Котлы на опилках – принцип и схемы работы

Экология потребления.Усадьба:Опилки – недорогое и доступное топливо, но использовать его в обычных топках невозможно – для этого нужен очаг особой конструкции. Чтобы построить печь на опилках своими руками, не придется осваивать кирпичную кладку – корпус таких приборов всегда изготавливают из

1

Принцип работы котла

На сегодняшний день существуют различные конструкции отопительных котлов, работающих на опилках. Это могут быть классические печки-буржуйки с подключенным к ним тепловым контуром. Большой популярностью пользуются модификации, в которых отсутствует зольник, а загрузка топлива осуществляется сверху при помощи бункера и механизированного шнека, что позволяет автоматизировать работу отопительного оборудования.

Модификации котлов с бункером не только отличаются эффективностью, но и позволяют существенно упростить обогрев частного дома. Домовладельцу не придется ежедневно выполнять дозагрузку топлива, а при условии использования качественно высушенных опилок такие отопители будут отличаться максимально возможной эффективностью и экономичностью. Отдельные модификации, которые оснащаются увеличенными в размерах топочными баками и дополнительными бункерами с опилками, могут работать на одной загрузке топливом 5−6 дней, обеспечивая теплом частный дом площадью в 150−200 квадратных метров.

К особенностям эксплуатации отопительных приборов этого типа относят следующее:

  • Возможность регулировки подачи воздуха в горелку.
  • Большой объем топливника.
  • Увеличенная площадь водяной рубашки и теплообменника.
  • Горение топлива в зависимости от модификации котла идет сверху вниз или снизу вверх.

Принцип работы пиролизного котлаПопулярностью пользуются автономные отопительные котлы на опилках, которые используют пиролизный принцип работы. Такие установки имеют сразу несколько камер сгорания, позволяя существенно повысить коэффициент полезного действия оборудования. В нижней топке топливо тлеет, под воздействием высоких температур из древесины выделяется газ, который дожигается в верхних отсеках, что обеспечивает максимально возможную эффективность оборудования.

Такие котлы длительного горения на опилках имеют конструкцию, аналогичную твердотопливным пиролизным установкам. Отличием является лишь наличие дополнительного бункера и специальной шнековой системы, которая автоматически подаёт топливо в камеру сгорания.

Пиролизный котел верхнего горения: преимущества и недостатки

Пиролизный котел верхнего горения: преимущества и недостатки

Описание и особенности котлов на щепе

Агрегат работает на мелком деревянном топливе. Представляет собой автоматизированную котельную, в которой подача щепок, очистка продуктов сгорания происходит без человеческого вмешательства. Если она оснащена большим бункером, дозагрузка требуется всего несколько раз за сезон.

К такому прибору можно подключить систему ГВС, чтобы сделать из него двухконтурный. Также он способен функционировать с бойлером косвенного нагрева.

Как горят опилки

Процесс сгорания опилок и дров отличается. Если при плотной укладке последних, между поленьями свободно циркулирует воздух, то в случае даже неуплотненной массы опилок в зону сгорания дополнительный воздух почти не поступает. Без подачи воздуха огонь горит слабо и склонен к угасанию. Из полного объема загруженных отходов древесины только верхний слой в 2-4 см участвует в процессе постоянного горения.

Котлы и печи длительного горения на опилках и других древесных отходахПри сгорании дров в процессе участвует вся масса топлива. Количество выделяемых при этом пиролизных газов усиливает мощность огня, доводя температуру пламени до отметок выше 1000°С (до 2000°С в языках пламени). Температура горящей щепы и опилок меньше этих показателей из-за малого объема пиролизных газов, выделяемых только верхним слоем (до 15 мм) загруженного топлива. Эти факторы объясняют уменьшение от 2-х до 3-х раз мощности оборудования на опилках.

Стоимость щепы и мелких отходов деревообработки дешевле каменного угля в 30 раз, природного газа – в 60 раз, дров – в 3-4 раза. И в этих цифрах учтено предварительное доизмельчение крупных отходов древесины. Можно утверждать, что даже менее эффективное (по мощности и температуре огня) сгорание опилок, требующее дополнительного объема материала для получения равноценного количества тепловой энергии, считается дешевым вариантом для отопления.

