Рабочий принцип котла длительника, изготовленного собственными руками с применением чертежей.

Твердотопливник в коттедже — отличная замена печи, работа по его установке и монтаж отопления водяного типа разрешают расходовать меньше сил и времени на обогрев дома. Очень большой популярностью пользуются модели, оборудованные режимом долгого горения. Навык специалистов говорит, что такой котёл можно создать собственными руками по готовым чертежам.

Рабочий принцип

Перед тем как мастерить Твердотопливник собственными руками, хорошо разобраться, как работают котлы промышленного изготовления, и чем вызвана их очень высокая результативность. КПД, заявленный в паспортной документации на котлы, часто превосходит 90%. Причина такого — долгое и практически полное сжигание топлива.

В обыкновенных твердотопливных моделях, работающих на дровах, угле или пеллетах, топка общая, в ней происходит подогрев и горение топлива до состояния золы. Дым, выдиляющийся при этом, поступает сразу в дымотвод, а оттуда — в трубу. Площадь контакта пламени со стенками котла в моделях такого типа невелика, и они не успевают как следует нагреться. В конце концов большая часть тепла уходит с дымом в атмосферу.

В пиролизном котле процесс сжигания дров поделен на этапы. В первую очередь происходит нагрев их до температуры около 300 градусов. От нагревания нарушается связь между волокнами древесины, выделяется дым, насыщенный парами влаги и горючими газами, а сами поленья обугливаются.

Горючие газы — это смесь соединений углерода, серы и водород, если есть наличие в камере сгорания необходимого количества кислорода они ярко горят с выделением тепла. Данный процесс называется пиролизом, а сами котлы — газогенераторными.

Территорию в газогенераторных агрегатах, где происходит разложение древесины, называют газогенератором. Во избежание возгорания газов дыма в газогенераторе, доступ кислорода к дровам ограничивают. Газы при помощи тяги или принудительного наддува поступают в отдельную территорию камеры сгорания, которая называется камерой дожига, где и сгорают. Вокруг камеры размещён теплообменный аппарат, который быстро нагревается, после этого вода из него поступает в отопительную систему.

Положительные качества котлов с двумя камерами товарного производства, работающих на дровах:

• экономия топлива — они как правило будут работать на одной загрузке от 6 часов до 5 суток;
• большой коэффициэнт полезного действия, 90-95%;
• экологичность — в дыме содержится мало вредных для атмосферы газов и сажи;
• безопасность — дым на выходе имеет температуру 120-160 градусов по Цельсию;
• большой уровень автоматизации процесса.

Минусы покупных котлов длительников:

• предрасположенность к возникновению конденсата на стенках теплообменного аппарата и дымоотвода;
• большие требования к влаге топлива — не больше 16%;
• большая цена, порой в 1,5-2 раза превышающая стоимость обыкновенных котлов на твердотопливных элементах.

Пиролизные котлы имеют такую большую эффективность благодаря характеристикам конструкции и происходящим в них физическим процессам. Для их изготовления не требуются очень дорогие материалы или непростые технологии. Большинство котлов выполнены из стали на основе листа и имеют сварную конструкцию. Благодаря этому, имея опыт работы со инверторным аппаратом, такой котёл можно создать собственными руками.

Выбор конструкции

Перед тем как приступать к разработке чертежей собственными руками, необходимо рассмотреть рабочий принцип и обычные конструкции котлов длительников, и подобрать самую простую и доступную.

По типу устройства котлы длительного горения делятся на 2 типа:

• с верхним горением — шахтные;
• с нижним горением.

Что значат такие характеристики? Все довольно легко: вид горения указывает на расположение зоны газогенерации.

В котлах шахтного типа топливную загрузку выполняют через дверку, размещенную в верхней части камеры сгорания. Горение начинается на поверхности всего объема топлива, а дым, выдиляющийся благодаря этому, при помощи принудительного наддува идет через всю толщу дров в нижнюю часть камеры сгорания, где обогащается воздухом и горит. При этом масса дров дополнительно нагревается и намного стабильнее горит.

В котлах нижнего горения камера сгорания расположена снизу, а камера дожига газов — вверху. В них не потребуется понудительный наддув, движение воздуха осуществляется при помощи тяги. Плюс подобных котлов — независимость от электросети. Минус — меньшая результативность и объем загрузки, а значит и время постоянной работы.

Видео: рукодельный газогенераторный котёл и смысл его работы.

Котлы с самый простой системой имеют форму в виде цилиндра. Камера сгорания в них окружена теплообменным аппаратом, и съем тепла выполняется по всей поверхности топочной камеры. Такой котёл можно создать собственными руками из листового железа или 2-ух труб сделанных из металла разнообразного диаметра.

Как выполнить своими руками?

Котёл делают собственными руками по готовому чертежу, приведенному на рисунке. Размеры, указанные на чертеже, можно несущественно менять, при этом главное исполнять пропорции.

Рабочий принцип этого отопительного агрегата такой:

• Через дверку загружают горючее, заблаговременно приподняв распределитель воздуха на допустимую высоту;
• Выполняют его розжиг при помощи щепы, бересты или особого средства.
• После начала устойчивого горения распределитель воздуха опускают на верхнюю часть топлива, закрывают дверь поддувало, ограничивая таким образом активное поступление кислорода.
• В рабочем режиме интенсивность горения изменяется задвижкой на распределителе. Из-за его конструкции воздух поступает прямо в территорию горения умерено, что помогает одинаковому долгому горению.
• Воздух, проходя по его трубе, заблаговременно нагревается, из него выветривается влага. По мере прогорания топлива распределитель опускается под своей тяжестью. Для его подъема необходима цепочка.

Потолочная высота в котельной установке должна быть не менее 2,8 метра и давать возможность повысить распределитель топлива на уровень самой большой загрузки!

• Горючее тлеет, выделяя дымовые газы, которые догорают сверху камеры сгорания. Топить такой котёл можно дровами, опилом, топливными гранулами, и еще отходами лесопереработки — стружкой, щепой, строительным мусором. Для любого вида топлива необходимо выбирать собственный режим воздушной подачи.

Конструкция котла не герметична, в отличии от фабричных моделей, благодаря этому его стоит ставить в отлично проветриваемой котельной установке: при тлении дров выделяется, в числе прочих, небезопасный монооксид углерода.

Коэффициент полезного действия устройства немного ниже, чем у промышленных заменителей, но Если учитывать расходы на его изготовление, данный недостаток не очень важна.

Сопутствующие материалы и инструмент

Сборку котла делают сваркой, благодаря этому важное требование — наличие аппарата для сварки и опыт работы с ним. В процессе сварки собственными руками также потребуются 2-3 пачки электродов нужного диаметра.

Для разрезания материала потребуется углошлифовальная машинка с кругами шлифовальными, для зачистки швов потребуются также абразивные круги.

Более того, необходим инструмент чтобы провести измерения и маркировки: рулетка, угольник, маркер, циркуль для размечивания окружностей.

Для опрессовки готового изделия необходим будет нагнетатель воздуха.

Материалы и покупные изделия:

Металлические трубы толщиной 3-4 мм, O 40 см, длина 150 см — для выполнения корпуса камеры сгорания и труба O 45 см, длина 130 см теплообменного аппарата;

Труба железная O 6 см, длина заготовки 120 см — для канала воздушной подачи в распределитель;

Два кольца из листового металла толщиной 3 мм, у которых внутренний диаметр 40 см, внешним — 45 см — заглушки на водяную рубашку;

Металл листовой 3 мм для выполнения дверки камеры сгорания и зольника. Можно применить готовые чугунные дверки нужного размера;

Металл листовой толщиной 5 мм для распределителя воздуха или круг из него диаметром 40-42 мм;

Обрезки уголка или швеллера нужного размера для выполнения крыльчатки;

Асбестовый шнур и полотно — для утепления дверок.

Изготовление корпуса и теплообменного аппарата

Сборку котла начинают с корпуса

, как наиболее ответственного узла, предрасположенного существенным тепловым нагрузкам. Другие детали подгоняют с подобным требованием, чтобы сделать по максимуму непроницаемую конструкцию и избежать утечек дыма и потерь тепла.

1. Трубы у которых диаметр 40 и 45 см вставляют одна в одну, равняют по верхнему краю и выставляют при помощи древесных распорок аналогичный просвет между ними. Это поможет избежать местного перегрева водяной рубашки.
2. Объединяют их сваркой снизу и сверху короткой трубы при помощи металлических колец. Шов сварки пытаются делать максимально ровным и качественным. Низ камеры сгорания варят кругом из листового металла.

• Снизу внутренней трубы выполняют отверстие четырехугольной формы под дверь зольника. Саму дверь можно выполнить из листового металла или установить готовую чугунную. Тепловая изоляция дверки не обязательна — внизу камеры сгорания не будет больших температур, благодаря этому дверь разрешено делать одинарной. Ее необходимо обязательно оборудовать задвижкой, плотно закрывающей дверку, иначе произойдет подсос воздуха, что нарушит кислородный баланс в котле.

• Дверку топочной камеры размещают сверху корпуса. Тут режим температур станет более жёстким, благодаря этому дверку лучше выполнить собственными руками из листового металла, причем выполняют ее двойной, как на фото, с прокладкой из 2-ух слоев асбеста. Это, во-первых, создаст одну из лучших теплоизоляцию и поможет избежать ожогов, а второе, увеличит ее жесткость, и при камере сгорания дверку не поведет. Дверку подобно оборудуют плотной задвижкой.

• С боковой стороны или сзади верхней части корпуса вваривают дымовой отрезок трубы из профтрубы с отверстием для подключения к дымоотводу. При этом уделяют большое внимание качеству швов с внутренней и внешней стороны рубашки — из-за неверно подобранного режима тут может появиться конденсат, а в комбинировании с дымовыми газами он содействует коррозии. Сварные швы, имеющие раковины и не удалённую окалину, предрасположены коррозии очень сильно.

• В нижней и верхней части водяной рубашки приваривают отрезки трубы для подачи и выхода теплового носителя. Их производят из обрезков дюймовой трубы необходимой длины, с резьбой на внешнем конце. Отрезки трубы удобнее располагать с боковой стороны котла, в стороне от дымового отрезка трубы, чтобы системы удаления дыма и отопления было комфортно эксплуатировать.
• Корпус котла оборудуют ножками из обрезков уголка или швеллера — так будет очень удобно настраивать его во время установки.
• Выполняют снимающуюся крышку диаметром 46 см с отверстием в самом центре 6,5 см — она будет поставлена внатяг на корпус.
• Все детали и швы зачищают угловой шлифмашиной и покрывают термостойкой краской на основе кремнийорганики, необходимой для покраски печных компонентов и автомобильных систем газоудаления — она терпит нагрев до температуры не менее 800 градусов.

Распределитель воздуха

Распределитель воздуха — не менее существенная деталь. Для него лучше применять толстый металл — не менее 5 мм. Во-первых, он находится в зоне энергичного горения, и при меньшей толщине может изменить свои формы и по прошествии времени прогореть. Второе, при большей толщине распределитель воздуха будет намного лучше прижимать массу топлива.

1. Из металла режут круг диаметром 38 см с отверстием в самом центре O 6 см. К отверстию плотно приваривают трубу O 6 см длиной 120 см. По этой трубе будет поступать воздух в территорию горения.
2. Снизу распределителя необходимо прикрепить крыльчатку — расходящиеся воздушные каналы из уголка 25 мм или швеллера. Их кол-во бывает разным, чем больше каналов, тем равномерно будет гореть горючее.
3. Сверху трубы необходимо установить задвижку или шибер для регулирования потока воздуха, и еще учесть петлю для присоединения цепочки, которой распределитель будет подниматься в верхнее положение.

Чтобы оснастить котел для работы на угле, необходимо оборудовать его принудительным наддувом. Трубу распределителя в таком случае выполняют телескопической, а в верхней ее части располагают дутьевой вентилятор.

Пиролизный котел устанавливают на идеальную поверхность и регулируют по уровню, в случае сильного перекашивания возможно ухудшение циркуляции теплового носителя.

Распределитель воздуха помещают вовнутрь камеры сгорания, а поверх одевают крышку, которую прикрепляют на корпусе сваркой или внатяг с уплотнением асбестовым шнуром.

Подсоединяют дымовой отрезок трубы к дымоотводу. К патрубкам водяной рубашки подключают трубы для отопления.

После наполнения системы котел можно начинать топить. Пробную камеру сгорания выполняют с неполной партией топлива, регулируют режимы, и лишь потом можно загружать его для работы в всю мощность.

Подобный котел, при скромном внешнем виде, вполне способен отопить сельский или дом за городом, мастерскую, автогараж, решив проблематику обогрева.

gidpopechkam.ru