Как устроен котел длительного горения - DOMOSTROI-KAZAN.RU

Как устроен котел длительного горения

Как устроен котел длительного горения на угле – все за и против

Внутреннее устройство, которое имеет котел длительного горения на угле, обеспечивает бесперебойную работу от одной закладки топлива до нескольких суток. Для увеличения времени горения, производители модифицировали загрузочную камеру, дымовой канал и систему подачи воздуха.

Как работают угольные котлы с длительным горением

Классические котлы работают по типу обычной дровяной печи. Топливо быстро прогорает, наблюдаются большие теплопотери, через 3-4 часа, требуется новая закладка угля. В противоположность этому, угольный котел длительного горения, имеет модифицированную конструкцию, обеспечивающую работу в автономном режиме в течение нескольких суток и высокий КПД, до 92%.

Первые модели отопительного оборудования, имели увеличенную топочную камеру, вмещающую в 2-3 раза больше топлива. Конструкция угольного котла продолжительного горения в современном исполнении, претерпела более существенные изменения, включающие в себя:

    Топочная камера и теплообменник – в котлах часто используется вертикальная топка, окруженная теплообменником. «Водяная рубашка» лучше, чем змеевик, аккумулирует тепло, препятствует перегреву и равномерно прогревает теплоноситель. В отопительных котлах медленного горения на угле, теплообменник, также окружает дымовые каналы.

Дымоходный канал – в классической версии котлов, разогретые в процессе сжигания топлива газы, выводятся сразу в дымоходную трубу. Модели длительного горения, имеют ломанный дымоходный канал. Разогретый дым проходит через внутреннюю систему аккумуляции тепла, и выводится в дымоход уже остывшим.

Принцип горения – котлы длительного горения на угольном топливе, используют принцип верхнего горения. Ограниченный приток воздуха и направленность воздушных потоков, не дают топливу быстро сгорать. Скорость горения замедляется за счет того, что пламя, в буквальном смысле слова, отсутствует, уголь медленно тлеет. По этой причине, котлы данного типа, иногда называют «тлетворными».
Модели с процессом горения сверху вниз, одними из первых были изготовлены латвийским производителем Stropuva. На данный момент, существует несколько отечественных моделей с высокими показателями КПД.

Особенности конструкции – современные бытовые угольные котлы длительного горения, имеют особую конструкцию подачи воздуха. Воздушные массы поступают сверху, за счет особой телескопической трубы. По мере прогорания топлива, воздухораспределитель опускается вниз, обеспечивая равномерное распределение воздушных масс.

  • Автоматика – наиболее экономичные котлы на угле длительного горения, оснащены микропроцессорным контролером. Чип подключается к системе принудительной вентиляции и дымоудаления, и комнатному термостату. Автоматика регулирует интенсивность нагрева теплоносителя, предотвращает его перегрев.
  • Устройство и принцип работы котла длительного горения на угле, может меняться, в зависимости от производителя. Срок службы, показатели КПД и производительность, необходимо подбирать отдельно, основываясь на теплотехнических характеристиках здания.

    Как увеличить продолжительность горения угля

    Котел на угле может беспрерывно гореть в течение 6-120 часов. Технические характеристики отопительного оборудования: расход и тип топлива, подробно описаны в инструкции по эксплуатации, предоставляемой производителем. Внутреннее устройство загрузочной камеры и теплообменника, специально проектируется под определенный тип угля.

    Чтобы увеличить продолжительность горения, надо следовать нескольким рекомендациям:

      Строго соблюдать указания производителя, находящиеся в инструкции по эксплуатации.

    Регулярно обслуживать котел: очищать топочную камеру, теплообменник и дымоход.

  • Правильно топить котел углем, учитывая особенности растопки.
  • Каким углем лучше топить – сорта, фракции

    Стоит еще раз подчеркнуть, для котла нужен тот вид угля, который указан производителем в технической документации. Это правило особенно важно соблюдать при эксплуатации твердотопливного оборудования, изготовленного в Европе. Отечественные агрегаты, не настолько чувствительны к качеству топлива и способны работать практически на любом топливе и штыбе, с максимальным соотношением породы и мелкой фракции 50 на 50.

    Согласно рекомендациям производителя, для котла нужен следующий вид угля:

  • Антрацит.
  • Бурый уголь, с небольшим содержанием зольного остатка, можно использовать в моделях продолжительного горения, при условии подачи предварительно подогретого воздуха в топку. Возможно применение древесного угля и топливных гранул.

    Несмотря на указанные производителем характеристики, точно рассчитать количество угля на зиму не получится, по той причине, что затраты зависят от многих составляющих:

      Длительности отопительного сезона.

    Средней годовой температуры.

  • Теплотехнических показателей здания.
  • Приблизительный расчет потребления угля, можно сделать с помощью специальных калькуляторов или воспользовавшись услугами консультантов.

