Поскольку энергоносители постоянно дорожают, домовладельцы задумываются о переходе на альтернативные виды топлива. Самый доступный из них – это биомасса (уголь, дрова, щепа, опилки). Некоторые виды твердого топлива начали тоже расти в цене, да и котельное оборудование для их сжигания стоит немалых денег. Одно из самых практичных решений при таких обстоятельствах – это сделать котел на опилках своими руками, используя простые и доступные материалы. От вас потребуется одно: умение выполнять ответственные сварные соединения либо просто хороший знакомый сварщик.
Самодельный котел на опилках
Преимущества самодельного котла
Очень часто в личных подсобных хозяйствах остаются в виде отходов древесные опилки и щепа. Однако, далеко не каждый отопительный агрегат в состоянии их перерабатывать. По этой причине, и по целому ряду других, самодельные твердотопливные котлы имеют свои достоинства:
- Низкая стоимость. Даже если вы станете покупать все материалы для изготовления агрегата в торговой сети и достойно оплачивать услуги квалифицированного сварщика, то самодельный котел обойдется как минимум в 3 раза дешевле . На практике часть материалов всегда можно отыскать в собственном хозяйстве, поэтому цена станет еще меньше.
- Невысокие требования к качеству топлива. Предлагаемая конструкция в состоянии сжигать любой вид твёрдого топлива, и даже мусор. Влажность дров или опилок может быть достаточно высокой, древесина хвойных пород или береза сгорает так же успешно, как и любая другая. При этом выделяющийся деготь и смолы не наносят никакого вреда агрегату.
- Котлы на опилках для дома конструктивно просты, их легко обслуживать и чистить.
- Удобство в эксплуатации. В зависимости от вида биомассы загрузку топки надо производить не чаще чем 1 раз в 8 часов, это при самых скромных размерах камеры сгорания. Если её увеличить, горение может длиться сутки и более.
- Абсолютная независимость от внешних источников энергии.
Из недостатков агрегата можно выделить такие как неприглядный внешний вид и отсутствие всяческих гарантий качества и надежности сварных соединений, о чем будет сказано ниже.
Принцип действия
Топка котла не имеет дверец и зольника, а загружается топливом сверху, от самого дна и до среза дымоходной трубы. Загруженная биомасса придавливается по всей плоскости грузом круглой формы из толстой листовой стали, а к нему приварена вертикальная труба, по которой подается воздух в топку. Эта труба проходит сквозь закрытую верхнюю крышку и свободно торчит наружу. Розжиг котла производится через ее верхний конец. Особенность заключается в том, что горит верхний слой топлива, процесс идет по направлению сверху вниз, прогревая водяную рубашку.
Котел на опилках своими руками
В принципе действия, а также в изготовлении помогут разобраться чертежи котла на опилках, сделанного своими руками. На конце трубы устанавливается заслонка произвольного исполнения, чтобы регулировать количество поступающего воздуха и скорость сгорания. В процессе работы агрегата груз в топке опускается, пока все топливо не сгорит. Продукты сгорания из топки удаляются через дымоход.
Инструменты и материалы
Самодельный котел на опилках
Если нужен котел небольшой мощности, то корпус топки чаще всего выполняют на базе старого баллона из-под пропана. Причины две: достаточно толстый металл, который прослужит долго, и его конструкция, позволяющая без труда изготовить крышку топки. Кроме того, старый баллон нетрудно найти или купить. Для изготовления более мощной модели потребуется листовая сталь толщиной не менее 5 мм или какой-нибудь старый металлический сосуд больших размеров.
Еще одно изделие, которое потребуется купить – это отвод дымовой трубы под углом в 90⁰, диаметром 89 х 4 мм или 107 х 4 мм. Не будет помехой более толстая стенка трубы. Для выполнения герметизации крышки нужен будет листовой металл или полоса толщиной 5 мм, на водяную рубашку можно использовать более тонкий стальной лист, но не менее 3 мм. Чтобы изготовить груз круглой формы, лучше найти металл 8–10 мм в толщину, труба для воздуха – 40 или 50 мм в диаметре. В качестве штуцеров для подачи теплоносителя применяют сгоны с готовой трубной резьбой.
Перед тем как сделать котел на опилках, нужно подготовить такие основные инструменты и приспособления:
- аппарат для электрической сварки и электроды;
- угловая шлифовальная машина с кругами по металлу;
- мерительный инструмент;
- молоток;
- клещи;
- зубило;
- сверлильный станок или электрическая дрель.
Все работы удобнее будет выполнять с помощником.
Состав работ
Самодельные котлы на опилках
Вначале изготавливается корпус топки из газового баллона. Для этого надо отрезать его верхнюю часть по существующему сварному шву, остатки шва после этого тщательно зачистить с наружной стороны. Получившаяся крышка должна будет прилегать к топке плотно, поэтому нужно выполнить окантовку из полосы толстого металла по окружности баллона, выступающую выше края на 15–20 мм. После этого можно прикрепить к корпусу защелки для крышки произвольной конструкции, а к самой крышке приварить сверху 2 удобные ручки из металлического прутка. В ней же следует выполнить отверстие по наружному диаметру трубы для воздуха.
