Теплообменник для твердотопливного котла - Ремонт и стройка от Stroi-Sia.ru
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Теплообменник для твердотопливного котла

Теплообменник твердотопливного котла. КПД.

Твердотопливный котел — это не только топка и труба. Выработанным в топке теплом надо еще правильно распорядиться. Можно ведь все это тепло отправить прямиком в трубу и способствовать таким образом всеобщему потеплению климата планеты. А правильно для нас — это так, чтобы максимально все тепло использовать на обогрев жилища, а в трубу отдать ровно столько тепла, сколько требуется для создания приемлемой тяги, не больше.

Вряд ли имеет смысл приводить какие либо цифры, отражающие, скажем, теплоемкость стенок котла, теплоотдачу в целом и т.д. и т.п. Эти цифры ничего не дадут, потому что мы сегодня не проводим научных экспериментов с отдельно взятым котлом, с конкретной печкой. Нам важно добиться понимания, КАК сделать так, чтобы добиться означенной цели.

Для этого давай прикидывать, что в котле происходит и как на эти процессы надобно влиять. С топкой мы разобрались, тепло выработали. Правда, немалая часть выработанного тепла используется прямо в топке на нагрев ее стенок, катализатора (если он есть) а также дна и перекрыши.

Еще раз небольшое отступление: тот факт, что часть тепла используется на эти цели, оспариванию не подлежит. Но вот что интересно: стенки топки прогреваются так называемым лучистым теплом от пламени. Нагретые газы здесь в теплопередаче практически не принимают участия, они уходят вверх и далее.

И чем сильнее прогреваются стенки топки, тем меньше расходуется лучистого тепла на их прогрев. Стенки уже не только воспринимают, «впитывают» тепло, но и отражают обратно, будучи нагретыми. И это тепло теперь используется на дальнейшее повышение температуры в топке, что является благоприятным фактором для полноты сгорания топлива.

Что же касается тех топок, в которые встроен теплообменник в виде стальной рубашки с водой, то там вся лучистая энергия от пламени используется в нагреве воды. В результате стальная рубашка никогда не нагревается выше температуры воды, ведь вода постоянно меняется. Каковы последствия этого, уже понятно: высокая температура в топке недостижима.

А вот кирпичные стенки топки — совсем другая песня. Кирпич разогревается быстро, и разогревается до высоких температур, гораздо бОльших, чем может нагреться вода. Тех температур, которые так необходимы для полного сгорания топлива.

Вернемся к нашему вопросу: как распорядиться выработанным в топке теплом, поступающим в каналы печи? Есть определенное множество решений, как организовать эти каналы, как организовать теплообмен. Но мы говорим о котле, и нам важно отдать тепло теплообменнику. Поэтому мы строим колпак, куда помещаем теплообменник.

Здесь надо создать условия, при которых теплообмен был бы максимально эффективен. И первое, что надо сделать, это увеличить объем колпака. Газы, несущие тепло из топки, находятся в движении. Если сделать колпак очень маленьким, не больше сечения дымовой трубы, то скорость движения газов будет максимальной.

При увеличенном объеме колпака скорость движения газов в нем значительно снизится, что повысит эффективность теплообмена. Кроме того, в увеличенном объеме мы можем расположить и теплообменник с бОльшей площадью. Например, вместо одного регистра в маленьком, узком колпаке, три регистра в более объемном колпаке.

Таким образом, медленно опускаясь в полости колпака, разогретые газы омывают стенки регистра и отдают тепло проходящей в них воде. Подогреваясь, вода поднимается по трубам регистров вверх, вместо нее в нижнюю часть регистров поступает холодная.

КПД котла. Теперь понятно, что общий КПД котла складывается как бы из двух составляющих: КПД топки и КПД теплообменника. При КПД топки, равном 100%, топливо сгорает полностью и выделяет столько тепла, сколько способно выделить. При КПД теплообменника, равном 100%, все полученное тепло переходит в массив котла и в теплоноситель, а в трубу уходят полностью охлажденные дымовые газы.

Ответим себе на вопрос: возможен ли 100% КПД котла?