    Советы о том, как правильно топить

    Обычные котлы работают на угле любой фракции. Оборудование с автоматической подачей топлива, чувствительно к размерам кускового топлива. Оптимальные размеры угольного отсева 5-25 мм. Современные модели, оснащенные специальной горелкой, способны работать на угольной пыли.

    При использовании породы, процесс растопки осуществляется следующим образом:

      В котле разжигается небольшое количество сухих дров.

    В классических котлах, уголь засыпается после прогорания поленьев. В моделях длительного горения, сначала закладывается топливо, после этого выполняется розжиг.

    В процессе горения, от угля остается небольшое количество зольного остатка и сажи. Чтобы снизить процент отложений, рекомендуется делать послойную закладку топлива, укладывая уголь вперемешку с дровами послойно.

  • При розжиге, полностью открывают шиберную заслонку, что обеспечивает достаточный приток воздуха, необходимый для горения угля. После того как топливо разгорелось, заслонку прикрывают.
  • Как выбрать котел длительного горения, работающий на угле

    Существует несколько десятков различных моделей твердотопливных отопительных котлов длительного горения на угле. Различия есть в конструкции теплообменника, используемом принципе горения и других характеристиках.

    При выборе, кроме производителя и себестоимости модели, следует обращать внимание на следующие характеристики:

      Тип теплообменника – изготавливаются стальные и чугунные напольные твердотопливные котлы длительного горения на угле. Большой вес конструкции при полной загрузке топлива, составляет приблизительно 2-3 центнера. Поэтому, все производители изготавливают котлы в напольном исполнении.

    Количество контуров – модели длительного горения способны работать как на отопление помещения, так и для ГВС. Одноконтурные котлы, при необходимости, подключаются к бойлеру накопителю. После установки емкости, модель можно подключить к системе горячего водоснабжения. Двухконтурные котлы, одновременно работают на нагрев теплоносителя и горячей воды.

  • Время автономной работы – одна из основных причин, почему выбирают модели медленного горения, это возможность работать на одной закладке топлива в течение 6-120 часов. Поэтому, время автономного горения влияет на выбор подходящей модели.
  • Какой котел длительного горения лучше

    На рынке отопительного оборудования, возможно выбрать твердотопливный котел практически любой модификации и производительности. Самые лучшие модели, предлагают несколько европейских и российских производителей.

    Чтобы облегчить подбор техники, все оборудование делят по территориальному признаку, стране, в которой был изготовлен теплогенератор:

    Российские агрегаты – НМК Магнум, Медведь Comfort.

    Украинские модели – SWAG, PALCHE.

    Польские котлы – Heiztechnik, SAS, Galmet, Elektromet, Pereko.

  • Турецкие агрегаты – Radijator.
  • Европейские агрегаты отличаются хорошими теплотехническими характеристиками и длительным сроком эксплуатации, но, котлы прихотливы к качеству топлива. Использование угля неправильного сорта, приводит к резкому снижению производительности.

    Отечественный твердотопливный котел отопления длительного горения на угле, менее чувствителен к качеству топлива и полностью адаптирован к отечественным реалиям эксплуатации.

    Цены на угольные котлы

    Европейские котлы стоят дороже отечественной продукции. Лидерство, относительно ценовой политики, занимают немецкие котлы. Котлы длительного горения Buderus, Viessmann, стоят, начиная от 350 тыс. руб. Польские, чешские и латвийские модели, предлагаются от 100 тыс. руб.

    Котел на угле российского производства с длительным периодом горения, обойдется в 50-60 тыс. руб. в минимальной комплектации. Модели с измененной топочной камерой и принципом верхнего горения, а также универсальное оборудование, будет стоить в пределах 80-100 тыс. руб.

    Отзывы про угольные котлы с принципом длительного горения

    Буквально 5 лет назад, для отечественного потребителя, модели с длительным сгоранием топлива, были в диковинку. На данный момент, оборудование уже стало привычным, появился реальный опыт эксплуатации в условиях русской зимы, что дало возможность получить точное представление о недостатках и преимуществах котлов данного типа.

    Плюсами котлов являются:

      Использование угля в котлах увеличило время автономного горения в 2-3 раза, по сравнению с обычными твердотопливными агрегатами.

    Длительное горение облегчает контроль над температурой нагрева теплоносителя, что предотвращает его перегрев.

    Регулируемая интенсивность пламени позволяет сделать точный расчет длительности горения, с максимальным отклонением в несколько часов.

    Современное оборудование в состоянии проработать до 5 суток в полностью независимом режиме.