Котел, работающий на опилках, должен иметь традиционный выход дымовых газов в верхней части, поэтому в корпусе нужно будет прорезать под него отверстие. Можно сразу же приваривать патрубок дымохода, но это может создать неудобства при монтаже водяной рубашки, здесь последовательность производства работ каждый выбирает для себя сам.
Следующий этап – изготовление груза, который будет придавливать топливо. Диаметр детали должен быть несколько меньше внутреннего размера баллона. Вырезав ее из толстого листового металла, к одной плоскости изделия привариваются ребра для рассеивания воздуха, а по центру выполняется отверстие, равное наружному диаметру воздушной трубы. Последняя вставляется в него и герметично обваривается по кругу.
Остается изготовить водяную рубашку. Корпус баллона имеет круглую форму, поэтому тут придется повозиться с листовым металлом, чтобы повторить такую форму. Но вначале нужно вырезать из толстого листа и снаружи приварить к корпусу топки ребра жесткости, которые не дадут играть металлу водяной рубашки вследствие теплового расширения. После этого металл рубашки следует приварить к каждому ребру жесткости. Последний этап – прорезка отверстий под штуцеры для теплоносителя и приварка резьбовых сгонов для присоединения к системе отопления. Ниже приведено видео с рекомендациями по изготовлению котла.
Если самодельный котел на опилках будет применяться для отопления частного дома, не помешает дополнить его некоторым оборудованием безопасности . Для этого в обшивке водяной рубашки просверливаются отверстия и привариваются штуцеры для приборов контроля температуры и давления. Правильно будет дополнительно установить сбросной предохранительный клапан, который бы срабатывал при повышении давления до 3 бар, а трубу от него вывести на улицу.
Горячие поверхности агрегата и дымохода также представляют опасность для людей, если он находится в доме. При этом тепло распространяется там, где оно не нужно – в топочной. По этим причинам отопительные котлы на опилках необходимо изолировать. В качестве теплоизоляционного материала можно использовать базальтовую вату, она хорошо противостоит высокой температуре. Облицевать слой изоляции можно тонким листовым металлом с полимерным покрытием, заодно и решив вопрос эстетики внешнего вида агрегата.
В том случае, когда в качестве топлива применяются исключительно опилки, нужно изготовить приспособление для их правильной загрузки в топку. Дело в том, что этот вид топлива плохо пропускает воздух, а без него процесс горения будет слабым . Поэтому из тонкого металла делается труба диаметром 100–120 мм в виде воронки, только стороны конуса очень пологие. Приспособление ставят вертикально в центр топки, после чего вокруг нее засыпают опилки, периодически их плотно утрамбовывают. Когда камера заполнена, то благодаря форме конуса труба легко вынимается, ставится груз и закрывается крышка топки.
Контроль качества
Перед тем как загружать и разжигать агрегат, нужно обязательно проверить герметичность водяной рубашки и проконтролировать качество сварных соединений . Для этого потребуется воздушный компрессор. Испытать швы можно двумя способами, которые весьма надежны:
- Гидравлический. Вся ёмкость заполняется водой, к штуцеру герметично подключается компрессор, который должен создать избыточное давление 2–3 Бар. Вода не имеет свойства сжиматься, поэтому потечет через все непроваренные места.
- Пневматический. Давление создается без воды, а все сварные швы промазываются мыльной пеной с помощью кисти. Пузырьки покажут места, через которые проникает воздух. Во время испытания падение давления можно контролировать по манометру на компрессоре.
Существует такая разновидность твердотопливного источника отопления, как шахтный котел на опилках. Конструкция и принцип работы у него другие и более сложные, хотя изготовить его собственными силами тоже вполне возможно. Работает он за счет того, что опилки сжигаются в нижней части агрегата, ссыпаясь туда из бункера, это можно видеть на рисунке.
Процесс продолжается в дымогарных трубах, которые интенсивно нагревают теплоноситель. Используется принцип дожигания древесных газов (пиролиз). Эффективность работы повышается установкой нагнетателя воздуха – дутьевого вентилятора. Сделать котел на опилках и тырсе своими руками на практике не так уж сложно, зато точно даст ощутимый экономический эффект как при изготовлении, так и при дальнейшей эксплуатации.
2. Хранение опилок
3. Расположение котла на опилках, теплогенератора
4. Подача топлива в бункер котла
5. Модели котлов на опилках GRV
6. Модели теплогенераторов на опилках GRV
7. Отдельные горелки на опилках GRV
8. Отличие поршневой подачи топлива от шнековой
9. Оперативный бункер на котле, теплогенераторе
10. Пожаротушение, риски
11. Экономическая эффективность
12. Особенности эксплуатации котлов на опилках
13. Зарубежные котлы на опилках, опыт
Требование к опилкам как к топливу
На сколько известно опилки – это очень мелко измельченная древесина полученная входе воздействия режущим инструментом: пилками, станками. Как правило опилки относят к отходам деревообработки от этого стоимость сырья для топлива минимальна и в некоторых случаях даже бесплатна.