В топке, даже идеально построенной, проходят совершенно неравномерные процессы, зависящие от многих причин: качество дров, количество дров, фаза горения (от начала до образования углей), соответствие количества подаваемого воздуха необходимому (в данной фазе), правильность действий истопника. При таких данных даже теоретически достичь 100% невозможно. Можно лишь гипотетически предположить, что КПД правильно построенной топки может достигать 80%, не более того. Именно правильно построенной, способной обеспечить наиболее полное сгорание топлива.

Что же касается КПД теплообменника, то и здесь 100% недостижимы. Ведь уходящие в трубу дымовые газы не могут быть холодными, поскольку в таком случае просто не будет тяги, необходимой для работы топки. А поскольку дымовые газы в трубе имеют температуру не ниже 100 градусов, то именно эти градусы, как говорят, греют бороду Дедушке Морозу, то бишь, выбрасываются в атмосферу. Какие уж тут 100%? Остановимся на тех же гипотетических 80.

Таким образом, 20 процентов от КПД мы потеряли в топке, они ушли в сажу, когда было недостаточно воздуха, потратились на прогрев воздуха, когда его было слишком много, на прогрев водяных паров при сгорании и т.д. Из полученных 80 процентов мы потеряли еще не менее 20 на теплообмене, и в результате общий КПД котла получился равным 65, от силы 70 процентов.

И это в случае правильной организации сгорания топлива и максимальной возможной теплоотдаче! Ни о каких 95 процентах КПД твердотопливных котлов-буржуек, декларируемых фирмами-изготовителями, речи нет. Кто, где и когда сумел измерить, определить, получить такую цифру, совершенно противоречащую простой, обычной логике?

В любом случае близко к 100% — это когда дрова сгорают абсолютно без остатка, без образования сажи, копоти и золы (как природный газ), это когда уходящие в трубу газы чисты, прозрачны и имеют температуру, равную температуре подаваемого воздуха в поддувало.

Но так, извините, не бывает. А если бывает, то это не бытовой твердотопливный котел, работающий естественным образом и в котором сжигают все: дрова березовые высушенные, старые столбики от заборов, сырые отходы лесопиления, щепки, мусор. А это уже некая высокотехнологичная конструкция для конкретного топлива с точными характеристиками, напичканная автоматикой подачи топлива, воздуха, отвода холодных продуктов горения и т.д. и т.п.

Вебсварка

Теплообменник на выход с твёрдотопливного.

  • 0

Isperyanc 28 Апр 2018

В системе отопления частного дома будет аккумулятор тепла. Поэтому в котле топливо (уголь) должно сгорать т ак быстро, чтобы только на выходе из трубы было не больше 120 градусов и внутри трубы не создавалось условий для образования конденсата. В перспективе видится теплообменник в виде «самовара» с той особенностью, что дымовые газы отдают тепло трубе не охлаждаемой водой, от которой тепло излучением передаётся уже на поверхность охлаждаемую водой. От такой схемы теплопередачи ожидаю низкое кпд и чистоту дымохода (т.е. дымоход не надо будет чистить, а сажа если и накопится в нём при розжиге, то потом и выгорит при топке).

Поделитесь своими соображениями на эту тему.

  • 0

Виктор 69 28 Апр 2018

  • 0

NW51 28 Апр 2018

Очень низкое. Рассмотрите вопрос по температуре воды в обратке системы отопления, подняв ее уйдете от проблем с чисткой дымохода.

  • 0

Isperyanc 28 Апр 2018

Виктор 69 , котёл самодельный на твёрдом топливе — дрова, уголь. На колоснике топливо, над топливом водоохлаждаемые трубки, а за ними выход в теплообменник. Видел подобные котлы с насадной стальной трубой, так вот при интенсивной топке труба светится — много тепла улетает. У меня дома за котлом кирпичный обогревательный щиток — тепло утилизирует, сажи нет. А в этом случае места нет в топочной для подобного.

  • 0

Isperyanc 28 Апр 2018

Рассмотрите вопрос по температуре воды в обратке системы отопления, подняв ее уйдете от проблем с чисткой дымохода.

Рассмотрению этого вопрос,а ввиду непредсказуемых отключений электричества, препятствуют ситуации в которых окажется котёл.

  • 0

Виктор 69 29 Апр 2018

не добьётесь желаемого результата, что то будет теплым, что то горячеватым, но результат вас не удовлетворит.