  • Удобство эксплуатации – в моделях с верхней загрузкой, предусмотрен специальный люк, расположенный в оголовке корпуса. Загрузка угля в котел, благодаря такому изменению в конструкции, стала намного проще.
  • У первых моделей длительного горения, было много недостатков, проявляющихся в сложности растопки и дальнейшей дозаправке котла. Оборудование отличалось прихотливостью к качеству топлива и быстро выходило из строя. В среднем, за 5 лет прогорал теплообменник, что приводило к дорогостоящему ремонту. Все эти минусы были учтены производителями и на данный момент исправлены.

    Читайте также  Сколько стоит разобрать дом из бруса

    Остался только один недостаток – высокая стоимость отопительного оборудования. Но благодаря постоянно увеличивающемуся ассортименту продукции и большой конкуренции, цены имеют тенденцию к постоянному снижению. В будущем, можно ожидать еще больший спрос на угольные котлы длительного горения.

    Порядок производства котла длительного горения в домашних условиях

    Твёрдое топливо (уголь, древесина, торф) — самый доступный и экономичный горючий материал. С его помощью можно дёшево обогреть помещение, но классические печки требуют постоянного добавления дров, что не очень удобно. Поэтому многие владельцы частных домов устанавливают твердотопливный котел длительного горения своими руками. Смонтировать прибор несложно, финансовые затраты минимальны и разрешения от надзирающих служб не требуется.

    Принцип работы

    Такой котел — это своего рода усовершенствованная твердотопливная печка, которая способна качественно отапливать не только частный дом, но и большие производственные помещения.

    Он представляет собой конструкцию с водяной рубашкой, работающую путем замедленного сгорания топлива и обладающую высокой степенью теплоотдачи.

    Агрегат состоит из объемной топки, в которой имеется небольшой участок воспламенения. Топливо вносится один раз в 15-20 часов. Отрегулированный поток воздуха, который подается сверху, воздействует на интенсивное горение и плавно переводит его в тление.

    Теплый воздух поступает в теплообменник и нагревает воду, а отработанный газ уходит в дымоход. Именно поэтому самодельный твердотопливный котел длительного горения может работать практически непрерывно.

    В данном видео рассмотрим производство котлов длительного горения:

    Разновидности котлов

    Отопительная конструкция, работающая на дровах, является отличной альтернативой газовому агрегату. Можно отметить несколько достоинств таких установок:

    1. Высокая эффективность. Процесс длительного горения обеспечивает высокий КПД, который может достигать 90%.
    2. Экологичность. В процессе сгорания выделяется минимальное количество углекислого газа.
    3. Длительная работа. Большая топка и мощный нагнетающий вентилятор позволяет котлу беспрерывно функционировать на протяжении 7 суток.
    4. Экономичность. Устройство может работать на любом виде твердого топлива при минимальном его расходе.

    Современный рынок предлагает большой выбор отопительных котлов. Но все конструкции замедленного горения можно разделить на три вида:

    Классические модели могут работать от дров, брикетов и угля. Они оборудованы небольшой топкой, что значительно сокращает время сгорания одной дровяной закладки. Чтобы устройство функционировало сутки, придется вносить топливо около пяти раз. К достоинствам можно отнести низкую стоимость.

    Шахтные агрегаты имеют объёмный бункер и довольно широкий загрузочный проём. Для разогрева используют сыпучий материал. Прибор оборудован автоматическим управлением. Длительность работы зависит от того, сколько загружено топлива, но не дольше суток. КПД составляет примерно 70-75%.

    Пиролизные установки функционируют до полного выгорания топлива. Обогрев осуществляется за счет сжигания древесных газов, которые выделяются во время медленного тления. Плюсы конструкций — высокая эффективность и быстрый нагрев. Показатель КПД достигает 85%.

    Схема и чертежи

    Котел длительного горения на твёрдом топливе устроен очень просто. Для его изготовления понадобится цельная труба, бочка или использованные баллоны из-под газа толщиной от 5 мм. В таком случае металл будет выгорать гораздо меньше, а значит, работа прибора будет более длительной и бесперебойной. Высота конструкции должна составлять от 800 до 100 мм, от нее будет зависеть объём загружаемого топлива.

    Все отопительные приборы имеют три элемента:

    • загрузочный бункер — это ёмкость, куда закладывается топливо;
    • топочная камера — место, в котором тлеют дрова и происходит генерация газов;
    • зона полного сгорания — закрытый участок, где перерабатываются древесные газы, скапливается угольная зола и отводится дым.

    Топка разграничена распределителем воздуха. Сделать его можно из обычного металлического круга толщиной в 5 мм. В центре необходимо проделать отверстие для трубы, которая будет обеспечивать зону горения кислородом. Диаметр и размер распределительного диска должны быть меньше, чем корпус агрегата.

    Раньше в основном использовались шахтные агрегаты

    Воздух поступает в нагревательную трубу через верхнюю заслонку, а отработанный газ выходит через дымоход, который закреплен в верху конструкции. В нижней части расположена дверца, через неё легко и быстро можно убрать всю накопившуюся золу и пепел.