Состав опилок – до 70% углеводов (это целлюлоза и гемицелюлоза), 27 % лигнина. Количество углерода в опилках доходит до 50%, водорода 6% и кислорода 44%, содержание азота – 0,1 %.
Рис. 1 Виды древесного топлива, древесных отходов производства
А – Обзольная доска переработанная в дрова; Б – Горбыль хвойных пород; В – Щепа различных фракций; Г – Опилки естественной влажности с размером до3 мм; Д – Опилки уличного хранения, сырые; Е – Опилки игольчатой формы естественной влажности; Ж – Опилки влажностью W до 30%; З – Перегнивший остаток опилок и щепы; И – Сухие опилки и стружка; К – Мелкая стружка уличного хранения; Л – Мусорный древесный отход (бывшая мебель, поддоны, двери, строительные конструкции; М – Длинная стружка
Для использования опилок в качестве топлива нужно знать их технические характеристики. Основные параметры которые нас интересуют это переменные и постоянные. Переменный но очень важный параметр опилок – W влажность. С ростом влажности остаточная калорийность уменьшается, соответственно при одном и том же объеме опилок разной влажности можно получить разное количество тепла при чем количество тепла можно отличаться в разы. Влажность опилок можно не только контролировать но и доводить до нужного значения. Второй важный параметр зольность – чем выше зольность опилок, тем больше в них примесей в виде песка, коры. Наличие примесей в топливе несколько снижает его теплотворную способность, влияет на количество прочисток за единицу времени. Если опилки производятся, получаются в результате работы станков по ЛДСП, ДСП, МДФ и т.д. то есть из древесины склеенной, то в опилках будет обязательно присутствовать смолы и клеи, использование данных опилок возможно только при дополнительных исследованиях на содержание формальдегидов, и особо вредных веществ. Для зольного остатка вредных веществ нужно так же предусмотреть утилизацию.
Фракция опилок влияет на их плотность, зависание опилок в системах автоматической подачи. После настройки оборудования как правили опилки стараются выдерживать одной и той же фракции или в определенных пределах, дабы снова не производить настройку оборудования. Так опилки измельченные в пыль горят хуже при большом протоке дутьевого воздуха чем опилки по структуре более близкие к стружке.
Рис. 1 – Б Показана классификация древесного топлива по ГОСТ 33103.1 – 2014. Компания GRV разработала и производит универсальные котлы работающие на всех видах древесного топлива
При покупке опилок по контрактам и договорам следует придерживаться ГОСТ 33103.1 – 2014 в котором подробно указаны все характеристики на которые следует обращать внимание, так же ГОСТ регламентирует методы определения влажности топлива и теплоты сгорания, что не мало важно так как на момент заключения договора о вывозе опилок может быть одна влажность и зольность, а по факту через некоторое время вывоза влажность опилок может вырасти в разы, например в весенний период в сравнении с осенью.
Таблица № 1 – Общий состав и содержание веществ в древесном топливе
Хранение опилок
Основа для хранения: чем выше влажность тем ниже теплотворная способность опилок.
Опилки могут содержать в себе много влаги, достаточного для процесса гниения и разложения. По этому хранение опилок не должно долго протекать под атмосферными осадками. В процессе гниения опилок меняется их структура (рис. 1 – З) и теряется теплота сгорания. Перед непосредственно сжиганием опилки должны быть подсушены, храниться под навесом (рис. 2).
Рис. 2 Складирование опилок под навесом вентилируемого склада
Сушка опилок производится в сушильных барабанах, на площадках с защитой от осадков обязательно проветриваемом. Для просушки опилок, щепы ее следует переворачивать с нижних слоев на верхние. Дополнительно можно организовать принудительную подачу под давлением воздуха через воздуховоды с нижних слоев опилок. При хранении опилок следует соблюдать все нормы и правила пожарной безопасности. Если опилки являются вторичным сырьем после обработки древесины то следует учитывать их влажность, и при не высокой влажности в 20-30% желательно как можно раньше отправить опилки на сжигание в котел или теплогенератор.
Расположение котла, котельная
Первым правилом любой котельной является – не горючие стены, крыша. К опилкам так же добавляется требования к расположению основного склада топлива, оно не должно находится в том же помещении что и котел или теплогенератор. На оборудовании предусмотренный бункер называется оперативным, так как его объема хватает только на несколько часов работы, это прежде всего связанно с требованиями по пожарной безопасности. В котельной обязательно должна быть приточно вытяжная вентиляция, или возможность проветривания помещения. Так как воздух для процесса горения забирается изнутри котельной то следует предусмотреть наличие приточки.
Рис. 3 Котлы на опилках GRV и основной бункер для хранения опилок
Размеры котельной так же зависят от способа наполнения оперативного бункера. При использовании транспортера или шнека размеры котельной меньше чем при заезде в нее спец техники для выгрузки опилок. Возможно расположение оперативного бункера котла в отдельном помещении для того чтобы уменьшить размеры основной котельной.
Часто на мебельных производствах используют накопительные бункера закрытого типа, что очень удобно и максимально безопасно (см. рис. 3).