Сергеевич 29 Апр 2018

Низкое саже образование на стенках дымоходов и трубах теплообменника возможно. только при высокой температуре теплоносителя и при эффективном сжигании топлива . Когда сажа просто сгорает .в виду высокой температуры горения топлива.

  • 0

Isperyanc 29 Апр 2018

Чтобы увеличить кпд можно попробовать в центральную трубу на рисунке вставить турбулизатор (ещё его кличут турбулятором). Сгорит поди однажды, тогда его менять потребуется.

Теплообменники для котла недорого

Английское наименование
DHW PLATE EXCHANGER GASKET

Русское наименование
Уплотнение вторичного теплообменника

Номер позиции на чертеже
77

Английское наименование
FRONT SECTION

Русское наименование
Секция чугунная передняя

Номер позиции на чертеже
4

Английское наименование
INTERMEDIATE SECTION

Русское наименование
Секция чугунная средняя

Номер позиции на чертеже
2

Английское наименование
REAR SECTION

Русское наименование
Секция чугунная задняя

Номер позиции на чертеже
1

Английское наименование
PUSH NIPPLE 1-1/2

Русское наименование
Ниппель 1‐1/2

Номер позиции на чертеже
5

Английское наименование
MAIN HEAT EXCHANGER

Русское наименование
Теплообменник основной

Номер позиции на чертеже
32

Английское наименование
PLATE HEAT EXCHANGER

Русское наименование
Теплообменник ГВС пластинчатый вторичный

Номер позиции на чертеже
76

Английское наименование
BOILER HEAT EXCHANGER 9E

Русское наименование
Теплообменник основной

Номер позиции на чертеже
32

Английское наименование
HEAT EXCHANGER ASSEMBLY 3E

Русское наименование
Теплообменник основной

Номер позиции на чертеже
32

Английское наименование
EXCHANGER WATER/GAS FF CLIP

Русское наименование
Теплообменник основной с клипсами

Номер позиции на чертеже
32

Английское наименование
HEAT EXCHANGER

Русское наименование
Теплообменник

Номер позиции на чертеже
2

Запасные части к котлам Thermona. Купить запчасти к котлу Thermona (Термона). Склад запасных частей Термона.
На нашем складе присутствует большое количество запасных частей к газовым котлам Thermona. Наши инженеры осуществляют гарантийный и постгарантийный ремонт котлов Термона.

Подходит к котлу Thermona THERM TRIO 90
Запасная часть: Теплообменник
Производитель: Thermona
Наименование: Теплообменник дымовые газы/вода PR 30-323
Артикул: 24528

Теплообменники для отопления своими руками

Теплообменник — это один из самых важных элементов системы отопления. Его используют в водном или воздушном способе обогрева помещений. Наиболее часто устройство монтируют в радиатор батареи, температура которого повышается с помощью горячей воды. От небольшого по размерам теплообменника зависит прежде всего степень проводимости тепла. Среди всех материалов самыми лучшими считаются серебряные и медные изделия. Что касается меди, то она используется во всех сферах строительных отраслей, что и делает ее самым надежным расходником.

Благодаря аппарату КПД от выработки энергии эффективность обогрева повышается. При этом необязательно покупать готовую продукцию в магазине. Теплообменник можно сделать и своими руками, было бы желание.

Для отопления жилых домов, офисов и промышленных помещений используют радиаторы, батареи. Существенно усилить их пользу способны электрокотлы.

Часто встречается теплообменник, который представлен двумя емкостями их металла. Одна помещается в другую наподобие матрешки. С помощью стенок вырабатываемая энергия превращается в тепло и поступает в комнату. Такая модель наиболее часто популярна среди отопительных систем.

Главным преимуществом этого устройства является герметичность. Дело в том, что разные среды не смешиваются между собой, что по законам физики не очень хорошо заканчивается. Теплоносители имеют разные свойства, и это благоприятно отображается на работе аппарата.