Особенности работы твердотопливного котла на щепе и опилках значительно повышают теплоотдачу сгораемого топлива из опилок, позволяя называть его экономным.

2

Преимущества оборудования

Во многом популярность отопительных приборов, которые работают на древесной стружке, объясняется многочисленными преимуществами этой технологии. Изготовленный своими руками котел на опилках длительного горения имеет следующие преимущества:

  • Безопасность использования.
  • Возможность контроля расхода сырья и температурного режима.
  • Экологичность оборудования.
  • Минимальные затраты на топливо.
  • Быстрый нагрев помещения.
  • Высокий КПД.

Устройство пиролизного котла

Изготовленные своими руками котлы на опилках характеризуются универсальностью и эффективностью. С помощью такого отопительного оборудования с легкостью обогревают помещение любой площади. Благодаря простой конструкции прибора его можно сделать самостоятельно, а в последующем топливо можно брать бесплатно на пилорамах или покупать уже готовые высушенные прессованные брикеты опилок.

Из минусов котлов на опилках отмечают их повышенные требования к качеству топлива и его показателям влажности. Также потребуется периодически выполнять очистку дымохода от золы и сажи. От правильности такого сервисного обслуживания будет напрямую зависеть эффективность оборудования и его безопасность эксплуатации.

Как своими руками изготовить теплоаккумулятор

Как своими руками изготовить теплоаккумулятор

Как подается топливо

В целом, такое котлы могут функционировать на любом топливе из дерева, от биологических брикетов до обычных дров.

Обратите внимание! Для того чтобы работать полностью автоматически, котлы на опилках должны использовать только стружку и опилки!

Чтобы прибор смог «питаться» дровами, его топочную камеру следует переделать. Но в большинстве современных моделей в комплект уже входит все, что потребуется для переоборудования.

Вне зависимости от того, какого типа топливо используется, пиролизным котлам необходимо, чтобы оно обязательно было сухим. Если оно будет влажным, то при горении будет образовываться пар. И если пар смешается с газом, то последний от этого станет тяжелее, а сам процесс горения существенно ухудшится. Поэтому не странно, что каждый твердотопливный прибор до 1/3 своей мощности тратит именно на то, чтобы просушить топливо.

Вам следует должное внимание уделить подаче топлива, состоящей из двух элементов:

  • ворошитель – он перманентно перемешивает опилки, по причине чего обеспечивается постоянная их подача на шнек;

Отопительные котлы на опилках

шнек – устройство, предназначенное для транспортировки опилок из специального бункера в топочную камеру.

Обратите внимание! Автоматические котлы характеризуются тем, что в них подача топлива происходит непрерывно! Это позволит вам сделать бункер для него, расположенный под землей.

Подземный бункер хорош тем, что в нем не только хранится топливо, но он экономит свободное пространство в доме. Зачастую он устанавливается таким образом, чтоб его наивысшая точка располагалась на том же уровне, что и сам фундамент. В этом же месте должен располагаться люк, через который топливо будет засыпаться сразу же из транспорта, доставившего его. Также отметим, что бункер должен размещаться в комнате, соседствующей с той, где находится котел, дабы без проблем наладить топливный транспортер.

Отопительные котлы на опилках

Основные требования

Агрегат для длительного горения древесины должен быть обеспечен:

  • 3-ступенчатой подачей воздуха;
  • контролируемым пополнением бункера опилками;
  • повторным дожигом продуктов.

Требования к котлу

После перегорания сырья и нагревания теплообменника горячие массы должны сразу выводиться в дымоотвод или предварительно в камеру газогенерации для дожигания горючих газов.

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.

котел на опилках

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).

Котельная на опилках для производства

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.

Устанавливаем регистр для теплоносителя

Котел на опилках своими руками: рекомендации по изготовлению

Установленный регистр

Теперь можно подумать о подключении котла к системе отопления. Для этого потребуется на выходе из котла дымохода установить регистр.