Рис. 4 Котел на опилках и котельная не большой мощности GRV
Для котлов на опилках мощностью до 50- 400 кВт можно обойтись одним бункером под топливо, при этом не нужно организовывать транспортную систему от основного склада топлива к оперативному бункеру.
Подача топлива - опилок в бункер котла
Для мощностей оборудования свыше 1 МВт следует использовать основной склад с топливом с системой «подвижное дно» данный склад заполняется с использованием погрузчика фронтального типа или же самосвалами. Из основного склада опилки подаются с помощью транспортеров в оперативный бункер котла. Следует отметить что топливо в виде стружки (рис. 1 – М) практически не возможно подавать стандартными транспортерами и шнеками, очень высокая степень зависания такой стружки, по этой причине следует выбирать на первоначальном этапе все характеристики топлива, в том числе и геометрическую форму. Отлично подходит для транспортировки следующие виды: рис. 1 - В – К.
Модели котлов на опилках GRV
В основном преобладают универсальные котлы на опилках, дровах, щепе и угле. Автоматически подается сыпучие топливо, например опилки в вихревую горелку. Факел от горелки далее вырывается во внутрь топки, в которой полностью происходит догорание топлива. Стенки топлива воспринимают тепловую энергию и передают теплоносителю, продукты горения в виде смеси газов раскалены и перемещаются в теплообменник котла, за счет развитой площади теплообменника происходит теплопередача от продуктов горения к теплоносителю.
Рис. 5 Модели котлов на опилках производства GRV
А) – Универсальные котлы мощностью до 300 кВт с использованием вихревой горелки; Б) – Котел универсальный на опилках с подвижным колосником, без подогрева воздуха; В) – Котлы универсальные на опилках, щепе, пеллетах без подвижного колосника, с автоматической выгрузкой золы; Г) – Универсальный котел на опилках, щепе с прочисткой колосниковой решетки, подогревом дутьевого воздуха
Отличительная особенность котлов универсальных на опилках:
· Бункер для топлива используется с ворошителем опилок препятствующий зависанию
· Все универсальные котлы GRV имеют колосниковую решетку которая так же как и стенки топки охлаждается теплоносителем
· Увеличенные размеры топки универсальных котлов
· Вместительный зольный отдел котла, площадь зольного отдела перекрывает полностью площадь топки
· Теплообменник только с протеканием продуктов сгорания снаружи трубок, а не наоборот что существенно увеличивает интервалы между прочисткой от нагара, накипи
· Универсальные котлы на опилках, так же на полную мощность работают на ручной загрузки, при этом размеры (длина и ширина топки) позволяют сжигать обзол, поддоны, утилизировать крупные ветки и т.д.
· Отдельный дутьевой вентилятор устанавливается для горения на дровах, при этом у горелки на опилках свой вентилятор дутьевой. Данная конструкция более надежная, всегда можно перейти на резервное топливо без изменений в настройках и конструкции котла на опилках
· Использование стали от 5 до 12 мм обеспечивает высокий ресурс оборудования
Рис. 6 Котел на опилках. Бункер для котла с системой ворошителя и подвижным дном
Рис. 7 в процессе производства
На рис. 6 и 7 представлена технология GRV для котлов на опилках, с системой подогрева дутьевого воздуха для процесса горения. Такие системы используются на больших ТЭЦ работающих на отопления для выработки электроэнергии. Использование тепло от уходящих продуктов сгорания на нагрев дутьевого воздуха в данном случае обеспечивает устойчивую работу котла на опилках с влажностью в 50-55%, что существенно экономит расходы на подготовки топлива.
Рис. 8 без системы подогрева дутьевого воздуха
Использование сухих опилок с влажностью W<20% позволяет использовать котлы серии GRV (показанной рис. 8 и рис. 5 А, Б, В) в которых нет предварительного подогрева воздуха. Данные котлы имеют на 7-8% меньшее аэродинамическое сопротивление и их можно устанавливать для работы на естественной тяги, требования к дымоходу в таком случае – до 10-12 метров, исключение котлы мощностью свыше 400 кВт.
Рис. 9 Котел GRV на опилках, можно рассмотреть привод подачи топлива
Модели теплогенераторов на опилках GRV
Универсальные теплогенераторы на опилках представлены в разделе нашего сайта:
Отдельные горелки на опилках марки GRV
Горелка на опилках часто используется для модернизации уже существующего оборудования, или установки в составе сушильных комплексов, сушильных барабанов.
Раздел нашего сайта посвященный горелкам:
Отличие поршневой подачи топлива от шнека
Использование поршневой подачи от пневмоцилиндра обеспечивает быстрое заполнение топливом, безопасность так как поршень которым сдвигается топливо так же является затвором для предотвращения обратного горения. Сама по себе пневматика используется во многих сферах автоматизации, как наиболее надежная и не прихотливая. При попадании посторонних предметов, контроллер который управляет котлом не за медлительно включает сирену оповещения, останавливает подачу дутьевого воздуха. Данная система разработанная инженерами компании GRV проверена на таких видах топлива как пеллетные гранулы, опилки разной влажности, щепа, древесная масса, уголь.