У каждого предмета есть свои положительные и отрицательные стороны. Это касается даже теплообменника. Для начала следует выяснить, какие у него плюсы:

  • Не нужно ломать голову над сложными схемами и поиском особых материалов. С теплообменником легко работать и в сборке, и в монтаже.
  • Благодаря конструкции хозяин может комбинировать разные типы отопления. К централизованной системе часто подключается водяной теплый пол в качестве дополнительного источника обогрева.
  • Для теплообменника используется разное по структуре топливо – дрова, уголь, торф, газ, вода. Работает при любых условиях.
  • Устройство ни в коем случае не испортит интерьер помещения. Наоборот, оно аккуратно впишется в комнату, что его и вовсе будет незаметно.

У такого замечательного прибора есть два весьма значительных минуса:

  • Работу теплообменника нельзя контролировать с помощью автоматики.
  • КПД не настолько высок, что сможет мгновенно нагреть весь дом.

Поверхностный теплообменник пользуется большой популярностью среди населения. Он встречается не только в жилых комнатах, но и промышленных цехах. Обычно он комбинирует несколько отопительных систем. В устройстве между собой взаимодействуют пар и вода, масла и неорганические вещества.

В свою очередь этот теплообменник делится на рекуперативные и регенеративные. Первый вариант работает от нагрева стен носителя. В случае со вторым все обстоит иначе. Принцип заключается в том, что горячий теплоноситель нагревает поверхность обменника, затем к стенкам, которые аккумулировали тепло, подводится холодный теплоноситель.

Смесительный. Здесь горячий носитель проникает в холодный. Благодаря смешению вырабатывается тепло и подается к элементам. Такой вид встречается практически редко.

Исключение составляет лишь солнечный водяной коллектор. При воздействии лучей носитель поступает в накопительную емкость, куда идет и горячее, и холодное водоснабжение. В результате обработки происходит повышение температуры.

Если хозяину нужна помощь в более сильном обогреве комнат, то ему следует приступить к созданию теплообменника. Но перед составлением проекта и чертежа требуется выяснить тип устройства.

Существует несколько видов приборов. Несмотря на одинаковые функции, конструкции обладают разными принципами работы. Поэтому стоит разобрать каждую и решить для себя, какой подходит больше всего.

Для создания такой конструкции необходимо запастись материалами и арсеналом инструментов. В списке обязательно должны быть:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка;
  • пара листов нержавеющей рифленой стали толщиной 0,4 см;
  • плоский лист нержавеющей стали толщиной 0,4 см;
  • электроды.

Пошаговая инструкция по сборке:

Берется рифленая нержавейка и режется на тридцать один квадрат со сторонами 30 сантиметров. После этого из плоского листа стали делается лента длиной 18 метров и шириной 1 сантиметр. Получившаяся полоска делится на отрезки в 30 см. Рифленые квадраты соединяются между собой с помощью сварочного аппарата, полосой в сантиметр с двух противоположных сторон так, чтобы каждая следующая секция была перпендикулярна предыдущей.

В результате этой процедуры должно выйти 15 секций в одну сторону и столько же в другую в одном корпусе в форме куба. Благодаря своей неровной поверхности рифленая нержавейка эффективно проводит тепло к носителям. При этом все среды прекрасно между собой гармонируют и не смешиваются.

Если в качестве топлива используется горячая вода, то дополнительно к коробу нужно установить специальный коллектор из нержавейки. Чтобы его сделать, требуется взять болгарку и вырезать стальные прямоугольники: две фигуры с размерами 30 на 30 см, и еще восемь – 30 на 3 см. Из заготовок выходит два полноценных коллектора, напоминающих крышки от коробки.

В каждом полученном изделии высверливается отверстие, куда затем встает патрубок. К нему в дальнейшем присоединяются все коммуникации системы отопления или водопроводные трубы по подаче горячей воды. Стоит помнить о том, что проделанные отверстия должны располагаться у одного из углов. При монтаже непосредственно на теплообменник входной патрубок ставится внизу сооружения конструкции, а выходной – вверху.

Эта модель монтируется таким образом, чтобы открытая сторона была доступна системе циркуляции горячих газов.

Теплоноситель дойдет до высокой температуры и передаст жар по рифленым пластинкам из нержавейки. Благодаря этому вода будет нагреваться и перемещаться по заданной магистрали, распространяя тепло по комнате. Пластинчатый агрегат используется для обмена теплоты между двумя жидкостями. Для осуществления этой задачи требуется приварить к пластинам специальную рубашку из стали с патрубком.