    В построенном своими руками котле долгого горения топливный материал сжигается полностью, поэтому чистить печь часто не придётся. Такие устройства оборудуются точками подачи и отвода воды, на них устанавливаются термометр и регулятор тяги.

    Теплоноситель в водяном корпусе подогревается двумя способами:

    1. В первом варианте нужно изготовить выносной бак, внутрь которого помещают трубу. В таком случае отработанный газ, проходя через дымоход, будет подогревать воду.
    2. Во втором трубу теплообменника пропускают уже через камеру сгорания, затем подключают к ней змеевик, который необходимо расположить в накопительном баке. Этот способ обеспечивает большую эффективность, но смонтировать его гораздо сложнее.

    Как видно, котел устроен достаточно просто. Поняв принцип работы устройства, подготовив чертёж и инструменты, можно приступать к монтажу.

    Руководство по изготовлению

    Весь материал, который понадобится во время работы, можно приобрести в строительном магазине или воспользоваться тем, что имеется на собственном участке.

    На начальном этапе стоит тщательно изучить чертёж и рассчитать возможные затраты.

    Чтобы изготовить котел длительного горения на угле своими руками, необходимо подготовить:

    • металлическую трубу с толстыми стенами диаметром 300-400 мм;
    • стальной лист толщиной 4 мм;
    • две трубы из металла: одну FE 60 мм, другую FE 100 мм;
    • арматуру;
    • нагнетающий вентилятор;
    • сварочный аппарат;
    • шлифовальную машинку.

    Все действия выполняют строго по схеме:

    1. В самом начале с помощью шлифовальной машинки разрезают трубу на части (причем одна из них должна быть не меньше метра в длину) и выравнивают края. Затем на одну из сторон приваривают дно, которое вырезают из подготовленного стального листа. Прикрепляют к конструкции ножки, изготовленные из арматурных прутьев.
    2. Затем берут лист стали и вырезают в нем круг. Его диаметр должен быть меньше, чем корпусный. В самом центре просверливают отверстие. К одной из сторон приваривают сварочным аппаратом крыльчатку и делают специальные лопасти, их ширина должна составлять 50 мм. Так получится нижняя часть распределителя.
    3. Далее занимаются верхней стороной: сюда приваривают еще одну трубу (FE 60 мм), а на самом верху устанавливают заслонку, которая будет служить регулятором подачи воздуха.
    4. На отопительном котле снизу вырезают квадратное отверстие, устанавливают дверцу.
    5. На кожухе проделывают круглый проем, приваривают муфту с резьбой, а уже на нее прикрепляют готовую дымоходную трубу.

    В самом конце изготавливают специальную крышку, посередине делают проем и вставляют туда распределительную трубу. Собственно, агрегат считается готовым. Как видно из мастер-класса, котлы вполне реально смонтировать самостоятельно.

    Как сделать котел длительного горения своими руками – пошаговое руководство

    1 Принципы работы

    Главная задача котла длительного горения в том, чтобы владелец такой отопительной системы не ощущал необходимости в подкладывании дров каждые 5−6 часов. Сам термин «длительное горение» в последнее время стал очень популярным. В связи с этим все производители как один применяют его к своей продукции. Сейчас есть даже пеллетные устройства «продолжительной работы», которые могут работать до одной недели без необходимости вмешательства человека.

    Но с другой стороны, нужно остерегаться и некачественной продукции неизвестных производителей. Такие могут выдавать обычные твердотопливные котлы за устройства «длительного горения». Во избежание попадания в подобную ситуацию нужно знать некоторые отличия устройств действительно «продолжительной работы».

    • увеличенный объём топки даже при одинаковой мощности агрегата;
    • для удобства применяются запасные дверцы;
    • в технической документации длительность горения одной закладки — от 7 часов и выше.

    На сегодня существует распространённый миф, что принцип работы котлов длительного горения заключается в использовании режима тления при ограничении в подаче воздуха. Но на самом деле такой способ малоэффективен. Об этом свидетельствуют несколько моментов:

    1. 1. Тлеющее дерево выделяет намного меньше тепла, чем при обычном горении. Таким способом нельзя обогреть дом полноценно.
    2. 2. Древесно-угольные устройства могут достигать своего максимального коэффициента полезного действия в 70−80% в момент максимального горения. При тлении их КПД составляет максимум 40−50%, как и у классической буржуйки.
    3. 3. Если дерево свежесрубленное, то сжечь его полностью просто невозможно. Это относится к определённым породам, к примеру, тополь и ива.


    два подвида:

    • работающие по принципу верхнего горения;
    • с принудительной подачей воздуха.