Оперативный бункер на котле и теплогенераторе
Оперативный и промежуточные бункера разъединены между собой воздушным пространством. Для контроля подачи порции и для соблюдения пожарной безопасности.
Пожаротушение, риски, предупреждение
Перед тем как использовать в виде топлива опилки, стружку нужно в полной мере осознавать опасность возгорания, изначально предпринять все меры для соответствия пожарной безопасности.
Утилизация опилок, и древесной массы в котлах в десятки раз более эколочно чем хранение опилок на полигонах, в связи с тем что в результате это приводит к пожару и опилки сгорают с большим химическим недожогом больше относящимся к процессу пиролиза, при этом отравляется не только воздух но почва продуктами пиролиза, в том числе кислотами. На рис. 11 приведен пример горения опилок в зимнее время под слоем снега.
Рис. 10 Пожары свалок горбыля и опилок
Рис. 11 Тление свалок опилок в зимнее время
Меры предосторожности и контроля предусмотренные на котле, теплогенераторе:
1. Контроль за положение поршней, при отклонение положения поршня от заданного включается сигнализация и котел на опилках останавливает свою работу
2. Контроль включения дымососа, при отключенном дымососе для того чтобы избежать возможность обратной тяги и задымления помещения дутьевые вентиляторы котла GRV и автоматическая подача топлива прекращается
3. Контроль температуры туннеля подачи топлива, при превышении нормально заданной температуры котел останавливает свою работу, туннель может нагреваться из за не своевременной прочистки теплообменника
4. Закрытие бункера с топливом автоматической заслонкой после подачи топлива
5. Обязательный контроль за температуры теплоносителя, в том числе на теплогенераторах марки GRV
6. Конечно же следует проектировать отдельно склад топлива от котельной, на самом котле используется только промежуточный бункер и оперативный объем оперативного бункера ограничен
7. Прочистка теплообменника должна происходить при включенном дымососе, и без процесса горения в котле
8. Все люки для прочистки теплообменника снабжены специальными отражающими пластинами
Экономическая эффективность котлов на опилках
Котлы и теплогенераторы используются для получения тепла при сжигании топлива, в данном случае БИО массы в виде опилок. На экономическую эффективность влияет транспортные расходы, стоимость сырья, обслуживание оборудования. Вы можете влиять на все эти факторы, но самым основным показателем в данном случае является теплотворная способность топлива. Опилки влажностью в 30% и влажностью в 50 % будут в два раза отличаться по теплотворной способности. Для того чтобы довезти влажность опилок до 30% нужны площади, склады для хранения возможно дополнительные сушильные установки все зависит от масштабов переработки опилок в тепло.
Перспективным направлением над которым трудятся специалисты компании GRV является получение пиролизного газа из массы опилок в ретортных установках, очистка газа и использование его в ДВС. Данная технология достаточно давно известна. Мы работаем над совмещением выработки газа и получения тепла на нужны производства, систем отопления. За счет того что установка размещается на улице, то в таком случае не требуется решать массу вопросов по защиты от угарного газа.
Использование пиролизной установки совмещенной с теплогенератором или котлом позволяет разместить ТЭС на своем предприятии лесопереработки, сельскохозяйственном предприятии, а так же на тепличных комплексах и т.д.
Особенности эксплуатации котлов на опилках, теплогенераторы на опилках
Использование опилок в виде топлива подразумевает наличие минимальной инфраструктуры под хранение опилок, наличие котельной и ответственного лица за эксплуатацией котельного оборудования.
Обзор моделей зарубежных производителей
На рис. 12 представлен конструктив Австрийского производителя котельного оборудования, котел на опилках данного производителя имеет подвижную колосниковую решетку. Подача опилок осуществляется сразу несколькими шнеками для того чтобы равномерно по большой площади подавать опилки, щепу. Топка для поддерживания нужно температуры выложена огнеупорным кирпичом, удаление золы производится шнеками, теплообменник трубчатого типа, газы проходят внутри трубок.
Данный конструктив не работает на крупных отходах деревообработки, режимы старт стоп из за наличие футеровки так же не желательны. Теплообменники данного типа имеют хороший КПД только при постоянной прочистки, иначе снижается проходное сечение падает мощность и снижается теплоотдача. Так же существенное ограничение по влажности топлива. Наличие подвижно колосниковой решетки и большого числа шнеков приводит к высокой стоимости оборудования.
В целом преимуществ у данного типа несколько а именно: компактные размеры, автоматическая выгрузка золы, хорошая работа на сухом топливе и в постоянном режиме.
Рис. 12 Котел на опилках и щепе Австрийского производства
Таблица №2 Прайс на универсальные котлы GRV. Для работы котла на опилках, щепе он комплектуется автоматической подачей топлива представленной на рис. 6
КОНТАКТЫ
- +79094663995 Анна Олеговна
- +79181650301
- +79654613474 Инженер-конструктор Груздев Василий
Котлы на опилках все чаще используются в системе водяного отопления как источник тепла. Это связано с массой преимуществ, которыми они обладают. Котлы работают на щепе и древесных опилках, поэтому обладают высокой экологичностью. Этот вариант помогает сэкономить деньги, особенно при самостоятельном изготовлении агрегата. Они обладают достаточной мощностью, чтобы поддерживать тепло в жилых и производственных помещениях с большой площадью.
Из-за высокой цены на классические энергоносители и постоянном ее росте, собственники домов переходят на более бюджетные варианты. Самые дешевые виды топлива – щепа и опилки. А если сделать котел из простых и доступных материалов, то получится довольно практичное решение. Если сварные работы самому делать проблематично, можно пригласить профессионального сварщика.
Особенности эксплуатации котлов
Наиболее современный и надежный вид котлов на опилках – автоматизированные водонагревательные системы. Их конструкция состоит из нескольких основных частей:
- топливный бункер;
- газогенератор;
- водогрейный котел – состоит из камеры сгорания и теплообменника;
- автоматическая система управления.
Современный котел на опилках – устройство
В конструкцию корпуса входят следующие элементы:
- топка;
- дымовая труба;
- зольник;
- распределитель тепла;
- змеевик;
- поддувало;
- датчики.
В зависимости от проекта здания, он может быть установлен полностью внутри, снаружи, или с частичным монтажом на улице.
Автоматическая система отвечает за такие операции:
- подача щепы в котел;
- поступление горячего воздуха в камере сгорания в соответствии с объемом топлива;
- контроль над повышением температуры;
- пожаротушение.
Среди импортных котлов подобного устройства можно выделить австрийские HARGASSNER. Они особенно популярны в Европе для отопления гостиниц, домов, офисных зданий.
Яркий представитель отечественных котлов – BIO VULKAN производства фирмы «Пиролиз Мастер». Основные особенности этих устройств:
Котел BIO VULKAN – общее устройство
- Корпус топки составляют стальные листы и трубы, снаружи покрытые теплоизоляционным материалом.
- Внутри выложен шамотный кирпич – это повышает температуру нагрева.
- Герметичные дверцы с корпусом из бетона, большие и жаропрочные.
- Вентиляторы подают в топку первичный и вторичный воздух – это необходимо для горения.
- Барабанный теплообменник защищен от известковых отложений двухуровневой циркуляцией воды.
Эти котлы на опилках отличаются самым высоким КПД, что связано с установкой на них пятиходового теплообменника. Для сжигания топлива используется ретортная горелка, которая позволяет использовать древесные отходы фракцией до 4 см.
Механизм подачи топлива
Котлы для отопления на твердом топливе работают автономно и могут обойтись практически без обслуживания. Подача опилок осуществляется с помощью нескольких средств.
Приемник имеет открытый доступ к внешней части здания. Он оборудован шнековой передачей, соединенной с хранилищем. Когда бункер полностью загружен топливом, начинает работу транспортер – он подает топливо в механизированный отсек.
Хранилище бывает двух типов, они отличаются техникой подачи в котел опилок:
- бункер с наклонным основанием, конусовидный, с шнековым механизмом в нижней части;
- ворошитель с лопастями, опилки загружаются за счет вращения.
Из хранилища не все топливо попадает сразу в топку. Котлы на щепе пиролизного типа оборудованы барабаном и шнековой передачей, которые осуществляют подачу топлива частями.
Самостоятельное изготовление котлов
Когда в доме необходимо устройство для отопления, но не хочется тратить на его покупку значительную сумму денег, можно сделать его самостоятельно. Для этого понадобится:
Котел на опилках своими руками – схема устройства
- трубы с круглым профилем 4-5 см в диаметре;
- трубы прямоугольные 60Х40 мм;
- сварочный аппарат;
- электроды;
- шлифовальная машина.
Трубы подбираются так, чтобы они разместились в котле размером 36х40х80 см. Конструкции с прямоугольным сечением будут выполнять функцию вертикальных стоек. В них создаются круглые отверстия для крепления других элементов устройства.
На стенке котла с дверцей будут располагаться трубопроводы по 5 см в диаметре. Для задней части нужны четыре первых прямоугольника размером 5х6 см, а следующие – 4х4 см.
Для подведения труб вырезаются отверстия по 5 см в диаметре. По ним будет поступать холодная и горячая вода.
Процесс изготовления
Передняя и задняя части котла оборудуются таким образом:
- присоединяются прямоугольные стойки с помощью сварки;
- перпендикулярно к ним устанавливаются круглые трубы;
- подключаются трубопроводы для подвода и отвода воды;
- открытые концы труб закрываются частями металлических листов и завариваются.
Котел проверяется на герметичность – в трубы заливается вода, чтобы сразу обнаружить протекание. Если все в порядке, устройство монтируется в топливник из кирпича. Его можно сделать самим, используя для этого огнеупорные материалы.
Принцип работы
Котел загружается топливом сверху, от дна и до дымоходного среза. Он не имеет ни дверец, ни зольника. Щепа и опилки уплотняются специальным грузом, сделанным из толстого листа стали. К нему приварена труба, по которой воздух подается в топку. Она вертикально проходит через крышку, конец ее выходит наружу – котел разжигается через него.
Смысл заключается в горении верхнего слоя биомассы, весь процесс продвигается по направлению вниз. Так происходит нагревание водяной рубашки.
На конец трубы монтируется заслонка – с ее помощью регулируется подача воздуха, чтобы контролировать скорость сгорания топлива. В процессе работы опилок становится все меньше, груз опускается ниже до тех пор, пока котел не опустеет. Он освобождается от продуктов горения через дымоход.
При самостоятельном изготовлении обязательно нужно пользоваться чертежами – так легче разобраться с пропорциями и формой деталей. Чтобы устройство правильно функционировало, оно должно быть правильно собрано.
Преимущества и недостатки котлов на опилках
Любой вид отопительного оборудования имеет свои плюсы и минусы. Недостатки котла на опилках связаны с качествами топлива. Опилки имеют плохую сыпучесть, из-за этого возникают сложности с транспортировкой. Кроме того, им свойственно впитывание влаги, поэтому гореть они будет хуже, чем дрова и уголь. Самодельные устройства не имеют никаких гарантий качества сварных швов, их внешний вид сильно отличается от производственных аналогов своей неприглядностью.
Но, все же, положительные качества у прибора тоже есть:
- экономичность (по сравнению с другими видами топлива, так как опилки – это строительные отходы);
- высокий коэффициент полезного действия – более 90%;
- работает без вреда для окружающей среды, опилки – экологически чистый продукт;
- одна загрузка топлива может обогревать дом до 10-12 часов;
- быстрый нагрев – через 30 минут после запуска;
- простая конструкция.
Стоимость самодельного котла на опилках будет в разы ниже фирменного, даже если все материалы для его изготовления купить в магазине и нанять профессионального сварщика. А если какие-то детали найдутся в хозяйстве, экономия будет еще больше.
Такие котлы непривередливы к топливу и его качеству, в отличие от заводских. Будет щепа от сосны или березы – не важно, выделяемая смола не навредит устройству.
Главное - чтобы попытки сэкономить не принесли больших потерь: котел, собранный своими руками, не отвечает требованиям безопасности. Он не является долговечным и надежным, в нем отсутствуют системы автоматического контроля, поэтому оставлять его без присмотра нельзя.
Видео: Чертежи самодельного котла на опилках
В связи с постоянным повышением цен на энергоресурсы многие потребители ищут способ сэкономить на источниках тепла для своих .
Доступным и недорогим сырьем для обогрева помещения служат – обычные древесные опилки.
Одна проблема: для обогрева с помощью опилок в доме нужно установить специальный отопительный котел, который способен этот вид топлива продуктивно переработать.
Рассмотрим характеристики нескольких различных отопительных котлов.
Котлы Liepsnele
Среди продуктов этой марки различают те, что работают:
- на дровах и древесных отходах. Различают следующие наименования по мощности: L10, L20, L40 – от 10 до 40 киловатт;
- как на древесных отходах, так и на торфе, угле и . Маркировка U- обозначает универсальные. L7U, L10U, L20U, L40U, мощность – 10–40 кВт.
Длительность горения «Липснеле» – 22–26 часов при условии закладывания в топку опила или другого древесного мусора мелкого размера. При сгорании происходит практически 100% переработка продуктов сгорания, что отвечает экологическим требованиям.
Помимо этого, способность «Липснеле» перерабатывать в тепловую энергию древесные отходы снимает вопросы утилизации отходов деревообрабатывающих предприятий.
Высокая продолжительность горения обуславливается техническими особенностями строения котла: тепловое воздействие на сырье осуществляется не снизу, как это обычно принято, а сверху, что позволяет продлить процесс до максимума.
Фирма-производитель – Liepsnele.
Рассмотрим характеристики на примере L10U:
Следует учесть, что допустимая влажность употребляемого сырья – 15–30 %. При более высокой влажности отопительная печь не сможет выделить достаточно тепла для обогрева дома. Цена на модель L-10U будет колебаться от 60 до 66 тысяч рублей.
Котел Unica Sensor мощностью 10-60 киловатт
Производитель – компания «ООО Moderator», Польша.
«Модератор» приспособлен для сжигания с целью обогрева помещения щепок, коры, опилок, другого мелкого древесного мусора. Для отопления может применяться и уголь, но нельзя использовать картон, отходы из пластика или пластмассы.
Помимо отопительной, в «Модераторе» подразумевается и функция качественного подогрева воды.
Как и «Липснеле», «Модератор» работает в системе верхнего сгорания, что обеспечивает .
Главное условие хорошего обогрева помещения: влажность используемого для обогрева сырья не должна превышать 30%. К тому же чрезмерно влажное топливо понижает коэффициент полезного действия и уменьшает срок эксплуатации котла.
Технические характеристики «Модератора уника сенсор» мощностью 10 кВт:
Стоимость «Модератора» мощностью 10 кВт от 54 до 60 тысяч рублей.
Шахтный котел длительного горения «Яик» марки кс-ш-25
Производитель – ОАО «Новосергиевский механический завод».
«Яик» – простой в обслуживании и неприхотливый котел, отапливающий помещение путем сжигания сыпучих материалов: щепок, опилок, стружки, подсолнечной шелухи.
Отличительной чертой «Яика» является наличие камеры для дожига образующихся при горении газов, из-за чего время горения одной партии топлива увеличивается. Управляется котел микропроцессорным регулятором, что максимально оптимизирует процесс горения.
Технические характеристики:
Цена «Яика» от 90 до 94 тысяч рублей.
Внимание: каждый из вышеперечисленных котлов требует использования дымохода.Очень жаль, что выбор работающих на отходах котлов для домашнего пользования на российских рынках очень невелик. Подобные отопительные аппараты, при условии доступной цены, могли бы не только значительно облегчить проживание людей в глубинке, но и сократить неоправданный расход такого ценного ресурса, как древесина.
Применение древесных отходов в качестве топлива для котла поможет снизить затраты на отопления. Но для эффектной работы нужно особое оборудование. Твердотопливный котел на опилках отличается от классических аналогов конструкцией и обслуживанием.
Принцип работы
Главная проблема этого вида топлива – высокая плотность закладки. Это препятствует проникновению воздуха для поддержания процесса горения. В итоге котел на прессованных опилках не будет генерировать требуемую мощность, часть топлива останется не сожженной.
Для решения этой проблемы нужно обеспечить приток воздушных масс в камеру сгорания. Это делается с помощью искусственно созданных углублений в опилочной закладке. Альтернатива – установка воздухоподводящих труб в зону сжигания.
Общий принцип работы отопительного оборудования:
- Закладка топлива.
- Розжиг в нижней части.
- Обеспечение подачи воздуха с помощью открытой дверцы зольника, вентилятора или каналов.
- Постепенное сгорание опилок освобождает место для большего объема воздуха, улучшается циркуляция, происходит интенсивное выделение тепла.
Котел на опилках длительного горения работает по другой схеме. В большой камере сгорания отсутствует открытое пламя, происходит тление топлива. Формируемые древесные газы по каналу направляются в камеру дожига, где добавляется воздушная смесь для формирования интенсивного огня.
Особенности конструкции котла
В отличие от классического твердотопливного оборудования, котел на опилках имеет большие размеры топливной (загрузочной камеры) и зольника. Это объясняется требованиями к длительности горения – при увеличении объема камеры сгорания время автономной работы на одной закладке становится дольше.
Можно сделать подобный котел на опилках своими руками – чертежи и общее описание помогут определиться с оптимальной конструкцией. Преимущество моделей – возможность разработать уникальную схему сборки, исходя из параметров конкретной системы отопления.
При изготовлении нужно учесть такие нюансы:
- Камера сгорания. Должна занимать до 2/3 объема всего котла. Материал изготовления стенок – жаропрочная сталь толщиной не менее 2 мм.
- Зольник находится в нижней части и отделяется от камеры сгорания чугунными колосниками. Расстояние между ними минимальное – до 2 см. Там же располагается вентилятор или отверстие для подачи воздуха.
- Теплообменник должен находиться непосредственно в зоне сгорания топлива.
- Можно сделать классическую прямоугольную конструкцию или сварить его из труб.
- Дымоход. Для обеспечения тяги диаметр не менее 100 мм, длина – от 4 м и выше.
Заранее следует продумать процедуру обслуживания котла – своевременное удаление золы, чистка стенок от гари. Поэтому загрузочные дверцы в топливную камеру делают в верхней части, они имеют большие размеры. После их закрытия должна обеспечиваться герметичность.
Расчет мощности котла
Одна из проблем самодельного отопительного оборудования – определение мощности. Расчет котла на опилках можно сделать самостоятельно. Для этого нужно знать базовые характеристики топлива.
Порядок вычислений.
- Насыпная плотность. В среднем этот параметр варьируется от 180 до 230 кг/м?. При объеме топливной камеры 0,07 м? в ней поместится около 15 кг измельченного материала.
- Теплотворная способность топлива. Усредненное значение для 1 кг топлива составляет 2,3 кВт.
- Расчет мощности. Максимальный показатель для этого примера составит 15*2,3=34,5 кВт.
Эта упрощенная методика не учитывает влажность топлива, интенсивность подачи воздуха. Рекомендуется от полученного значения отнять 10-15%. Фактическая максимальная мощность будет составлять 29 кВт.
Способ автоматизации и правила эксплуатации
Для автоматической загрузки опилок можно установить шнековую подачу. Вал крепится к отверстию в камере сгорания, в нижней части. Отдельно ставится бункер для хранения измельченной древесной массы. В автоматический котел на опилках, в теплообменник, монтируется датчик температуры.
Он подключается к управляющему электронному реле. При достижении минимальной температуры включается двигатель шнека и происходит подача топлива. Рекомендуемое время работы – до 1 м.
Для поддержания оборудования в рабочем состоянии нужно выполнять такие правила:
- раз в сутки очищать зольник от продуктов сгорания;
- проверять тягу, удалять сажу с внутренней поверхности трубы;
- во избежание попадания конденсата в зону горения установить в нижней части дымохода емкость для воды.
Опилки перед загрузкой нужно просушить. Иначе их теплотворная способность понизится, что отразится на теплоотдаче. Во избежание потерь тепла наружные стенки рекомендуется изолировать базальтовой ватой, дверцы камеры сгорания должны быть герметичными и двойными.