Печи еще встречаются среди владельцев частных домов. Но не все спешат модернизировать даже топки. Сегодня в качестве вспомогательного вида отопления довольно популярен водяной контур. Идеально подходит и для пиролизного твердотопливного котла.

Водяной теплообменник поможет более равномерно обогревать помещения. Хозяевам знакомо чувство, когда у самой печи словно раскаленная пустыня находится, а на некотором расстоянии – чуть ли не арктический холод. Но прибор исправит ситуацию.

Для создания водяного теплообменника потребуются расходники и оборудование. Профессионалы рекомендуют проверить наличие:

  • труб из стали диаметром 32,5 см и метровой длины;
  • труб из стали диаметром 5,7 см и длиной шесть метров;
  • лист из стали толщиной 0,4 см;
  • сварочный аппарат;
  • электроды;
  • газовый резак;
  • маркер белого цвета.

Этапы сборки теплообменника:

Для начала хозяину следует взять трубу с самым широким диаметром и поставить ее на лист. Место стыка обводится маркером или мелом. Полученный кружок удаляется с помощью резака. После этого от окружности избавляться не стоит, потому что она пригодится как шаблон для еще одного отверстия.

Затем в каждом блине делается пять отверстий диаметром 5,7 см. Они должны располагаться на одинаковом друг от друга расстоянии. То же самое касается и расположения внутри – круги должны быть строго по центру. Затем берется сварочный аппарат, и с его помощью блины присоединяются к цилиндру. Все отверстия в обязательном порядке находятся напротив друг друга.

Берется вторая труба (с меньшим диаметром) и режется на куски. Длина для всех – 1 метр. Всего должно получиться пять штук. Теперь каждая из полученных трубок монтируется в ранее изготовленные отверстия так, чтобы края на миллиметр показывались из отверстий окружностей вверху и внизу конструкции. Все детали соединяются сварочным аппаратом.

Результатом проделанной работы является стальной цилиндр с небольшими трубками внутри. Они предназначены для передвижения горячего воздуха. Со временем он будет нагревать металл, а тот повысит температуру воды. Теплая жидкость разнесет тепло по помещениям дома.

Чтобы вода спокойно выполняла свои функции и протекала по коммуникациям, в самом верху и низу цилиндра фиксируются патрубки. Нижний отвечает за поступление холодной воды в емкость, а верхний нагревает ее.

Воздушный теплообменник – целая система пластин. Его обустройство абсолютно аналогично самой первой представленной модели. Разница между ними только в том, что для этого прибора нет необходимости в установке коллектора.

Вне зависимости от расположения (по вертикали или горизонтали), в качестве основного топлива используется газ. Это не тот бытовой газ, который поставляется к колонкам или кухонным плитам. Сырье – воздух в результате горения топлива. Для того чтобы воздушное устройство работало эффективнее, оно оборудуется дополнительными вентиляторами, которые помогают циркуляции теплоносителя.

Изготовление и пользование теплообменником по типу трубы в трубе – это весьма простые и интересные задачи. С таким прибором справится даже не очень опытный строитель.

Для самостоятельной сборки и монтажа владельцу необходимо позаботиться о наличии следующих материалов и инструментов:

  • электрическая сварка;
  • электроды;
  • болгарка с насадкой по металлу;
  • труба с диаметром 10,2 см двухметровой длины;
  • труба с диаметром 5,7 см той же длины, что и предыдущая;
  • лист из стали толщиной 0,4 сантиметра.

Для начала следует сделать заготовки для заглушек. Берется стальной лист, на который ставится труба с диаметром 5,7 сантиметров. На этом этапе она служит шаблоном, по которому очерчиваются и вырезаются отверстия. Затем получившиеся заглушки с помощью сварки фиксируются на самую широкую трубу так, чтобы расположение отверстий заглушек было идентично основе.

В них вставляется меньшая, и сварочный аппарат соединяет их вместе. В главной трубе снова нужно сделать пару отверстий, куда впоследствии встанут патрубки (входящий и выходящий). Между ними должно пролегать довольно большое расстояние.