    Котёл долгого горения своими руками сделать несложно даже без особых усилий. Главное, иметь хотя бы небольшой опыт работы со сваркой.

    На сегодня есть варианты устройств «продолжительной работы», которые работают на дровах и опилках. Их минус — большие размеры и сложная конструкция.

    Как устроен самодельный котел длительного горения

    Принцип работы

    Схема работы таких котлов основывается на особенности твердого топлива тлеть несколько часов, производя при этом большое количество тепловой энергии. Характерно, что топливо в таком случае сжигается более полно, а количество отходов, как следствие, заметно снижается.

    Читайте также  Как самому постелить ламинат на бетонный пол

    Основным элементом котла является топка, где горение ограничено, а интенсивность подачи воздуха контролируется при помощи специальных приспособлений. Топливо загружается два раза в сутки большими порциями, после чего медленно тлеет (ограниченное количество кислорода не позволяет ему полноценно гореть).

    Труба, посредством которой выводится дым, пропускается через теплообменники и нагревает жидкость в отопительной системе. Выходит, достаточно лишь каждые 12 часов загружать топливо для бесперебойного обогрева дома.

    Основные преимущества

    Котлы длительного горения выделяются на фоне отопительных систем других типов. Конечно, основное преимущество – это именно длительность работы, но есть и другие важные моменты:

    • низкая стоимость топлива;
    • автономность;
    • возможность обогрева больших площадей при минимальных расходах;
    • легкость монтажа и эксплуатации;
    • безопасность;
    • возможность изготовления в домашних условиях.

    Устройство прибора

    Для изготовления котла удобнее использовать металлическую трубу ø30 см и больше с толщиной стенок не менее 5 мм (иначе последние в скором времени прогорят из-за высокой температуры внутри прибора). Высота конструкции может колебаться между 80 см и 100 см, все зависит от площади помещения.

    Труба для корпуса

    Вне зависимости от модификации котел состоит из трех основных зон:

    • загрузочной зоны;
    • зоны тления и теплообразования;
    • зоны окончательного сжигания, где горит зола и выводятся дымные газы.

    Данный элемент выполняется в виде металлического круга толщиной 5-6 мм с отверстием посередине, через которое с помощью телескопической трубы кислород подается в топку. Диаметр изделия должен быть несколько меньше диаметра корпуса. Высота регулируется посредством специальной крыльчатки.

    Котел на дровах длительного горенияКотел на дровах длительного горения

    Котел длительного горения

    Воздух может подаваться одним из двух способов:

    • прямо из атмосферы;
    • из специальной камеры нагрева (она располагается в верхней части конструкции), что обеспечивает более эффективную работу котла.

    Для регулировки используется специальная воздушная заслонка.

    Сверху приваривается дымоотводная труба. Она должна вестись перпендикулярно корпусу минимум 0,5 м, иначе образуется чрезмерная тяга.

    Снизу оборудуется дверка для удаления продуктов горения. Чистку нужно проводить нечасто, ведь топливо будет сгорать полнее.

    Существует два способа нагрева теплоносителя, у каждого есть свои сильные и слабые стороны.

    Котел длительного горенияКотел длительного горения

    Способ №1. К трубе теплообменника, проходящей через зону сгорания, подключается змеевик, посредством которого и происходит нагрев воды в баке.

    Способ №2. Формируется отдельный металлический бак, сквозь который пропускается труба дымохода. Разгоряченный дым подогревает жидкость.

    Первый способ более эффективен, но вместе с тем более сложен в выполнении. Второй сделать проще, но он целесообразен только в небольших домах.

    Самодельный ракетный котёл. Часть вторая

    Самодельный, недорогой и экономичный твердотопливный котёл, превосходящий по своим показателям многие промышленные образцы – продукт, заслуживающий самого пристального внимания. В первой части материала мы описывали теорию, а также подготовительный этап, которые предшествовали разработке и сборке ракетного котла. Во второй части мы расскажем о его ключевых узлах и особенностях самостоятельного изготовления.

    От теории к практике

    Для начала напомним нашим читателям, почему Perelesnik решил сделать твердотопливный котёл самостоятельно, а не пошёл покупать готовый в магазине.

    После того, как я сделал такой котёл, мне больше не нужно думать о множестве вещей. Например, для работы моего котла не нужна классическая дымовая труба, т.к. тяга и так достаточна. На его работу не влияет атмосферное давление, приток воздуха, температура и влажность как внутри, так и снаружи помещения. В котёл можно закладывать влажные некондиционные дрова и не нужно выбирать определённые сорта твёрдого топлива.

    Кроме этого, котёл не нуждается в регулярной чистке от сажи и дёгтя. Также не требуется часто подбрасывать топливо. Т.к. котёл стабильно работает на разных режимах горения, а топливо сгорает полностью. Все конструкционные элементы котла — колосники, водяная рубашка — долговечны и не прогорят. И это ещё не весь список.

    Конечно, котёл не работает сам по себе. В ходе эксплуатации отопительного прибора пользователю экспериментальным путём пришлось нащупывать ряд нюансов, благодаря которым котёл «заработал на полную катушку». Это: момент загрузки и укладки топлива, его правильный розжиг, регулировка оптимальной подачи воздуха и т.д. Но это стоило затраченных усилий, т.к. чем лучше знаешь принцип работы любого оборудования, тем выше от него отдача. По мере накопленного опыта процесс обслуживания доводится до автоматизма.

    Как и у любого, грамотно спроектированного механизма, у данного котла есть «фишка», благодаря которой достигается высокая эффективность его работы. Это т.н. «J-труба» — сердце ракетного котла.

    Отливка ракетной трубы

    Помимо расчёта оптимальных размеров ракетной трубы, нашему пользователю нужно было определиться с материалом, из которого её можно изготовить. Дело в том, что «J-труба» должна длительное время работать при температурах около 1000°C. Поэтому материал, из которого она будет изготовлена, должен быть жароустойчивым и с низкой теплопроводностью. При этом сама «J-труба» должна иметь небольшие габариты.

    Что и говорить — задача не из простых. Сразу отпали дымоходные трубы – они не выдержат такие температуры. Металл, даже жаростойкая котловая нержавейка, тоже долго не протянет при таких условиях. Был ещё один вариант — сложить трубу из огнеупорного кирпича (например, шамотного), но это повлечёт за собой целый ворох забот. Придётся делать большой теплообменник, затем корпус котла и т.д. В результате котёл, одним из преимуществ которого является компактность, вырастает до огромных размеров.

    Всем, кто захочет последовать по стопам Perelesnikа, следует учесть один нюанс.

    Взвесив все «за» и «против», пользователь остановился на одном варианте материала для трубы — керамике. Дело осложнялось тем, что пойти и купить готовое изделие не представлялось возможным. Оставалось одно — засучить рукава и с головой окунуться в эксперименты по подбору оптимального состава керамики. Забегая вперёд, скажем, что Perelesnikу удалось самостоятельно разработать состав, который можно отлить в форму, не опасаясь, что в процессе формовки он пойдёт трещинами. Состав керамики получился настолько удачным, что в нём можно было расплавлять гвозди без разрушения материала.

    Самое интересное, что на одной фирме, занимающейся изготовлением керамических изделий, также пытались сделать такой состав. Два месяца поисков не увенчались успехом. Изделие разрывало.

    В высокотемпературный состав, разработанный нашим пользователем, входят следующие компоненты:

    • Шамот – 40%. Процентное содержание шамота можно увеличить.
    • Глина – 50%. Требуется жирная глина, которую можно обжигать при температуре не меньше чем в 1100°C.
    • Каолин – 10%. Если состав после двух отливок продолжает прилипать к форме, то процентное содержание каолина можно уменьшить.

    Также в состав добавлялись доли процента дефлокулянтов: поверхностно-активных добавок, препятствующих слипанию мелких частиц и обеспечивающих текучесть массы. В частности, использовалась кальцинированная сода и жидкое стекло.

    Сколько конкретно добавлять дефлокулянта, зависит от текучести шликера. На одно ведро примерно уходило 1 столовая ложка кальцинированной соды и 1.5 ложки жидкого стекла. Главное — чтобы шамот не выпал в осадок, а на поверхности шликера не было воды. Если переборщить с добавками, то шликер приобретает студенистую консистенцию. Это плохо для литья. Смесь (её консистенция) должна быть похожа на ПВА клей. Если отстоять массу 2 часа, то в шликере ничего не должно расслаиваться, оседать или всплывать.

    Итак, после того как состав смеси был подобран, пришёл черёд отливать «J-трубу». Для удобства литья вертикальный участок трубы разделили на 2 части. Сам процесс наглядно виден на следующих фото:

    Нижняя часть трубы

    Труба в собранном виде

    Обжиг производился при температуре 1100°C. На выходе получилась звенящая, толстостенная керамика, по внешнему виду неотличимая от промышленных изделий. На отливку 1 детали уходило 3 дня, включая саму заливку и последующую разборку формы. Затем заготовки несколько дней сушили и только потом обжигали.

    Расчёт ракетной трубы

    Кроме подбора состава керамической смеси, не менее важно рассчитать оптимальные размеры ракетной трубы, т.к. это напрямую влияет на эффективность работы котла. Засев за расчёты, помним, что вход в «J-трубу» — это самое узкое место в системе. После него все остальные сечения должны последовательно увеличиваться не менее чем на 2 см.

    Единственное, что я сделал — это значительно увеличил сечения, по которым горячий газ проходит вдоль стенок теплообменника. Это замедляет скорость потока.

    Чтобы рассчитать размеры трубы, пользователь взял за основу размер пиролизной щели для котлов мощностью на 20 кВт. Затем, оттолкнувшись от этого входного параметра, он нашёл остальные размеры трубы. Как показала практика, такой подход оправдал себя.

    Для наглядности представляем примерный алгоритм расчёта ракетной трубы.

    Возьмём за основу данные из следующей таблицы:

    Читайте также  Как крепить сайдинг к газобетону

    Из таблицы берём первое значение. Для удобства переводим цифры из мм в см. Находим площадь входной щели трубы: 12х3 = 36. Получаем — 36 см².

    Дальше: труба должна иметь большее сечение. Отсюда: если принять внутренний диаметр трубы в 8 см, то, чтобы найти площадь, используем формулу: S = πR^2, где R – радиус круга. Находим радиус: 8/2=4 см. Возводим радиус в квадрат (во вторую степень), для чего умножаем его на себя. Получаем: 4х4=16 см. Умножаем полученный результат на число «Пи»: 16х3.14 (округляем) = 50 см².

    Если разделить 50/36, то, округлив полученное значение до 1.38, выходим на необходимый нам коэффициент отношения площади входного отверстия: 1.3-1.5.

    Зная диаметр трубы, вычисляем внешний диаметр модели для отливки формы. Внутренний диаметр – 80 мм. Прибавляем стенки толщиной в 10 мм. Получаем – 100 мм. Учитываем, что керамическое изделие может дать усушку в 10-15%. Итого: наружный диаметр модели – 110-115 мм.

    Длина вертикальной части «J-трубы» приведена в американском учебнике по строительству ракетных печей, о котором упоминалось в первой части материала. Она равна 0.8-1 м. Этот размер получен экспериментальным путём, выдержав его, получаем работоспособную систему.

    Длина горизонтального участка трубы должна быть меньше, чем половина длины вертикального участка, т.е. меньше, чем 0.5 м. У автора котла эта величина равна 0.3 м. Делать горизонтальный участок слишком коротким тоже не следует, т.к. газы, перед тем как попасть в вертикальную, «разгонную» часть трубы, должны как следует разогреться. Не забываем о теплоизоляции короткого участка. Это снизит потери тепла и создаст все условия для дожига газов. Для того, чтобы в нижнюю часть вертикальной трубы подать вторичный воздух, пользователь добавил в конструкцию форсунку.

    Сборка котла

    После изготовления трубы пришёл черед делать теплообменник. Пользователю нужно было получить 2 м² активной поверхности теплообмена и минимальный объем теплоносителя в котле. Для этого потребовался лист нержавеющей стали размером 2х1 м. Следующая схема наглядно демонстрирует, что горячий газ из «J-трубы» опускается вдоль внутренней части теплообменника, а потом поднимается вдоль наружной, нагревая теплоноситель с двух сторон.

    Т.к. расстояние между стенками теплообменника около 20 мм, то теплоноситель быстро нагревается. Жидкость подаётся насосом снизу, забирается сверху, набирая +30°C за 1 проход.

    Чтобы согнуть нержавейку толщиной 2 мм, пользователю пришлось изготовить гибочный станок. Сварка велась аргоном.

    Теплообменник, установленный в котёл.

    По конструкции самым сложным оказался нижний блок.

    Список узлов, которые в нём находятся, представлен в следующей таблице:

    Для изготовления блока и колосников (труб) также использовалась 2-х миллиметровая нержавейка.

    Рама теплообменника сварена из труб 4х4 см. Трубы образуют единую замкнутую конструкцию. Благодаря этому воздух, поступающий в помещение с улицы, нагревается, а в самом помещении поддерживается небольшое избыточное давление.

    Боковые панели (3 шт.) сделаны из стали толщиной 2 мм и приварены к раме. Переднюю панель и крышку можно снять. Это упрощает монтаж и обслуживание котла.

    Топливный бункер — это короб из стали толщиной в 2 мм. В нём сделаны 2 дверки и крышка на винтах. Дверки теплоизолированы, имеют защитный экран из нержавейки, также проложен уплотнительный шнур.

    Крышка бункера сборная. «Пирог» следующий: рамка из нержавейки, кирпич, огнеупорный фетр, стальной лист на винтовом соединении.

    Какой котел длительного горения лучше — классический твердотопливный или пиролизны

    Какой котел длительного горения лучше — классический твердотопливный или пиролизный

    Чтобы не ошибиться при выборе и покупке котельного оборудования, важно четко понимать принципы работы котлов длительного горения, в том числе и пиролизных. Это связано с тем, что для разных домов и систем отопления требуются установки с различными характеристиками. Специалисты компании Котел 52 подготовили этот сравнительный обзор классических и пиролизных твердотопливных котлов, который поможет Вам сделать правильный выбор.

    Устройство классических котлов длительного горения

    Основной плюс оборудования этого класса в том, что устройство котлов длительного горения позволяет использовать различное твердое топливо с увеличением интервала между загрузками. Дрова, уголь и торф, пеллеты и щепа, даже отходы деревообработки — такой перечень дает возможность подобрать установку, которая будет отапливать Ваш дом наиболее дешевым в регионе видом топлива. При этом нет необходимости постоянно контролировать работу котла. Объем топки и установленная система автоматики позволяет устройству работать без участия человека сутки, а для некоторых моделей даже больше.

    Но следует понимать, что для большинства модификаций средний КПД обычно не превышает 70–80%. Это связано с тем, как работает котел длительного горения. Самое простое решение — увеличение объема топки. Но для увеличения продолжительности работы на одной закладке применяют и другие способы регулирования интенсивности сгорания топлива.

    Все котлы этого класса работают по одному из двух основных принципов:

    • Верхнее горение — в этом случае в первую очередь используются вышерасположенные слои топлива. Свежий воздух, необходимый для поддержания пламени, подается непосредственно в зону горения, поэтому и не происходит воспламенение нижних слоев закладки, к ним просто не поступает необходимое количество кислорода.
    • Нижнее горение — чаще всего эта технология применяется в котлах шахтного типа и она практически повторяет принцип работы классических твердотопливных котлов. Свежий воздух поступает в топку через зольник и колосниковую решетку.

    В обоих случаях нагрев теплообменника происходит благодаря высокой температуре продуктов сгорания. При этом они не успевают полностью охладиться и через дымоход удаляется довольно высокотемпературная смесь газов. А это значит, что значительная часть тепловой энергии, полученной при сгорании топлива, просто выбрасывается в атмосферу. Именно поэтому КПД котлов этого типа обычно не превышает 80%.

    Особенности и принцип работы пиролизных котлов

    Совсем другой принцип работы пиролизных котлов длительного горения. Они также могут работать по схемам с верхней или нижней подачей воздуха, но позволяют получить в 2-4 раза большее количество тепловой энергии.

    Основная особенность связана с тем, что при повышении температуры топлива в условиях недостатка кислорода выделяется смесь пиролизных газов, которая по своей теплотворности мало чем уступает природному. И если в классических котлах часть этих газов уходила через дымоходы, то в пиролизных установках она становится основным источником тепловой энергии.

    Общая схема работы пиролизных котлов выглядит следующим образом:

    • В первом отделении камеры сгорания (топки) происходит процесс пиролиза. При медленном тлении дров выделяется смесь газов.
    • Полученная смесь поступает во второе отделение, куда нагнетается воздух, который предварительно прогревается при прохождении по каналам внутри котла.
    • Полученная газовоздушная смесь сжигается, что и дает дополнительную тепловую энергию.

    Отметим, что конструкция водяной рубашки (теплообменника) создана так, чтобы для нагрева теплоносителя использовать энергию, получаемую и в первом, и во втором отделении камеры сгорания. Именно за счет этого и обеспечивается повышение коэффициента полезного действия котла.

    Сравнение эффективности котельного оборудования этих классов

    Для наглядности давайте сравним эксплуатационные показатели традиционных и пиролизных котлов длительного действия.

    Показатель Классический твердотопливный котел Бытовой пиролизный котел Всеядные промышленные пиролизные котлы утилизаторы
    Максимальный КПД До 86% До 95% До 92%
    Тепловая мощность бытовых котлов До 50 кВт До 120 кВт До 400 кВт
    Время работы на одной закладке топлива От 1 до 3-4 суток в зависимости от модели котла Обычно не превышает 24 часа От 4 до 24 часов в зависимости от типа топлива
    Используемый тип топлива Практически весь перечень твердого топлива в зависимости от модели котла Дрова, влажность которых не должна превышать 30–35% Дрова, щепа, брикеты, уголь, отходы РТИ и ПВХ
    Средний расход топлива В пределах 1,6 кг в час В пределах 1 кг в час В зависимости от мощности до 80 кг в час
    Периодичность чистки и удаления золы При каждой новой растопке
    через 1–4 суток
    Допускается чистка с периодичностью 1 раз в неделю В зависимости от типа используемого топлива

    Как видите, пиролизные котлы проигрывают классическим только по продолжительности работы на одной закладке дров, и то, не у всех моделей. Но по всем другим параметрам они, бесспорно, лидируют. Именно поэтому расходы на отопление при установке пиролизных котлов существенно сокращаются. Что и объясняет все возрастающий спрос на котельное оборудование этого класса. И это несмотря на то что стоимость таких котлов несколько выше. Все первоначальные затраты окупаются за несколько лет работы.

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: