Котел на опилках длительного горения своими руками

Особенности эксплуатации котлов

К наиболее надежным и инновационным видам котлов на твердотопливных элементах относятся системы автоматического водонагревания. В их конструкцию включается:

• бункер для топлива;
• генератор на газу;
• котел для нагрева теплоносителя (сгорающая камера и камера для обмена тепла);
• система контроля за работой оборудования.

Корпус состоит из следующих элементов:

• топливная камера;
• дымоход;
• зольник;
• теплораспределитель;
• змеевик;
• поддувало;
• набор сенсоров для контроля за температурой и давлением.

Система автоматического регулирования работает следующим образом:

1. При необходимости добавляет в котел щепу.
2. Контролирует подачу кислорода с учетом оставшегося топлива.
3. Регулирует изменения температуры.
4. Тушит воспламенения в чрезвычайной ситуации.

Особенности котлов и печей:

1. Корпус и конструкционные элементы делаются из стальных листов, покрытых снаружи теплоизолятором.
2. Внутри печь выкладывается шамотным кирпичом, который увеличивает уровень тепла при нагреве.
3. Дверцы выполняются герметичными, с добавлением бетона.
4. При помощи вентиляции в топку попадает первичный и вторичный кислород, который необходим для процесса горения.
5. Теплообменник барабанного типа защищается от извести за счет циркуляции воды.

За счет сложной системы теплообмена КПД таких котлов достаточно высокий. Для растопки применяются отходы древесины размером до 4 см.

Плюсы и минусы системы обогрева опилками

Для получения максимально полного представления о стружке, которая может выступать в качестве топлива для современных отопительных систем, весьма полезно рассмотреть преимущества и недостатки, присущие рассматриваемому методу.

Достоинства

1. Среди всех плюсов, которые имеет обогрев с помощью древесных отходов, главным следует назвать низкие затраты на отопление. Максимальной экономии смогут добиться потребители при условии, что в районе их проживания функционируют предприятия, занятые деревообработкой. Ведь в этом случае они смогут купить опилки по очень низким ценам.
2. При использовании древесины в качестве топлива на нагрев воды будет уходить минимум времени. К тому же эти отходы позволяют получать максимальное количество тепловой энергии. Выбор в пользу брикетированной стружки является еще более предпочтительным, так как в этом случае можно обеспечить дом еще большим количеством тепла.
3. При эксплуатации котла, который использует натуральное сырье для работы, не наносится вред экологии, поскольку во время сжигания древесных отходов в атмосферу попадает совсем незначительное количество токсинов.
4. Дополнительным преимуществом является то, что котел, работающий на опилках, доступен всем желающим. Вдобавок к этому, чтобы установить этот аппарат, нет необходимости оформлять такое же большое количество разрешений, которое требуется при подключении котла к газовой магистрали.

Недостатки

При всех своих достоинствах установки, использующие опилки, обладают и рядом недостатков. К ним следует отнести трудности, возникающие с хранением топлива. Хотя прессованная щепа и стружка отличается компактными размерами, все же нужно позаботиться о наличии достаточно большого помещения, чтобы в нем можно было держать запас этого горючего.

Следует иметь в виду, что в процессе сжигания древесины возникает много золы и сажи. Многие знают, что зола может служить удобрением. Однако извлечь выгоду от сажи нельзя. По этой причине такая операция, как чистка дымоходов должна проводиться на регулярной основе.

Преимущества и недостатки котлов данного типа

Как и любое оборудование твердотопливные котлы обладают определенными преимуществами и недостатками. Практически все недостатки такого оборудования происходят из-за того, что в них применяется древесная щепа. В первую очередь щепа обладает низкими сыпучими свойствами, что делает ее транспортировку более проблематичной. У щепы опилок повышенная влажность, а следовательно показатели горения ощутимо ниже в сравнении с древесиной и углем.

Положительных качеств у отопительных котлов на дровах, щепе и опилках на порядок больше.

• Невысокая стоимость топлива, потому что оно представляет из себя отходы и раньше его просто выбрасывали.
• Полная автоматизация работы твердотопливных котлов дает возможность применять их даже при отсутствии в доме людей.
• Современные средства автоматизации позволяют не только тонко настроить оборудование, но и автоматически следить за его исправностью, предотвращая тем самым появление неисправностей тех или иных компонентов котла.
• Все топливо из древесины является полностью чистым с точки зрения экологии, за счет чего такие устройства не представляют никакого вреда для окружающей среды.

(голосов: 1, в среднем: 4,00 из 5)

Требования к топливу

Эффективность работы котлов прямо зависит от влажности опилок. Использование в качестве топлива сухой стружки и опилок столярных производств проблем не вызывает. Основную же массу опилок составляют, как отмечалось, отходы цехов распиловки круглого леса.

Производственные отходы распиловки леса-кругляка на ленточных пилорамах представляют собой мелкие (до 0,3 мм) опилки влажностью до 80%. Даже при постоянной принудительной подаче воздуха в топку такие опилки сгорают очень медленно, поскольку требуется время для их подсушки. Еще большую проблему при сжигании представляют собой сырые, долго хранившиеся опилки, уплотненные в сырую пылеобразную массу.

Сжигать такое топливо следует в определенном режиме :

• В топочную камеру должно подаваться сухое и сырое топливо в соотношении 3:1.
• Подачу сырого топлива можно начинать только с набором полной мощности котла после розжига.
• Постоянно принудительно подавать воздух вентилятором в топочную камеру.

Конструкционные особенности

Специфика такого топлива, как опилки, в том, что его частицы плотно прижаты друг к другу и препятствуют проникновению кислорода, необходимого для поддержания процесса горения (те, кому приходилось иметь дело с углём, знают, что по той же причине крупные камни горят гораздо лучше, чем уголь, раскрошенный в пыль).

Их плотно набивают в цилиндрическую топочную камеру, а в центральной части вставляется конусный стержень.

Во время топки стержень убирается и образуется вертикальный канал – штольня, по которому и происходит движение воздуха. Опилки горят слой за слоем из середины.

И происходит это горение очень медленно, в режиме тления.

Существует несколько модификаций таких отопительных приборов:

1. Одно или два отверстия для дымовой трубы.
2. Одна или две стенки.
3. Выносной или встроенный зольный ящик.

Обратите внимание. Печь из двухсотлитровой бочки, может топиться на одной загрузке опилок в течение 10 часов.

Водяной котёл

Отопление помещения может производиться при помощи воды или воздуха. При наличии в доме водопровода, можно собрать своими руками систему с циркулирующей водой между отопительным котлом и радиаторами или системой «тёплого пола».

В корпусе самого котла для водяного отопления трубы находятся в воде, которая будет нагреваться под действием проходящего внутри них горячего воздуха. Эта система схожа с калорифером газовой колонки

Рис. 2 Система водяного двухконтурного котла отопления

Циркуляция воды по системе начинается ещё до попадания её в котёл.

Для оптимальной работы системы необходимы:

• контроллер за уровнем воды в баке;
• перелив, чтобы вода не превышала допустимого уровня;
• насос, поднимающий воду из контура для радиаторов;
• нижний выход для воды, предназначенной для обогрева пола.

Такой котёл на опилках сделать своими руками трудно, но дом оснащённый таким оборудованием, будет очень комфортным для проживания в нём круглый год.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

При выборе котла на опилках и щепе кроме технических характеристик следует обращать внимание на страну и бренд производителя. Северные европейские страны научились выжимать из топлива самые высокие экономические показатели

Для этого они уже давно работают над совершенствованием автоматики именно для частных домов, а учитывая их стремление к комфорту и экологические требования следует обратить внимание на продукцию компаний Hargassner, Froling, ETA. Конечно, если бюджет позволяет.

Котлы российского производства, особенно, если разработчик известный на рынке европейский бренд, вполне могут быть конкурентоспособными. При существенно более низкой цене, они вполне способны обеспечить и надежность, и комфорт частного дома. Кроме того, неприхотливы в сырье и обслуживании, а автоматика даже в европейских твердотопливных котлах часто из КНР.

Специализированные

Это котлы, предназначенные преимущественно для использования сыпучих видов твердого топлива.

Пиролиз Мастер BIO-15

Один из лучших котлов на опилках для отопления частного дома. Работает также на щепе, торфе, лузге подсолнечника. С применением сменных горелок может жечь солому. Благодаря пятиходовому теплообменнику отличается высоким КПД – 91%, имеет бункер объемом 200 литров. Единственным недостатком являются немалые габариты.

Стоимость: 185 000-240 000 руб.

FACI FSS 115

Производится в России, но разработчик – Италия. Это автоматический промышленный котел для сжигания отходов деревообработки. Мощность регулируемая в пределах 25-115 кВт, КПД 92%. В качестве дополнительных опций оборудуется авторозжигом, самоочисткой горелки, ДУ. Емкость бункера 810 литров, подача топлива двумя шнеками. Может сжигать любую биомассу с фракцией, не превышающей 40 мм. Модель мощностью 115 кВт имеет огромный вес 1150 кг, что повышает требования к напольному покрытию и транспортировке.

Стоимость: 450 000-477 000 руб.

Универсальные модели

Котлы, использующие любое твердое топливо: все виды угля, торф, дрова, древесные отходы, лузга семечек, брикеты с разной эффективностью, но конструктивно предназначенные для длительного горения. Они гораздо дешевле специализированных, но и гораздо менее эффективны и практичны при работе с опилками.

Tis Pro DR

Отличный недорогой универсальный котел. В качестве теплообменника используется печная сталь толщиной 5 мм, что очень хороший показатель в плане надежности и долговечности. Также отличается огромной топкой, в зависимости от мощности, объем топочной камеры может составлять 80-116 л. Не использует наддув вентиляторов, энергонезависим. Выпускается в версиях мощностью 17, 22 и 27 кВт, КПД достигает 82%.

Владельцы часто отмечают, что крайне практичным является исполнение колосников: они раздельные, чугунные (надежные и легко сменяемые). Недостатков за практику эксплуатации не обнаружено.

Стоимость: 58 500-72 000 руб.

PEREKO KSP Duo

Высокотехнологичный польский универсальный тт котел высшей ценовой категории. Инновационная горелка позволяет качественно сжигать мелкофракционное топливо от эко горошка до овса максимально эффективно. Водонаполненная решетка в камере сгорания дает возможность жечь древесину и ее отходы.

Оснащен автоматикой под управлением контроллера ST-480, который помимо управления насосами ЦО и ГВС, вентилятором наддува, может также управлять работой смесительного клапана, учитывать сигналы комнатных и уличных датчиков температуры. Выпускается в вариациях мощностью: 12, 18, 26, 36, 52 кВт. Помимо цены из недостатков большие габариты, вес и небольшое допустимое рабочее давление – всего 1,5 бар.

Стоимость: 283 000-498 000 руб.

LIEPSNELĖ L20U

Универсальный литовский котел шахтного типа длительного горения мощностью 20 кВт. Топливом является уголь, прессованные брикеты из угля, торфа древесных отходов, опилки и прочее сырье. КПД достигает 91%, однако это лишь при отоплении углем низкой зольности, при использовании опилок и щепы КПД будет ниже. Теплообменник чугунный, в стальном корпусе. Котел известен своей надежностью, качеством используемых сплавов и сборкой. Даже при использовании опилок и щепы можно достигнуть длительности горения одной загрузки в 2-3 суток.

Единственными недостатками, как и в предыдущем случае являются низкое рабочее давление в 1,5 бар и большой вес.

Стоимость: 110 000-125 000 руб.

Плюсы и минусы методики

Главными достоинствами использования в качестве источника энергии для системы отопления сгорающих опилок и щепы являются:

• Высокая эффективность нагрева теплоносителя (как правило, воды, хотя в водяной системе может использоваться и антифриз), при помощи которого в доме поддерживается тепло, а иногда еще и обеспечивается горячее водоснабжение.
• Незначительная стоимость сырья. Особенно выгодной система, основанная на применении котла на опиле, будет в том случае, если недалеко от отапливаемого помещения есть одно или несколько деревообрабатывающих предприятий (например, мебельные фабрики или лесопилки).
• Экологическая чистота опилок как топлива. Их сгорание практически не выделяет в атмосферу токсичные вещества в отличие от ряда жидких и газообразных энергоносителей.
• Простота эксплуатации и обслуживания. Пользоваться оборудованием, работающим на опилках и щепе, способен практически каждый. А для его установки не требуется разрешения контролирующих органов, как при подключении газового прибора.

Недостатки у такой системы, естественно, тоже есть. Среди них стоит отметить сложность хранения материала, обладающего высокой горючестью.

Частично эта проблема устраняется путем прессования топлива, однако, хранить опилки все равно требуется в достаточно просторном помещении.

Также минусом можно назвать необходимость в периодической чистке дымоходов, которая обусловлена большим количеством образующейся в процессе работы сажи и золы.

В целом положительный эффект, который дает метод нагрева помещений при помощи длительного горения опилок, оказывается намного больше по сравнению с некоторыми его недостатками. А, значит, такие системы имеют право на существование. И, более того, со временем могут вытеснить традиционные варианты отопления.

Принцип работы опилочно-дровяного котла

Пиролизные комбинированные котлы на дровах и опилках, имеют внутреннее устройство и модифицированную конструкцию, обеспечивающую максимальную теплоотдачу и эффективность при сжигании топлива. Принцип работы отопительного оборудования заключается в следующем:

• Во время горения твердого топлива, выделяется большое количество углекислого газа. Продуцируемый CO, направляется в камеру дожига. Во время транспортировки, образуется воздушно-газовая смесь, сжигаемая при высоких температурах. Для поддержания необходимого температурного режима, камера дожига изготавливается из шамотного кирпича.

Разогретые газы не выводятся в дымоход сразу, а направляются в ломаный дымоходный канал, расположенный внутри котла, окруженный жидкостной средой теплоносителя. Процесс пиролиза и изменения в конструкции котла, увеличили коэффициент полезного действия с 70%(в стандартных моделях), до 92% (в газогенераторном оборудовании).

Модуляционный режим работы – котлы на твёрдом топливе длительного горения под дрова и опилки, используют чувствительную автоматику, подключаемую к комнатным термостатам. В зависимости от потребностей помещения в тепле, производительность меняется от 30 до 100%.

Использование двух типов топлива – можно самостоятельно выбрать в качестве основного источника тепла: дрова или опилки. Второй тип топлива будет использоваться как резерв. После того, как дрова прогорели и теплоноситель стал остывать, в автоматическом режиме запустится сжигание опилок или щепы.

Битопливные котлы используют в качестве топлива опилки и дрова. Работа на каждом из указанных типов топлива имеет свои особенности.

Сжигание дров

Универсальные твердотопливные котлы длительного горения могут работать на дровах и опилках. Но, в случае использования дров, возрастает теплоэффективность оборудования. Объясняется это просто. Дрова, при сжигании, выделяют максимальное количество углекислого газа, который используют для получения дополнительного тепла.

Сжигание дров имеет следующие особенности:

• Закладка топлива и розжиг осуществляется вручную.

Интенсивность подачи воздуха в топку регулируется с помощью шиберной заслонки вручную, либо посредством автоматики.

Автономная работа котла от одной закладки варьируется, в зависимости от качества дров и модели отопительного агрегата, от 6 до 24 часов.

Если сравнивать технические данные котлов на дровах и опилках, выгоднее топить поленьями. Главным недостатком использования дров, считается необходимость в постоянном обслуживании водогрейного котла. Требуется 2-3 раза в день закладывать топливо, вычищать золу и чистить топочную камеру. Все работы выполняются вручную.

Сжигание опилок

Сжигание опилок осуществляется с максимальной автоматизацией процесса. Горение и подача топлива идут следующим образом:

• Опилки в топочную камеру поступают посредством шнековой передачи. За интенсивностью движения топливного транспортера, следит автоматика котла. В случае возникновения аварийной ситуации, подается сигнал на отключение подачи опилок.При необходимости, организуется механизированное топливохранилище. После подключения бункера, котел в состоянии проработать в течение всего отопительного сезона без остановки.

Электророзжиг – опилки зажигаются посредством плазменной дуги. В топочной камере установлен оптический датчик, контролирующий наличие пламени. При затухании, опилки поджигаются заново.

Сжигание опилок осуществляется с искусственным нагнетанием воздуха. Создается устойчивый факел пламени, максимально быстро разогревающий теплоноситель.

Наряду с опилками и дровами, в битопливных агрегатах допускается использование щепы, изготовленной из твердых пород дерева, с содержанием влажности не более 20%.

Делаем буржуйку

Печи длительного горения буржуйки хороши тем, что они делаются из любых доступных материалов – это различные бочки, старые вместительные бидоны, куски труб большого диаметра или просто листовой металл. В качестве исходного материала мы выбрали листовую сталь – это более удобный в обработке материал. Вы можете приспособить для этого бочку, но выполнять работы в ее внутреннем объеме не очень удобно.

Все размеры представлены скорее как ориентиры, некий усредненный наилучший вариант. Вы же, в свою очередь, можете отклоняться от размеров деталей для создания печки, удовлетворяющей Ваши конкретные пожелания.

Конструкция печи длительного горения вполне понятна из представленного выше чертежа. Вот ее основные узлы:

• Камера сгорания – в ней горят дрова с образованием пиролизного газа;
• Камера дожига – в ней происходит сгорание продуктов пиролиза;
• Дверки камеры сгорания и зольника – они приобретаются в магазине, но их можно изготовить и своими руками;
• Дымоход – в большинстве случаев это труба диаметром 100-150 мм.

Вы можете отклониться от чертежа в ту или иную сторону. Но помните, что с уменьшением размеров уменьшается время горения и уменьшается мощность печи длительного горения.

Чем меньше мощность, тем меньше отапливаемая площадь. Поэтому лучше всего предусмотреть небольшой запас.

Для изготовления печи длительного горения типа буржуйка нам понадобится листовая сталь толщиной не менее 3 мм – это обеспечит продолжительный срок службы отопительного оборудования. Если сталь будет тонкой, она начнет прогорать – через пару сезонов в ней образуются дыры

Поэтому толщине стали уделяется особое внимание. Оптимальное значение толщины составляет 3-5 мм

Для нашего примера мы возьмем классическую схему буржуйки, доработаем и получим в свое распоряжение эффективную печь для дома на дровах. На начальном этапе готовим боковые листы – на нашем чертеже они имеют размеры 450х450 мм. Далее изготавливаем нижние стенки, переднюю и задние стенки – их размеры составляют 200х450 мм. В итоге у нас должен получиться прямоугольный короб. Но не спешите сваривать его воедино – впереди полно работы.

Для начала нужно изготовить основу – это нижняя стенка и две боковые. Свариваем их воедино, на высоте 80 мм от дна привариваем колосниковую решетку. Теперь нужно подготовить переднюю стенку печи длительного нагрева – ввариваем в нее обе дверцы, после чего привариваем ее к нашей конструкции.

Готовим два металлических листа размером 200х370 мм. Первый из них привариваем к передней и боковым стенкам на высоте 160 мм от верха. Далее готовим заднюю стенку – ввариваем в нее небольшие металлические трубки, которые должны входить в пространство между двумя внутренними листами, образующих камеру дожигания – через них будет подаваться вторичный воздух. Потом привариваем заднюю стенку и второй металлический лист на высоте 80 от верха (приваривается к боковым и задней стенкам).

Шибер используется для регулировки воздушных потоков. Именно он повышает эффективность и качество тяги.

Наша печь длительного горения своими руками почти готова – осталось разобраться с верхней крышкой. В ней мы делаем отверстие диаметром 100 мм и ввариваем кусок трубы для будущего дымохода. Теперь остается выяснить, нужна вам варочная поверхность или нет – она тоже вваривается в верхнюю крышку. На последнем этапе устанавливаем крышку на место и привариваем ее – печка готова, теперь ее можно установить на негорючее основание, приделать дымоход и запустить.

При запуске представленной выше печи длительного сгорания дайте ей разгореться, после чего прикройте поддувало, чтобы дрова еле тлели и началась генерация пиролизного газа.

Еще одна интересная пиролизная печь длительного горения представлена на следующем рисунке. Она изготавливается из бочки или отрезка трубы большого диаметра и снабжается подходящей крышкой. В нижней части, на расстоянии 80-100 мм от дна, вваривается металлический диск с отверстием посередине. Между диском и дном, на боковой стенке, вваривается дверца. Полученное пространство образует у нас топку. В верхней части ввариваем дымоход диаметром 70-100 мм.

В плане дешевизны использования такая печь сущий подарок, так как недостатка в опилках в частном доме не бывает.

Полученная печь длительного горения получает тепло за счет сжигания пиролизных газов, образующихся при нагреве опилок. Сами опилки засыпаются в основной объем, а для того чтобы они не просыпались в топку, производится их трамбовка с помощью деревянного конуса. При запуске печи в топке разводится огонь, конус извлекается – через некоторое время агрегат начнет давать тепло.

Устройство и принцип работы котлов, способных сжигать опилки

Устройство на примере специализированного на сжигании опилок и щепы «Пиролиз Мастер» BIO Небольшие размеры фракций опилок плотно прилегают друг к другу, не позволяя воздуху циркулировать в массе даже без утрамбовки. Из-за сложности доступа кислорода температура горящих опилок и щепы меньше, чем у другого твердого топлива и горит только его внешний слой (до 15 мм). Малое количество пиролизных газов при таком горении в разы уменьшает мощность универсального твердотопливного котла при переходе на опилки.

Специализированный газогенераторный котел, где основным твердым топливом назначены опилки и щепа, оснащен вертикальным теплообменником вокруг дымохода из не менее, чем трех колен. В центре вертикальной топки с отверстиями для поступления кислорода воздуха размещена чаша горелки. Розжиг опилок возможен автоматически. Процесс сжигания щепы и опилок происходит под давлением воздуха, нагнетаемого в чашу специальными вентиляторами для обеспечения ровного столба пламени.

Компьютер, управляющий котлом, обычно обеспечивает три режима работы автоматического котла на щепе:

1. Максимальное горение для обеспечения выхода системы обогрева жилья и ГВС на заданные параметры при запуске в работу. Требует повышенного расхода топлива.
2. Средний — основной рабочий режим поддержания температуры теплоносителя в рамках, определенных пользователем или производителем агрегата. Расход опилок умеренный.
3. Пауза. Климатические условия не требуют обогрева и процесс горения прекращен.

Котлы с длительностью горения одной закладки топлива до 7 суток

Внутри котла может быть размещен механизм самоочищения от сажи и движущиеся колосники. По мере накопления сажи и золы агрегат автоматически сбрасывает их и шнеками отправляет в накопитель. Такая конструкция обеспечивает высокую температуру сгорания опилок и щепы, обеспечивая полное их сжигание практически без «недогара». Высокий уровень автоматизации котлов с применением лямбда-зонда позволяет плавно управлять выдаваемой мощностью от 30% до 100% номинала и достигать КПД 92%.

В отопительных системах промышленного назначения применяются пиролизные котлоагрегаты (шахтные печи), их эксплуатация при одинаковых целях имеет различную реализацию. Бытовой автоматический котел на щепе и опилках должен обеспечить пользователю максимальный комфорт и безопасность при надежной работе. Комфорт заключается в минимальных затратах времени владельца на обслуживание системы обогрева и ГВС.

Одним из условий непрерывной работы котла является обеспечение загрузки бункера агрегата опилками из хранилища и создание разрывов в потоке топлива из хранилища до горелки, чтобы не превратить подачу топлива в бикфордов шнур. Такой разрыв создается за счет сочетания шнека и барабана. Их поочередная работа создает необходимый разрыв, а контроль за наполнением бункера котла и включением шнеков, барабана и ворошителя опилок осуществляет процессор.

Как выбрать котел на отработанном масле для отопления частного дома