Воздушный теплообменник работает по следующему принципу: горячий воздух нагревает металл, когда проходит через узкую трубу. В свою очередь стенки повышают температуру воды в полости самой широкой. Каждая среда хранит свойства, не перемешивая компоненты. Особенно это касается воды и минерального масла, которое часто применяют в ремонте и эксплуатации отопительных систем.

Следует помнить о том, что для качественной теплоотдачи агрегат должен располагаться в горизонтальном направлении. Жидкости внутри обменника двигаются в разные стороны.

Любой аппарат при длительной эксплуатации нуждается в обязательном уходе. Наблюдение за его состоянием и чистка в определенные периоды времени продлевают жизнь и оставляют качество работы на высоте. Обязательной чистке подлежат все теплообменники. Но особое внимание стоит уделить воздушному, в камере сгорания которого находятся продукты горения угля или дров.

Известен тот факт, как твердое топливо оседает в дымоходе, а в зольнике остается много шлаков. То же самое случается и с теплообменником. Если он работает по аналогии с печью или камином, то внутри труб находится большое количество отложений, мешающих газу циркулировать. КПД снижается, тепла не ощущается.

Чтобы тщательно почистить устройство и привести его в надлежащий вид, необходимо разобрать его. Каждый канал обрабатывается бытовой химией и щетками. Отдельно нужно промыть пластины от пыли и отработки топлива.

В качестве чистящего средства для магистралей обычно используются порошки от накипи, которыми чистят чайники на кухне. В водопроводной воде, поступающей в жилые дома, в большом количестве содержатся химические элементы. В результате длительного пребывания в трубах они оставляют осадок, который мешает полноценной работе теплообменника.

Для очищения поверхностей от накипи домохозяйки часто используют лимонную кислоту.

Чистка начинается с того, что хозяин приносит болгарку и просто отпиливает теплообменник. После уборки возвращает его на место и приваривает обратно. Точно так же прочищаются и устройства, работающие от воздуха.

Для того чтобы на стенках труб не образовывались пласты накипи, в качестве теплоносителя профессионалы рекомендуют брать дистиллированную воду. Получить ее очень просто, особенно когда подключен обменник «труба в трубе». Благодаря ему образуется пар, в котором нет примесей и других веществ.

Если хозяин планирует подключить к котлу самодельный теплообменник, работающий от газа, ему следует проявить предельную осторожность, особенно во время сборки. Образовавшийся зазор способен пропустить угарный газ в помещение. А это чревато опасностью для здоровья и жизни.

Стоит помнить о том, что еще на этапе проекта необходимо рассчитать размеры агрегата. В котлах площадь сечения патрубка не должна быть больше диаметра теплообменника.

Надёжный и экономичный твердотопливный котёл своими руками

Добавил(а): Дмитрий Шварц 1 марта

Самодельный котёл на твердом топливе

Для организации бытовой системы отопления твердотопливные котлы являются наиболее экономичным вариантом. Но, несмотря на всё богатство выбора доступного на рынке оборудования и довольно широкий ценовой и функциональный диапазон, далеко не каждому потребителю под силу купить агрегат, оптимально удовлетворяющий его нужды. С другой стороны, котёл, работающий на твёрдом топливе, вполне реально изготовить своими руками. И сохранить при этом значительные средства, которые пришлось бы заплатить за заводское оборудование. Всё, что нужно для этого – знания устройства и принципа работы этой категории отопительных установок, а также навыки работы с различным инструментом и материалами, в частности, металлом.

Выбираем тип твердотопливного котла

Как понять, какой котёл будет оптимальным для обслуживания конкретной системы отопления? Очевидно, следует определиться с видом топлива, требуемой мощностью агрегата и особенностями его конструкции, процесса монтажа и последующей эксплуатации, а также с особенностями подключаемой системы отопления.

Самодельный котёл на твёрдом топливе

Среди материалов, которые можно использовать в качестве твёрдого топлива, наиболее широкое распространение получили:

  • уголь;
  • торфяные брикеты;
  • пеллеты;
  • дрова;
  • опилки и другие горючие отходы производства.

Виды твёрдого топлива для котлов отопления на фото

С целью повышения рентабельности и эффективности системы отопления можно изготовить универсальный агрегат, который сможет работать с различными видами топлива.

