сжигалось почти в 3 раза больше ТБО, чем угля (по весу). Следовательно, при проектировании котла главное внимание уделяется размеру, необходимому для обработки физического количества мусора, доставляемого на завод (независимо от теплотворной способности). Также необходимо учитывать максимальное ожидаемое тепловложение. Различные источники мусора дают разную теплотворную способность, поэтому следует провести некоторый анализ диапазона плотности энергии предполагаемой мусорной смеси.Если удельная энергия превышает ожидаемую, необходимо уменьшить мощность котла, чтобы избежать перегрева, и система не сможет обрабатывать весь имеющийся мусор, доставляемый ежедневно.

Рис. 7-31 Типовая схема системы утилизации отходов из RDF. Источник: стены печи Бэбкока и Уилкокса. Он служит для обеспечения количества воздуха и турбулентности, необходимых для смешивания топочных газов с воздухом для горения, и обеспечения кислорода, необходимого для полного сгорания летучих веществ в нижней топке.Уровни избытка воздуха от 80 до 100% обычно поддерживаются, чтобы гарантировать, что гетерогенные ТБО имеют достаточно воздуха для эффективного окисления доступного углерода и водорода. Чтобы помочь с влажным топливом, воздушная система может включать воздухонагреватели с паровым змеевиком для сушки топлива и поддержания надлежащей температуры топки. На Рис. 7-32 показана система подачи топлива и воздуха для горения котла для мусора.

Рис. 7-32 Система подачи топлива и воздуха для горения для котла-утилизатора. Источник: Бэбкок и Уилкокс

.

Рис.7-31 Типовая схема системы утилизации отходов из RDF. Источник: Бэбкок и Уилкокс

.

Для сжигания ТБО требуется прочный и надежный кочегар, чтобы успешно транспортировать и сжигать различные типы мусора. Большинство кочегаров используют некоторые вариации возвратно-поступательного действия решетки с движением решетки вперед или назад. Некоторая комбинация неподвижных и подвижных решеток используется для перемещения мусора через зону печи, оставляя время для полного сгорания.

Требования к воздуху для горения включают первичный источник, или воздух под решеткой, и вторичный источник, или избыточный воздух.Воздух под решеткой обычно подается в отдельные воздухозаборники под каждой решеткой. Поверхность решетки и действие заслонки предназначены для равномерного дозирования первичного воздуха в горящие отходы. Поскольку отходы содержат высокий процент летучих веществ, воздух для горения должен составлять большую часть (от 25 до 50%) всего воздуха для горения. Через порты спереди и сзади поступает избыточный воздух

Рис. 7-32 Система подачи топлива и воздуха для горения для котла-утилизатора. Источник: Бэбкок и Уилкокс

.

Поскольку мусор представляет собой топливо с высоким уровнем загрязнения, необходимы более строгие и дорогостоящие процедуры текущего обслуживания по сравнению с обычными установками, работающими на ископаемом топливе.Конструкции должны предусматривать хороший доступ к конвекционным секциям для частого осмотра и очистки. Для предотвращения закупорки газовых каналов необходимо удалить золошлаковые отложения с наружных поверхностей труб. Чаще всего используются паровые или воздушные нагнетатели сажи. Предотвращение коррозии является важным фактором при сжигании отработанного топлива. В дополнение к коррозионным веществам, присутствующим в обычных ископаемых видах топлива (таких как хлориды натрия и серы, среди других дополнительных химических элементов), существуют другие стойкие коррозионные вещества, которые откладываются на различных секциях парогенератора.Для защиты стенок и труб печи используются специальные антикоррозийные материалы. Строгие программы очистки воды также особенно важны для минимизации коррозии.

Зола состоит из легкой (летучей) золы и крупнозернистой золы (или

Рис. 7-33 Массовый сжигатель большой мощности. Источник: Babcock and Wilcox

stoker) золы. Летучая зола уносится потоком газа до тех пор, пока не будет удалена устройством для улавливания твердых частиц или не выпадет в бункеры котла, экономайзера или воздухонагревателя.Крупная зола, образующаяся в результате отложений топлива и шлака на решетках, стенках и трубах, выгружается через разгрузочный желоб кочегарки и из просеивающих бункеров кочегарки. Зола может быть охлаждена через форсунки для распыления воды или выгружена в водяную баню, а затем обезвожена и отжата для извлечения и доставки на свалки.

Из-за характеристик низкой температуры горения и низкого уровня азота, связанного с топливом, котлы, работающие на отходах, как правило, производят относительно низкие уровни выбросов NOX.Тем не менее, в системах с большей производительностью может потребоваться какой-либо тип системы каталитического восстановления. Мусорное топливо также имеет довольно низкое содержание серы, что приводит к относительно низким выбросам SO2. Однако они действительно производят множество других загрязнителей в больших количествах, чем обычное ископаемое топливо. Сухие скрубберы, используемые на угольных электростанциях для контроля выбросов SO2, могут выполнять ту же функцию, а также эффективны для контроля выбросов HCL, диоксинов, фуранов и тяжелых металлов. Электростатический фильтр или рукавный фильтр используются для контроля выбросов твердых частиц.Наконец, для ограничения выбросов CO требуется жесткий контроль сгорания воздуха под решеткой и над огнем.

На Рисунке 7-33 показан типичный массовый сжигатель большой емкости. На рис. 7-34 показана электростанция, работающая на топливе из RDF, расположенная в Южной Дакоте. Он может извлекать до 700 кВт электроэнергии на тонну переработанных твердых отходов.

Котлы на дровах и биомассе

Как и в случае сжигания мусора, конструкция компонентов котла, работающего на древесине и биомассе, значительно отличается от традиционных агрегатов, но больше похожа на конструкцию систем для угля, чем для газа или нефти.Положения по обращению с топливом, сжиганию, контролю выбросов и удалению отходов также аналогичны положениям с котлами для сжигания отходов. Изменение содержания влаги и плотности энергии также является ключевыми проблемами при проектировании и эксплуатации. Существует несколько типов систем сжигания, используемых для топлива из древесины и биомассы, включая голландские печи, подвижные или изменяемые решетки, псевдоожиженные слои и системы газификации топлива.

Традиционная голландская печь представляет собой камеру с огнеупорными стенками, подключенную к обычному котлу, который обычно используется для сжигания древесных отходов.Древесные отходы попадают через отверстие в крыше голландской печи и сжигаются кучей на полу. Перегорающий воздух вводится по периферии через ряды отверстий или сопел в огнеупорных стенках. Из-за большого количества огнеупорной поверхности поглощается лишь небольшая часть энергии, выделяющейся при сгорании. Это позволяет голландская

Рис. 7-34 Электростанция, работающая на RDF. Источник: Филип Шеперд, DoE / NREL.

печь для сжигания топлива с влажностью до 60%.Недостатком этой традиционной конструкции является то, что она не реагирует быстро на изменяющуюся нагрузку и изменения в составе топлива. Огнеупор также может быть поврежден в результате растрескивания и эрозии, вызванных камнями или металлическими породами, попавшими вместе с топливом, а также быстрым охлаждением или перегревом в результате быстрых изменений влажности топлива. Также требуется регулярное отключение или работа с малой нагрузкой (с несколькими печными агрегатами) для ручного удаления скопившейся золы. На рис. 7-35 показана традиционная голландская печь большой емкости с двумя печами, каждая из которых имеет свой собственный питатель топлива.

Передвижная решетка и вибрационная решетка — это варианты конструкции, допускающие автоматический сброс золы. Конструкция подвижной решетки, которая была заимствована из системы сжигания угля разбрасывателем-кочегаром, имеет чугунные решетки, прикрепленные к цепям, которые приводятся в движение системой медленно движущегося звездочки. В решетчатых стержнях есть отверстия для впуска воздуха под решетку, который также служит для охлаждения отливок решетчатых решеток. Эта конструкция требует большого количества воздуха под решеткой (60

Рис.7-35 Голландская духовка большой емкости. Источник: Babcock and Wilcox

до 85%) для достаточного охлаждения. Вибрационная решетка — это современная модификация конструкции подвижной решетки, которая снижает количество движущихся частей и связанные с этим затраты на техническое обслуживание. Его железные решетки прикреплены к раме, которая периодически вибрирует, управляемая регулируемым таймером. Они могут иметь воздушное или водяное охлаждение. Поскольку большая часть горючего топлива, содержащегося в древесине и биомассе, является летучей, требуется относительно большая часть требуемого воздуха для горения сверх топлива в виде избыточного воздуха.Конструкции с водяным охлаждением выгодны, потому что они могут выдерживать более высокие температуры под решеткой, что обеспечивает более высокий процент избыточного воздуха и относительно тонкий топливный слой. На рис. 7-36 показан большой современный блок биомассы с вибрирующей решеткой с водяным охлаждением.