На рисунке хорошо виден установленный регистр с подключенной подачей и обраткой, соединенной с центральной отопительной системой. Это один из вариантов, вы можете использовать совершенно другой. Главное, чтобы он соответствовал тепловым параметрам изготовленного вами котла и полностью удовлетворял объему установленной радиаторной системы отопления.

Мы не будем подробно останавливаться на устройстве регистра. Скажем одно: чем ближе к котлу он установлен, тем эффективнее он работает.

Котел на опилках своими руками: рекомендации по изготовлению

Трубопроводы, подключенные к регистру

Автоматизация очистки золы

Для удаления продуктов горения предусмотрены такие элементы и узлы:

  1. Движущиеся колосники. После переработки опилок пластина переворачивается, пыль высыпается в зольник.
  2. Узел самоочистки. Под топкой установлен шнек. На него падает зола. Периодически он запускается и перемещает отходы в отдельно стоящий отсек.
  3. Конструкция для очистки канала. Дымоход оснащен пружинами. Специальный механизм их натягивает и отпускает. При этом нагар, сажа из каналов просыпается вниз. Откуда отводится с помощью узла самоочистки зольника.
Очистка золы

Существует возможность автоматизации процесса золоудаления.

Отопительные котлы на опилках — существенная экономия

Теплогенератор на опилках в настоящее время встречается нечасто, хотя с его помощью можно эффективно обогревать частный дом. В основном отопительные котлы на опилках производятся зарубежными компаниями.

Отопительные котлы на опилках

Система подачи топлива

Твердотопливные котлы длительного горения на щепе и опилках, работающие в автономном режиме, практически не требуют обслуживания.

Топливо подается посредством нескольких транспортеров:

  1. Преемник — бункер имеет свободный доступ снаружи здания. В нем установлена шнековая передача, которая соединена с основным хранилищем. После того, как топливо загружено в бункер, включается транспортер, который подает топливо в механизированное хранилище.
  2. Выделяют два типа хранилища, с разным способом подачи древесной щепы в котел. В первом случае в виде бункера выступает наклонное основание, которое образует конус, внизу его находится шнековая передача. Во втором используется ворошитель с подсоединенными к нему лопастями. В процессе вращения устройства, щепа попадает в шнек.
  3. После хранилища щепа попадает в котел не сразу. Пиролизные отопительные водогрейные котлы, функционирующие на опилках и щепе, осуществляют подачу топлива частями. Каждая новая порция топлива попадает в топку с помощью специального барабана, который соединен со шнековой передачей, подающей щепу на горелку.
Система загрузки топлива

Система загрузки топлива из топливохранилища с помощью горизонтального рессорного перемешивателя с поднимающим шнековым транспортером для котлов HERZ firematic 20-301 и HERZ BioMatic 220-500

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.

4

Основные требования к топливу

Эффективность твердотопливного котла будет во многом зависеть от качества топлива. Рекомендуется использовать хорошо просушенную мелкую щепу различных пород древесины. К опилкам предъявляют следующие требования:

  • Топливо для пиролизного котлаПлотность сырья. Именно от этого показателя у опилок будет зависеть эффективность работы котла. Чем меньше плотность материала, тем больше показатели теплоотдачи. Предпочтительно использовать опилки от фрезерных станков, имеющие плотность на уровне 120 килограммов в кубическом метре. При использовании топлива с такими характеристиками от 250 грамм сырья можно получить около 1 кВт тепловой энергии.
  • Влажность опилок. Мокрые продукты деревообработки плохо горят, существенно снижая эффективность отопления помещения. Предпочтительно использовать качественно просушенные опилки, влажность которых не превышает 20%.

Отдельные модификации котлов, в которых реализована функция автозагрузки топлива из бункера, не могут работать с опилками, имеющих влажность более 40%. Поэтому качеству просушки стружки необходимо уделить должное внимание. Для удобства загрузки и хранения такого топлива часто используют прессованные опилки, которые предлагаются по доступным ценам, что существенно уменьшает расходы на обогрев частного дома.

Расчет минимально необходимой мощности

Определение минимальной тепловой мощности, необходимой для обеспечения комфортного проживания начинается с принятия решений пользователем о:

  • количестве контуров (обогрев жилья, ГВС, теплый пол).
  • регионе проживания (местный климат, роза ветров и т.д.).
  • количество этажей, материал стен, высота потолков, площадь и количество окон здания.

Используя нормативы и коэффициенты СНиП 2.04.01-85, на нашем и других примерах можно сделать довольно точный расчет.

На практике, в начальных расчетах, определяют суммарную площадь отапливаемого здания и, исходя из нормы 1 кВт тепла на 10 м2, получают необходимую мощность, расходуемую на отопление, затем добавляют 20% для контура ГВС и еще 20% на возможные неточности и создание запаса прочности.

Например, для двух контуров потребления тепла в сооружении суммарной площадью 200 м2 достаточно на отопление (200х1)/10 = 20 кВт, ГВС и запас прочности добавят еще 20*0,4= 8 кВт, всего 28 кВт. При выборе конкретного котла принимается ближайшая большая, чем минимально необходимая, стандартная мощность агрегата.

Для промышленных зданий необходимо производить индивидуальный расчет с учетом всех корректирующих коэффициентов.

5

Изготовление своими руками

В продаже сегодня можно найти различные модификации отопительных автономных котлов, работающих на щепе и опилках. Несмотря на все свои преимущества, они имеют один существенный недостаток — высокую стоимость оборудования. Поэтому многие дачники и владельцы частных домов изготавливают универсальные в использовании котлы самостоятельно, благо простая конструкция такого оборудования позволяет сконструировать его даже при отсутствии соответствующих знаний и опыта работы.

Для изготовления котла на щепе своими руками потребуются следующие инструменты и материалы:

  • Котёл на опилках своими рукамиТруба округлой формы диаметром 5 сантиметров.
  • Прямоугольный профиль 40 на 60 миллиметров.
  • Болгарка или резак для металла.
  • Электродрель.
  • Сварочный аппарат.
  • Рулетка и молоток.

В сети можно найти различные чертежи исполнения котлов, работающих на опилках и щепе. Проще всего такие отопители выполнить на основе трубы или газового баллона. Нужно лишь использовать прочную толстостенную сталь, что позволит обеспечить долговечность изготовленного своими руками котла.

  1. 1. Опилки для котлаС газового баллона снимается вентиль, и выпускается весь газ. По линии сварного шва срезается верхушка, после чего болгаркой или вручную края зачищаются, убираются все заусеницы. В последующем заготовка из газового баллона будет использоваться в качестве корпуса топки.
  2. 2. Отрезанную верхнюю часть баллона также зачищают, после чего подгоняют к основанию корпуса топки. По краям заготовки сверху приваривается окантовка, которую выполняют из полос толстостенной стали.
  3. 3. В крышке высверливается отверстие, в которое вваривают трубу для подачи воздуха.
  4. 4. В верхней части корпуса топки дрелью проделывают отверстие, которое необходимо для крепления дымоходной трубы. В полученное отверстие вставляют и заваривают железный патрубок.
  5. 5. Конструкция топки на опилках подразумевает наличие груза, который сверху придавливает топливо, регулируя тем самым его скорость сгорания. Груз делается из листового толстостенного металла, который вырезается по размерам внутреннего диаметра баллона. По центру диска выполняется отверстие, которое по своему диаметру идентично трубе, врезанной в крышку котла.
  6. 6. К внутренней поверхности круглого груза рекомендуется приварить железные рёбра, что позволяет рассеивать воздушные массы, увеличивая эффективность отопительной установки.
  7. 7. Из металлического листа выполняется водяная рубашка, по которой будет циркулировать теплоноситель. Водяная рубашка располагается снаружи топки, имеет форму и размеры корпуса.
  8. 8. К корпусу топки по кругу приваривают рёбра жёсткости, которые защищают водяную рубашку от ее температурной деформации.
  9. 9. Водяную рубашку крепят к металлическим ребрам жесткости.

Сырье для пиролизных котлов

На этом работа по изготовлению отопительного котла завершена. Необходимо провести пробный пуск, проверить качество сварки, а также удостовериться в отсутствии протечек водяной рубашки, по контуру которой циркулирует теплоноситель. В последующем возможна модернизация отопительного котла, к которому дополнительно монтируют бункер с опилками и шнековый механизм для автоматической загрузки стружки в камеру сгорания.

Выполнив самодельный пиролизный котел на опилках и щепе, можно не только решить проблемы с обогревом небольшого частного дома или дачного строения, но и сократить расходы на проживание за городом в зимнее время года. В специализированных магазинах можно приобрести уже готовые изготовленные промышленным способом котлы, имеющие один или два контура, отличающиеся полной безопасностью в эксплуатации и оснащённые управляющей автоматикой.

При необходимости можно изготовить универсальные варианты автономных отопителей, которые будут различаться своими показателями мощности, длительностью работы от одной заправки топливом, а также рядом других характеристик.

Экономичность отопления опилками

Отопление дома опилками считается наиболее выгодным, но это мнение ошибочно. Действительно, топливо стоит дешево, но что касается того, действительно ли это самый дешевый способ обогрева, то это не совсем так.

Отопительные котлы на опилках

Для дома площадью около 200 «квадратов» потребуется котел мощностью около 25 кВт. Для одного часа работы потребуется 40 килограммов опилок, так что резервуар для хранения топлива должен быть достаточно большим. Стоят они недорого, а если покупать их на деревообрабатывающих предприятиях, то они обойдутся еще дешевле. Прессованные опилки для отопления тоже весьма выгодны.

Для сравнения: газовое оборудование такой же мощности потребляет в час около 3 куб. метров. Стоимость такого объема газа практически равно 40 килограммам опилок. Таким образом, отопление газовым котлом обходится в ту же сумму, что и оборудованием, работающим на опилках. При этом газовые котлы стоят гораздо дешевле и не занимают столь много места (прочитайте также: «Теплогенераторы газовые для воздушного отопления — виды и преимущества «).
Если купить промышленное оборудование нет возможности, то можно научиться создавать самодельные котлы на опилках. Но у них есть серьезный недостаток – автоматизированную систему сделать невозможно, поэтому придется часто подкладывать топливо самостоятельно. Это очень неудобно, а кроме того, придется постоянно пополнять запас опилок, а это затруднительно, если поблизости нет деревоперерабатывающего предприятия.

Отопительный котел на опилках — видео:

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.

Выбираем надежный котел на опилках для дома и дачи

Отопительные котлы на опилкахНевозвратные горючие отходы производства всегда представляют интерес как дешевое топливо для производственных и бытовых нужд. В ходе первичной деревообработки (распиловки круглого леса) такими отходами являются опилки, которые образуются в немалых объемах.

Периодический вывоз или утилизация их выливается в значительные расходы, а постоянное складирование их на производственной площадке чревато санкциями органов экологического и санитарно-эпидемиологического контроля. Использование опилок, с учетом их постоянного образования, для отопления частных домов и дач выглядит весьма привлекательно.

Учитывая специфику топлива, полезно предварительно внимательно ознакомиться с характеристиками и особенностями эксплуатации специальных котлов на опилках. Кроме того, несколько слов нужно сказать о самом топливе.

Установка и настройка

Монтаж выполняют по правилам, описанным в инструкции по эксплуатации. Также можно доверить процедуру профессионалу. Участок пола для агрегата заливают стяжкой толщиной не менее 7 мм. Предусматривают места обустройства бункера, хранилища, с учетом удобства подачи топлива.

Первый запуск лучше поручить специалисту. Он проверит систему на герметичность, оценит соответствие температурных показателей паспортным, работоспособность группы безопасности. Выполнит необходимые настройки, чтобы повысить экономичность.

Особенности установки и настройки оборудования

Сборка изделия осуществляется по чертежам. На кожухе фиксируется фланцевая пластинка, к которой прикрепляется горелочная труба.

Шнек, который подает в зону тления опилки, монтируется внутри горелки. Скорость его работы подстраивают под интенсивность поступления воздушной массы. Для настройки оборотов шнекового двигателя, вентилятора используется ручной регулятор. Это самое простое решение, но требует постоянного наблюдения за оборудованием в процессе его эксплуатации.

В зависимости от уровня нагревания теплоносителя, погодных условий нужно переключать рабочие режимы.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...