Выбор типа и конструктивного исполнения отопительного котла напрямую зависит от того, каким топливом вы собираетесь пользоваться, требуемой производительности системы отопления, а также места, где он будет установлен. Для самостоятельного изготовления подходят следующие модификации твердотопливных отопительных агрегатов:

Оснащаются стальным или чугунным теплообменником, могут использоваться и для отопления, и для целей горячего водоснабжения. КПД таких котлов составляет около 85%.

Классический котёл на твёрдом топливе

  1. Пиролизные

Обеспечивают раздельное сгорание топлива и выделяемых при этом летучих газов, благодаря чему существенно повышается эффективность и, следовательно, экономичность отопительной системы.

Схема пиролизного котла на твердом топливе

  1. Пеллетные

Эффективность этой разновидности котлов отопления достигает 90%. Главным их достоинством является высокая степень автоматизации рабочих процессов, а недостатком – сложность конструкции.

Принцип работы пеллетного котла

  1. Длительного горения

Способны непрерывно работать на протяжении всего отопительного сезона, требуя загрузки топлива 1 раз в несколько суток, что выгодно отличает их от классических твердотопливных котлов.

Компоновка твердотопливного котла длительного горения

Основы проектирования

Для того чтобы сделать правильный – безопасный, эффективный и удобный в эксплуатации – твердотопливный котёл, необходимо понимать физику процесса его работы и работы системы отопления в целом.

Принцип действия отопительного котла на твёрдом топливе:

  • топливо загружается в камеру сгорания;
  • нагретые в процессе сгорания топлива воздух и другие газы поднимаются вверх и отводятся через дымоход;
  • по пути к дымоходу горячий воздух нагревает теплообменник, который в с вою очередь нагревает тепловой агент (в большинстве бытовых систем отопления – воду);
  • нагретый тепловой агент вытесняет холодный, проходя всю систему отопления и возвращаясь после остывания назад в теплообменник.

Всё дело в свойстве любой нагреваемой среды подниматься выше холодной — это один из основополагающих законов термодинамики.

Принцип работы водяной отопительной системы

Для реализации этого принципа помимо корпуса, выполненного из толстой (не менее 4-5 мм) жаропрочной стали, в конструкцию твердотопливного котла включаются следующие элементы:

  1. Камера сгорания

Её объем определяется сложной формулой, которую, впрочем, довольно легко отыскать в интернете, равно как и готовое решение – объем камеры сгорания по отношению к номинальной мощности котла или максимальной площади отопления.

Расположение топки твердотопливного котла

На практике размеры топки зависят не только от параметров котла и свойств топлива, а также особенностей самой отопительной системы – схематической, функциональной сложности, сезонности работы, пиков потребностей в горячем водоснабжении и пр.

  1. Камера отвода горячих газов

Этот узел является продолжением камеры сгорания и выполняет функцию выходного коллектора для вывода продуктов горения.

Система отвода нагретых газов

  1. Внутренняя система подачи и отвода теплоносителя

Речь идёт о теплообменнике (теплообменном регистре), а также его основных патрубках – входном и выходном, который служит для приёма остывшего теплового агента, его нагрева и отвода в систему отопления.

Циркуляция теплоносителя в системе твердотопливного котла

Важные моменты

На эффективность работы отопительного котла на твёрдом топливе всегда влияют два фактора:

  1. Конструктивные особенности теплообменника

Чем большей будет площадь теплового контакта, тем больше энергии за единицу времени будет передано от сгорающего топлива тепловому агенту – воде.

Варианты исполнения самодельного теплообменника на фото

  1. Полнота и период сгорания топлива

Если топливо сгорает неэффективно – теряет пиролизный газ или не успевает нагреть теплоноситель до необходимой температуры, на лицо недоработки в конструкции. Поэтому к расчёту и процессу изготовления последней следует отнестись с максимальной ответственностью – после сборки изменить её будет невозможно.

Самодельный дровяной котёл: дверца топки

Конструкция котла должна быть надёжной и безопасной и ответственность за это несёт не что иное, как корпус. Он выполняется из толстой (не менее 5 мм) стали, желательно жаростойкой. Впрочем, последняя стоит заметно дороже обычной, поэтому следует запомнить, что чем толще металл, тем медленнее он будет нагреваться. А значит, для того, чтобы котёл средней мощности не обжигал руки и не делал из помещения котельной сауну, корпус котла должен иметь около 8 мм в толщину.