Системы распределения топлива из древесины и биомассы предназначены для максимально равномерного распределения топлива по поверхности решетки. Двумя наиболее распространенными устройствами, используемыми для подачи топлива из древесины и биомассы в топку для полувзвешенного горения, являются механические распределители и ветрозащитные желоба.В механических распределителях для распределения топлива используется вращающееся лопастное колесо. Они могут быть разработаны для работы с переменной скоростью, чтобы улучшить равномерное распределение топлива. Ветрозащитные насадки используют воздух высокого давления, которое постоянно регулируется поворотной заслонкой. Наклон в нижней части носика и давление воздуха можно изменять для оптимизации распределения топлива.

Устойчивое горение может поддерживаться в большинстве печей с водяным охлаждением при содержании влаги в топливе до 65% по весу. Использование предварительно нагретого воздуха для горения сокращает время, необходимое для сушки топлива перед воспламенением.При использовании топлива из биомассы с высоким содержанием влаги может оказаться более экономичным сушить топливо дымовыми газами котла перед его сжиганием в топке котла, а не прессовать или сушить на воздухе топливо в течение длительного времени для удаления влаги.

Поскольку котлы, работающие на биомассе, восприимчивы к уносу золы и углерода, поверхности конвективного теплообмена должны быть спроектированы так, чтобы в них можно было разместить сажевые нагнетатели. Подобно угольным котлам и котлам для мусора, удаление золы является важным аспектом при проектировании котлов, работающих на биомассе. В дополнение к летучей золе, зольный остаток, состоящий в основном из песка и камней, представляет собой золу, которая сгребается или переносится с решетки, а также зола, которая падает через отверстия решетчатой ​​решетки в бункер под решеткой (также называемый просеиванием).Эту золу можно собирать с помощью конвейера с уклоном для обезвоживания на разгрузочном конце. Поскольку подавляющее большинство остатков золы, образующихся в котлах, работающих на древесине и биомассе, находится в форме газообразных твердых частиц, контроль выбросов твердых частиц является первоочередной задачей для окружающей среды. Механическая пыль

Рис. 7-36 Блок биомассы большой емкости с водяным охлаждением и вибрацией. Источник: Babcock and Wilcox.

Коллекторы

могут использоваться после последней тепловой ловушки на котле для сбора крупных частиц летучей золы.Для соответствия нормам выбросов в атмосферу после механического коллектора можно использовать электрофильтры для снижения концентрации твердых частиц в дымовых газах. Как и при сжигании мусора, низкие температуры сгорания приводят к незначительным тепловым выбросам NOx. Следовательно, выбросы NOx в основном будут зависеть от содержания азота в топливе, которое может варьироваться в широких пределах. Выбросы SO2 обычно довольно низкие при сжигании древесины и биомассы. Выбросы CO и ЛОС будут широко варьироваться в зависимости от уровней избыточного воздуха и постоянства как теплотворной способности топлива, так и его распределения, а также от содержания влаги в топливе.

Сжигание в псевдоожиженном слое успешно применяется к широкому спектру видов топлива из древесины и биомассы. Большой процент инертного материала (песка) оказывает положительное демпфирующее действие при кратковременных колебаниях теплотворной способности биомассы и древесного топлива при выработке пара. Более низкие рабочие температуры от 1400 до 1600 ° F (от 760 до 870 ° C) по сравнению с 2200 ° F (1200 ° C) для обычных топочных агрегатов с разбрасывателем приводят к снижению выбросов NOX, что является особенно важным преимуществом для древесины с высоким содержанием азота. топливо из биомассы.Технология пузырькового слоя обычно выбирается для топлива с более низкой плотностью энергии (более низкой теплотворной способностью), в то время как конструкция с циркулирующим псевдоожиженным слоем больше подходит для топлива с высокой плотностью энергии из древесины и биомассы.

Рисунок 7-37 — это большая электростанция, работающая на биомассе, расположенная в Калифорнии. Он работает на отходах, производимых близлежащими предприятиями лесной промышленности. В настоящее время система сжигает древесную щепу, полученную из древесных отходов, и производит 50 МВт электроэнергии.

Газификация

Газификация — это процесс преобразования топлива, такого как уголь, кокс, отработанные масла, отходы и биомасса, в газообразное топливо путем частичного окисления.Он применим к очень широкому спектру источников энергии, а также считается жизнеспособной альтернативой работе котлов-утилизаторов, таких как описанный выше для черного щелока. В процессе могут быть удалены нежелательные вещества, такие как сера и зола, с получением некоторого количества тепловой энергии наряду с чистым транспортируемым газообразным источником энергии. Во многих случаях пригодные для использования химические компоненты могут быть восстановлены.

В отличие от горения, при котором химические реакции протекают в богатой кислородом среде с избытком воздуха, при газификации химические реакции протекают в обедненной кислородом восстановительной атмосфере.В результате выделяется меньше тепла и образуются новые газообразные побочные продукты, такие как монооксид углерода, водород, диоксид углерода и метан. Эти газообразные побочные продукты содержат достаточно потенциальной химической энергии для использования в качестве источника топлива. Однако в некоторых случаях побочные продукты предназначены для использования для химического синтеза, а не для сжигания.

Существует много типов процессов газификации, включая системы с подвижным или неподвижным слоем, псевдоожиженным слоем и системами с увлеченным потоком. На рис. 7-38 показаны эти три общих процесса, применяемых к газификации угля, с соответствующими профилями температуры.Выбор процесса и системы будет во многом зависеть от типа доступного твердого топлива и предполагаемых газообразных побочных продуктов. Как правило, исходное топливо готовится и подается в газификатор либо в сухом, либо в суспендированном виде. Сырье реагирует в газификаторе с паром и кислородом при высокой температуре и давлении в восстановительной атмосфере (кислородном голодании). При этом образуется побочный газ (также называемый синтетическим или генераторным газом).

При этом часть топлива подвергается частичному окислению за счет точного регулирования количества кислорода, подаваемого в газификатор.Тепло, выделяющееся в этой первой экзотермической реакции, обеспечивает необходимую энергию для быстрого протекания первичной эндотермической реакции газификации.

Высокая температура в газификаторе превращает неорганические материалы в сырье (например, золу и металлы) в застеклованный материал, напоминающий крупный песок. При использовании некоторых видов сырья ценные металлы концентрируются и восстанавливаются для повторного использования. Затем, как правило, побочный газообразный продукт необходимо обработать для удаления различных нежелательных и / или загрязняющих элементов.Микроэлементы или другие примеси удаляются из газа и либо рециркулируются в газификатор, либо регенерируются.

На рис. 7-39 показаны пять стадий, связанных с процессом газификации биомассы, причем последняя стадия указывает варианты конечного использования синтетического или генераторного газа. На рис. 7-40 показана установка газификации биомассы, расположенная на Гавайях. Он питается жмыхом, волокнистым побочным продуктом сахарного тростника, который можно увидеть сложенными на переднем плане.

Читать здесь: Солнечные тепловые энергетические системы

Была ли эта статья полезной?

Сжигание твердого топлива — обзор

5 Развитие технологий химического цикла

Несмотря на то, что в 1950-х годах был патент на процесс получения чистого диоксида углерода [23], принцип CLC был впервые представлен Рихтером и Кнохом. [24] в 1983 г. с использованием двух взаимосвязанных псевдоожиженных слоев в качестве среды для повышения термического КПД процесса сгорания.Но только в 90-х годах этот процесс рассматривался как вариант для улавливания CO ₂ [27].

Большинство существующих в настоящее время в мире установок CLC используют конфигурацию, состоящую из двух соединенных между собой реакторов с псевдоожиженным слоем, работающих при атмосферном давлении. Альтернативные концепции реакторов для CLC, описанные в разделе 2.1.1, были испытаны только в лабораторных условиях. Одним из важных преимуществ использования конфигурации псевдоожиженного слоя для процесса CLC является то, что технология CFB является зрелой и десятилетиями используется для других процессов, таких как сжигание твердого топлива (уголь, биомасса и остатки) или каталитический крекинг в псевдоожиженном слое (FCC). .В настоящее время CFB — серьезный вариант для его использования в полномасштабных коммунальных предприятиях.

В литературе можно найти несколько установок CLC для газообразного топлива, от установок мощностью 10 кВт _th , расположенных в Технологическом университете Чалмерса и Институте карбокимики (ICB-CSIC), до экспериментальной установки _th мощностью 120 кВт, расположенной в Венском технологическом университете (см. таблицу 8 и рис. 16). Основной опыт эксплуатации основан на использовании метана и природного газа, хотя большие усилия прилагаются при разработке CLC для твердого топлива.

Таблица 8. Краткое описание химико-петлевых агрегатов мощностью более 10 кВт _th .

5 Технологический университет Чалмерса, Чалмерс, Швеция

]

⁹⁹

22

Подвесной слой

02

Рис.16. Пилотные установки основного химико-петлевого сжигания газа и твердого топлива мощностью более 10 кВт _т .

Длительное время эксплуатации было успешно выполнено на двух различных прототипах 10 кВт _th , построенных на предприятиях CHALMERS и ICB-CSIC. Установка _th мощностью 10 кВт на CHALMERS проработала более 1300 часов с использованием различных кислородных носителей на основе Ni и Fe с использованием природного газа в качестве топлива [33,140,168,189]. Эти авторы представили первую длительную демонстрацию технологии ХЖК в течение 100 часов непрерывной работы с той же партией частиц-носителей кислорода на основе Ni.Кроме того, в этой установке также проводились долгосрочные испытания (> 1000 ч) с использованием носителей кислорода на основе Ni для анализа целостности частиц в отношении реакционной способности и физических характеристик. Сообщений об утечках между реакторами и высокой конверсии топлива (98-99%) не поступало. Эксперименты прошли успешно, и использованные частицы показали ограниченные изменения.

Установка _th мощностью 10 кВт на ICB-CSIC проработала в течение 200 часов, из которых 120 часов в режиме горения, с использованием носителя кислорода на основе меди, полученного пропиткой Al ₂ O ₃ и метана в качестве топлива [ 39,40].Спроектированная установка CLC позволила легко изменять и точно регулировать расход циркуляции твердых веществ между обоими реакторами. Эти испытания были первой долгосрочной демонстрацией использования медных материалов в непрерывном режиме в процессе ХЖК. Достигнута полная конверсия метана со 100% селективностью по CO ₂ и H ₂ O. Хотя некоторые потери CuO наблюдались в течение первых 50 часов работы, при 800 ° C не было обнаружено дезактивации частиц или проблем агломерации в реакторах.

IFP-France и TOTAL эксплуатировали установку _th мощностью 10 кВт, использующую носитель кислорода на основе никеля и метан в качестве топливного газа. Сообщалось об успешной работе с высоким уровнем конверсии метана в CO ₂ [110].

Недавно сообщалось о работе в системе CLC под давлением в Сианьском университете Цзяотун в Китае [205]. Максимальная рабочая температура системы составляла 950 ° C, а давление поддерживалось на уровне 0,3 МПа в течение всего эксперимента. Установка ХЖК под давлением работала в непрерывном режиме на коксовом газе в течение 15 часов.Носитель кислорода, Fe ₂ O ₃ / CuO, нанесенный на MgAl ₂ O ₄ , показал высокую реакционную способность в системе, а также приемлемую прочность на раздавливание и сопротивление агломерации и фрагментации. Достигнутая максимальная конверсия топлива составила 92,3%.

ALSTOM Power Boilers [332] эксплуатирует установку _th мощностью 15 кВт с природным газом и различными оксидами никеля в двух взаимосвязанных циркулирующих псевдоожиженных слоях для изучения истирания переносчиков кислорода.Ограниченное истирание было измерено с четырьмя различными переносчиками кислорода, использующими природный газ в качестве топлива.

Блок _th Корейского института энергетических исследований, KIER-1 [37,38] мощностью 50 кВт проработал в течение 28 часов с метаном в качестве топлива и переносчиками кислорода на основе оксидов никеля и кобальта. Те же авторы опубликовали установку KIER-2 мощностью 50 кВт _th [107] с более чем 300 часами работы с использованием природного газа и синтез-газа в качестве топлива с носителями кислорода на основе Ni и Co.Этот новый блок имеет два соединенных между собой барботажных слоя без петлевых уплотнений, стояка и транспортных линий. Управление потоком твердых частиц является независимым с использованием форсунок для впрыска твердых частиц внутри каждого реактора. Они обнаружили устойчивую и плавную циркуляцию твердых веществ между реакторами при длительной эксплуатации с высокой конверсией топлива.

В Венском технологическом университете, TUWIEN, [167,191] пилотная установка с двойным циркулирующим псевдоожиженным слоем мощностью 120 кВт _th была успешно запущена с использованием метана и синтез-газа в качестве топлива и двух видов носителей кислорода на основе никеля и природного минерала ( ильменит).Опыт эксплуатации с материалами на основе никеля составил более 90 часов [193]. Измеренная конверсия CH ₄ была почти идентична той, которая была определена в блоке 10 кВт _th на CHALMERS с теми же материалами [168]. Кроме того, результаты, полученные на заводе, показали, что ильменит является потенциальным переносчиком кислорода для топлива с высоким содержанием H ₂ . Авторы предположили, что результаты, полученные на этой установке, могут быть отнесены к крупным установкам, поскольку коммерческие электростанции CLC, вероятно, будут иметь два реактора с быстрым псевдоожиженным слоем.

Потенциал процесса химического риформинга (a-CLR) был оценен на пилотной установке _th мощностью 140 кВт в TUWIEN с использованием носителя кислорода на основе Ni [195]. Была достигнута почти полная конверсия CH ₄ , и отработавший газ топливного реактора находился в термодинамическом равновесии. В воздушном реакторе был получен потенциально ценный побочный поток, состоящий из N ₂ и Ar. Обнадеживающие результаты CLR были получены при атмосферном давлении с испытанным переносчиком кислорода.Авторы указали на основные проблемы этой технологии, такие как эффективное удаление пыли и работа при повышенном давлении, поскольку CFB под давлением еще не является стандартной технологией.

Недавно ряд исследователей исследовали использование твердого топлива в системах CLC (процесс iG-CLC). В CHALMERS ильменит в качестве переносчика кислорода был испытан в камере сгорания с химическим контуром _th мощностью 10 кВт с использованием угля и нефтяного кокса в качестве твердого топлива [54,55]. В некоторых случаях были испытаны температуры выше 1000 ° C [207].Полученные результаты подтвердили, что ильменит оказался подходящим материалом для использования для сжигания твердого топлива в системе CLC. Улавливание CO ₂ , полученное с нефтяным коксовым топливом (68–87%), было ниже, чем с углем (82–96%), что является следствием более низкой реакционной способности этого топлива. Авторы указали различные подходы к улучшению улавливания CO ₂ на установке: оптимизированная отпарная колонна для углерода, улучшенная производительность циклона топливного реактора, рециркулирующего несгоревшие частицы, новая конфигурация топливного реактора для улучшения контакта между кислородом. — носитель и топливные частицы или увеличение времени пребывания твердых частиц в топливном реакторе.Кроме того, соответствующее количество несгоревших соединений было обнаружено на выходе из топливного реактора. Чтобы полностью окислить несгоревшие соединения до CO ₂ и H ₂ O, они предлагают стадию «очистки кислородом» ниже по потоку, то есть введение чистого кислорода в поток газа после циклона топливного реактора.

В Юго-Восточном университете Китая Шен и др. [109,186,187] провели эксперименты CLC с использованием биомассы или угля в качестве топлива с оксидом железа или носителем кислорода на основе Ni, соответственно, на пилотной установке _th мощностью 10 кВт с двумя взаимосвязанными псевдоожиженными слоями, топливный реактор которых был фонтанный псевдоожиженный слой.Они наблюдали ухудшение реакционной способности носителя кислорода на основе Ni, полученного соосаждением во время CLC на угольном топливе, из-за спекания никеля. Однако влияние угольной золы и серы было незначительным.

Государственный университет Огайо (OSU) разрабатывает химический цикл на основе оксида железа для модернизации существующих угольных электростанций. Установка CDCL субпилотного масштаба (25 кВт _th ) включает в себя объединение подвижного слоя для топливного реактора и захваченного слоя в качестве камеры сгорания [58].Эта установка также использовалась для производства H ₂ , когда окисление осуществлялось паром [20].

Компания ALSTOM успешно продемонстрировала сжигание угля на пилотной установке _th мощностью 65 кВт для гибридного процесса химического цикла сжигания-газификации с использованием CaSO ₄ в качестве переносчика кислорода [280]. Высокие скорости газификации были получены даже при использовании углей с низкой реакционной способностью.

Следующим шагом в развитии технологии CLC является масштабирование процесса.В 2011 году планируется ввести в эксплуатацию две установки CLC для твердого топлива: установка CFB мощностью 1 МВт _th , работающая на угле, в Дармштадтском технологическом университете, TUD [56] в рамках проекта ЕС ECLAIR; и 3-MW _th для гибридного процесса сжигания-газификации ALSTOM [59,280].