Твердотопливный котёл-печь со встроенным теплообменником

Исключение составляют конструкции с верхней крышкой из чугуна, которая выполняет функцию печи. Толщина и размеры чугунного листа будет зависеть от конструктивных параметров корпуса и рабочих характеристик котла (но не менее 8 мм).

Для организации внутренней трубопроводной системы котла необходимо использовать трубы толщиной стенок 3-4 мм и диаметром 50 мм. Для обеспечения тока теплоносителя следует предусмотреть сужение (от 50 до 25 мм) трубопроводов в направлении от горячего к холодному, к примеру от котла к радиаторам) и расширять их на обратном пути теплоносителя.

Пространственная схема и компоновка твердотопливного теплогенератора

Размеры твердотопливного котла зависят от габаритов и ориентации в пространстве камеры сгорания. Более широкое распространение получили вертикальные конструкции, поскольку такое расположение позволяет сэкономить место в котельной.

Традиционная схема вертикального твердотопливного котла:

  • в нижней части размещается зольник с поддувалом;
  • над зольником устанавливается чугунная колосниковая решётка;
  • решётка встраивается в дно топки, которая должна быть оснащена надёжной дверкой;
  • в над зоной топки в плоскости наибольшего теплового контакта располагается рабочая часть теплообменника.

Принципиальная схема вертикального котла на твёрдом топливе

Для настройки и контроля за работой агрегата в процессе эксплуатации вам понадобится специальное оборудование. К таковому можно отнести датчики температуры воды на входе и выходе из теплообменника и узлов системы отопления, датчики загрузки камеры сгорания, давления в ней и на отдельных участках котла и т.д.

Принцип естественной циркуляции теплоносителя реализовать его успешно удаётся далеко не всегда. Поэтому часто отопительный котёл оснащается дополнительным водяным насосом, который принудительно подаёт теплоноситель на теплообменник и/или в систему отопления.

Насос — энергозависимый агрегат, а значит, важно предусмотреть возможность подачи теплоносителя в обход на случай отключения электроэнергии. Во-первых, для того, чтобы отопление функционировало, а во-вторых, чтобы котёл или коммуникации не разорвало паром или не повредило температурой.

Если в конструкцию твердотопливного котла включается насос, необходимо предусмотреть возможность регулировки его рабочих параметров, а также аварийного отключения. Твердотопливный котёл в случае поломки узлов и коммуникаций отопительной системы остановить невозможно. Поэтому необходима система отвода излишнего тепла – амортизационный бак с компенсационным клапаном или другое, уместное в вашем случае решение.

Обвязка твердотопливного котла

Что нужно для работы?

В первую очередь мастерская, то есть место, где вы будете заниматься изготовлением основных узлов и сборкой агрегата. Кроме того, вам понадобится довольно обширный список инструментов, в который можно смело включать:

  • сварочная маска, краги и спецодежда;
  • бытовой инверторный сварочный аппарат и электроды;
  • дисковая пила с набором дисков для резки металла;
  • электродрель с набором свёрл по металлу;
  • рулетка, угольники, строительный уровень.

Для сборки котла на твердом топливе понадобятся следующие материалы:

  • листы стали толщиной от 5 мм;
  • металлические уголки;
  • чугунная колосниковая решётка;
  • стальные водопроводные трубы различного диаметра;
  • дверцы для зольной и топочной камеры;
  • дроссельные заслонки печного типа.

Перед тем, как приступать к изготовлению элементов и узлов котла, необходимо выполнить конструктивные расчёты, определиться с принципиальной схемой и нарисовать чертёж котла, не забыв указать все его конструктивные составляющие и их главные параметры.

Дымоотвод твердотопливного котла: внутри и снаружи здания

И самое главное: соблюдайте технику безопасности как в процессе работы, так и по отношению к качеству исполнения твердотопливного котла. Малейшая оплошность с вашей стороны может стать причиной серьёзных проблем, в т.ч. повышенного риска возникновения пожара.

Изготовление твердотопливного котла длительного горения своими руками на видео

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector