Котлы и печи длительного горения на опилках и других древесных отходах
Отопительные приборы с газовым оборудованием заметно теснятся конструкциями, работающими на твердом топливе. КПД и эффективность твердотопливных котлов постоянно увеличивается благодаря конструкционным доработкам, внедрению последних технологических разработок, расширению ассортимента используемого сырья. Одним из перспективных и экономически оправданных представителей такого оборудования считается котел на опилках.
Встречается прибор пока редко. Но хозяева, использующие его для обогрева (частного дома, теплицы, производственного цеха, частной мастерской, других помещений), уверены в незаменимости котла и довольны приобретением.
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.
При 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.
Плюсы и минусы применения опилок как топлива
Сухость – главное требование к топливу
Возможные системы отопления
Для дома и помещения большой площади применяются следующие отопительные системы на опилках:
Воздушное и водяное отопление может предусматривать принудительную (с помощью насоса) и естественную (с учетом физических свойств перемещения нагретого вещества) циркуляцию теплоносителя.
Особенности работы твердотопливных котлов на опилках
Котлы на опилках для длительного горения должны иметь периодическую контролируемую загрузку сырья в топку, 3-х ступенчатую подачу воздуха, возможность обеспечить продуктам сгорания повторный (вторичный) дожиг. При сгорании опилок в рабочей топке происходит нагрев теплообменника, горячий воздух может сразу отводиться дымоотводной системой или попадать в камеру для дальнейшей газогенерации с дожигом газов.
Конструкция котлов
Устройство стандартной котельной установки включает следующие узлы и конструкционные элементы:
Если котел на опилках делают своими руками, его конструкция упрощается.
Как подается топливо
На одной порции загрузки котел работает длительное время и для обслуживания устройства, обогревающего коттедж или дом до 150-180 м2, достаточно ручной загрузки топлива 1-3 раза в сутки. На такое обслуживание уходит несколько минут.
Для мощной модели, обогревающей большое здание, коммерческие или производственные помещения больших размеров, предусмотрено наличие бункера. Из него засыпанное сырье автоматически подается к топке в требуемом объеме и в назначенное оператором время. Основные узлы системы подачи топлива: ворошитель – периодически рыхлит опилки (предупреждая слеживаемость) и подает их к транспортеру; шнековый (встречается ленточный) транспортер для перемещения сырья в топку.
Защитные системы, режимы работы
Автоматика твердотопливного котла делает управляемыми процессы доставки топлива в газогенератор, подачи в рабочую топку пропорционального количеству сырья объема воздуха, подачи холодной воды, регулирования температуры теплоносителя. Для безопасной эксплуатации котлов важны реализуемые автоматикой функции предотвращения возгорания, обнаружения дыма, сигнализации о возникших проблемах. Отсутствие подобных систем – главный недостаток самодельных котлов.
Твердотопливные котлы с блоком управления работают в следующих режимах:
Печь на опилках: старый принцип по-новому
С повышением цен на энергоносители все большее количество людей задаются целью получения как можно большего количества энергии из источников, ранее считавшихся бросовыми. При этом в качестве топлива рассматривается отработанное масло, бытовые отходы, старые автомобильные покрышки.
Сегодня мы поговорим, как устроить печь на опилках недорого и своими руками, причем это будет агрегат, работающий по принципу длительного горения.
Ведь ни для кого не будет секретом, что в нашей стране существуют регионы, где щепу и опилки можно использовать для отопления практически даром, если не считать расходов на их доставку.
Меньше площадь – меньше тепла
Существуют печи длительного горения с подключенными водяными и воздушными контурами. Благодаря этому, печь на опилках позволяет отапливать достаточно большую площадь.
Мы в статье об отопительных печах для теплиц уже рассматривали вариант печи на опилках, сделанный своими руками, но данный вариант печи способен отапливать сравнительно небольшую площадь, и это обусловлено не отсутствием водяного или воздушного контура, а небольшой площадью использования горячих газов.
На рисунке представлены чертежи данной печи.
Как видно, при полной загрузке тепловая площадь печи составляет примерно 1/3 общей площади. На рисунке эта область выделена красной штриховкой.
При такой компоновке существует потеря тепловой энергии, уходящей через дымоход. Конечно, можно попытаться получить как можно больше тепла, увеличив длину прохождения дымохода через отапливаемое помещение. Но это не совсем рационально, а в отдельных случаях попросту невозможно из-за конструктивных особенностей помещения и его площади.
Данная печь на опилках длительного горения хороша своей простотой, ведь по большому счету изготовить ее можно в течение нескольких часов из подручных материалов.
Решение проблемы – устройство контура
Но сегодня нас интересует печь на опилках длительного горения, которую можно использовать для отопления помещений как можно большей площади.
Конечно, потребуется установка водяного или воздушного контура, но вначале давайте решим вопрос: а можно ли в печи данного типа увеличить тепловую площадь без увеличения длины дымохода?
На первом представлена печь длительного горения с внешним дымовым контуром. Устройство полностью повторяет ранее представленную печь на опилках. Единственное изменение состоит в контуре, через который проходят горячие дымовые газы, и нижнем расположении дымохода.
На первом представлена печь с внешним дымовым контуром. Устройство полностью повторяет ранее представленную печь. Единственное изменение состоит в контуре, через который проходят горячие дымовые газы, и нижнем расположении дымохода.
Как видим, изменения позволили значительно увеличить тепловую площадь печи длительного горения без увеличения длины дымовой трубы. Объем топки остался неизменным.
Как видим, изменения позволили значительно увеличить тепловую площадь печи без увеличения длины дымовой трубы. Объем топки остался неизменным.
Во втором случае внутренний контур устроен внутри существующей печи. Тепловая площадь тоже увеличилась. Единственный недостаток данной установки — это уменьшение загрузочного объема опилок.
Но есть и преимущество: устроить такой контур не составит большого труда, единственное что потребуется, — это установка внутрь 200-литровой бочки меньшего диаметра и перестановка дымохода.
Как видим, небольшая доработка позволит значительно повысить эффективность использования такой на первый взгляд простой печи.
Новая система на старых принципах
Но и это еще не все. Печь самодельная на опилках позволяет создать еще более эффективные конструкции.
На снимке представлен котел длительного горения с возможностью подключения к системе водяного отопления. Что примечательно, котел можно изготовить своими руками, работает он на опилках, мелкой щепе и различных бытовых отходах. Но конечно, в первую очередь он предназначен для работы на опилках.
При более внимательном рассмотрении наши читатели заметят некоторое сходство данного котла с печкой «бубафоня». Но это не совсем так.
Проходящая через крышку труба хоть и является поддувалом, но не имеет форму поршня и при работе котла совершенно неподвижна. На данном рисунке представлен полностью заправленный котел. Как видно, труба утоплена почти полностью внутрь, у «бубафони» она бы значительно выступала из котла.
Материалы для устройства
Давайте рассмотрим, как сделать такую печь на опилках своими руками.
Для его изготовления, без регистра, потребуется:
Внутренняя начинка
Как же устроен данный котел?
На рисунке видно, что котел состоит из трех частей:
В таком положении котел находится перед загрузкой топлива.
Строим котел на опилках
Как сделать такой котел самостоятельно?
К трубе диаметром 400 мм с одной стороны приваривается заглушка. Это будет днищем котла. Высота котла зависит от ваших потребностей. Рассчитывайте таким образом, что при нормальной работе одного мешка опилок хватает на 8-10 часов.
Наш совет: котел высотой 1500 мм с полной заправкой способен работать до 40 часов без перезарядки.
Наш совет! Вырезать в толстом металле совершенно ровное отверстие в домашних условиях довольно затруднительно. Поэтому на токарном станке изготовьте толстую шайбу. Она должна свободно надеваться на 76-ю трубу и одновременно прикрывать неровности в отверстии крышки. Приварив электросваркой шайбу к крышке, вы получите совершенно ровное отверстие, в которое идеально входит 76-я труба.
Изготовление поддувала
В основном котел готов. Осталось изготовить поддувало.
На рисунке видно, как оно устроено.
Как правильно загружать топливо?
На рисунке показана пустая топка. Как работает печь и как ей пользоваться?
В отличие от, к примеру, «бубафони», труба поддувала вставляется сразу в топку штырями вниз. Они должны упираться в днище, при этом поддувало располагается по центру.
Топливо загружено — запуск
Наш совет: для регулировки тяги на поддувале можно установить заслонку в дымоходе.
Устанавливаем регистр для теплоносителя
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.
Основные правила теплоизоляции
Но это еще не все. Можно значительно повысить эффективность работы котла, если выполнить его теплоизоляцию.
Мы много раз рассказывали на своих страницах о теплопроводности материалов. В статье Железная печь для бани своими руками – знание сила есть видео, где доступно рассказывается о таком эффекте, как тепловое излучение.
Кратко отметим, что при работе любой печи образуется тепловое излучение, свободно проходящее через металл. Если бы наш котел работал без регистра, это было бы замечательно, он легко бы обогревал помещение, в котором установлен.
Тепловое излучение без потерь
В вышеуказанной статье и в видео этот вопрос подробно рассмотрен. Становится понятным, что обкладка котла кирпичом вплотную к его стенкам создаст переизбыток теплового излучения в топке котла, которое вместе с отработанными, горячими газами устремятся в дымоход. Что нам и нужно, а установленная в дымоходе после регистра заслонка позволит хорошо регулировать работу котла и нагрев теплоносителя.
Можно обложить котел и регистр базальтовой ватой, а сверху сделать кожух из жести.
Устройство котла на постоянной основе
Если в вашем регионе с опилками нет проблем, а такой способ отопления является самым выгодным, можно установить данный котел более рационально и удобно.
На рисунке показана схема установки котла:
Обслуживание? Без проблем!
Как видно из рисунка, достигается прекрасная теплоизоляция котла и намного облегчается обслуживание. При достаточно высоком котле загрузка топлива не совсем удобна, а в данном варианте не представляет ничего сложного.
У многих может возникнуть вопрос: как чистить котел? Смеем вас заверить, проблем не возникнет.
А можно установить котел снаружи?
Что еще стоит отметить, установить котел таким образом можно вообще снаружи отапливаемого помещения. Просто потребуется установить сверху короб и хорошо утеплить трубопроводы. В таком варианте котел вообще не доставит хлопот и не займет лишнего пространства в помещении.
Рассмотрев вопрос об устройстве котла на опилках, собранного своими руками, становится понятно, что при определенных навыках и знаниях из простого агрегата может получиться вполне приличный котел отопления.
Электроника в помощь
Мы подали идею и рассмотрели один из вариантов. Но при желании можно еще усовершенствовать данный агрегат:
Соединив все это в одну цепь, можно получить котел, способный с успехом поддерживать заданную температуру.
Знания и навыки — залог безопасности и успеха
Установка высокоэффективного регистра способна еще больше увеличить КПД и вполне позволит отапливать данной системой даже небольшой дом.
В заключение несколько слов о безопасности. Собирая котел своими руками, выполняйте все работы качественно и аккуратно. Особенно это относится к сварке и работе со шлифовальной машинкой.
Если вы не обладаете достаточным опытом в работе с данными видами инструментов, лучше пригласите знакомого или наймите специалиста, который сможет выполнить эти виды работ.
Помните, что любая печь и котел являются пожароопасными агрегатами, при неправильной эксплуатации которых последствия могут быть катастрофическими.
Удачи и тепла вашему дому!
Старый дедушка-печник научил нас обращаться с печкой и топить правильно
Недавно наша семья приобрела деревенский домик, в котором есть печка. Мы никогда такой не пользовались, поэтому нашли в деревне дедушку-печника. Он рассказал про сорта дров (какими топить лучше, а какими хуже) и дал еще несколько советов о том, как печкой пользоваться, чтобы она долго служила. Мы узнали от него очень много полезного, спасибо ему!
Как оказалось, если правильно обращаться с печью и дровами, то можно расход топлива снизить на 15-20 процентов. А также можно улучшить теплоотдачу и не допустить усиленного образования сажи в дымоходе. При этом срок службы печки во многом зависит от следования правилам.
Какие дрова предпочтительны?
Лучше всего брать дрова твердых, лиственных пород. Когда они сгорают, смола не выделяется, а высокая температура горения держится без проблем. Добавочным плюсом является то, что сажа остается по минимуму внутри дымохода.
Нежелательно топить печь мусором, плохо также использовать дрова из ели и сосны. Напротив, хорошо топить опилками. В ход идут и брикеты, их изготавливают из торфа или же древесины. Топливо должно иметь влажность порядка 20 процентов. Она присутствует, если дрова хранятся в сухом помещении в течение года.
Какая порода древесины больше подходит для дров?
Различные породы древесины отличаются друг от друга теплотворной способностью и особенностями горения. В связи с этим, выбирая топливо, нужно разбираться в рабочих характеристиках дров.
Вот о чем еще рассказал печник.
Какие бывают альтернативные варианты?
Помимо перечисленных выше сортов древесины популярными являются брикеты из торфа. Их преимущество состоит в том, что их не нужно колоть, сушить и еще каким бы то ни было образом подготавливать к горению.
Вместо кусковой древесины можно использовать опилки. Но при этом все равно нужны дрова. С их помощью выполняется растопка, за ней добавляются опилки, которые должны составлять не больше трети всего объема топлива.
Что лучше использовать для прочистки дымохода?
Периодически нужно делать профилактику дымохода. Из него удаляется сажа и отложения смолы. Для этого существуют вот какие причины:
Чтобы осуществить профилактику состояния дымохода в числе прочего при небольших отложениях жгут осиновые или ольховые дрова. Печь нужно хорошенько протопить. Помимо дров используют и брикеты, имеющие специальный химический состав. Однако при условии, что внутри дымохода наблюдаются большие отложения сажи, выжигание смолы не поможет. Тогда механическая очистка труб неизбежна.
Как топят правильно?
Для уменьшения расхода дров и улучшения горения печник посоветовал делать следующее:
Как нужно растапливать печку?
Растопку печи можно рассматривать как своего рода искусство. Если делать это неправильно, как и неумело поддерживать огонь, то нельзя будет добиться температуры в топке больше 40-50 °С, а этого недостаточно, чтобы обогреть помещение. Растопка предполагает следующие шаги:
Изучаем выгоду использования печи на опилках и пытаемся сделать ее самостоятельно
В нашей стране предостаточно природных ресурсов, поэтому у владельцев частных домов не возникает сложностей с покупкой топлива для обогрева своего жилья. Однако вместе с таким разнообразием закономерно возникает вопрос, какое топливо оптимально использовать? Например, выгодна ли печь на опилках в качестве основного типа отопления.
Разновидности топлива
Разновидностей источников для обеспечения дома теплом предостаточно, но условно их можно подразделить на газовое, жидкое и твердое топливо. Системы, работающие на газу, используют в основном те дачники, которые желают в коттедже иметь тот же уровень комфорта, что и в квартире.
Однако твердое и жидкое топливо экологически безопасно и вреда здоровью владельцам загородного дома принести не может.
Дрова и брикеты с опилками
Самым древним способом топить частный дом является использование дров. Правда, в последние десятилетия дрова стали достаточно дорогостоящим видом твердого топлива. Для самостоятельной вырубки потребуется получать разрешение, а дрова у продавцов стоят довольно много денег. К тому же для их хранения обязательно потребуется обустраивать специальное место, надежно защищенное от влаги.
Именно потому так востребованы сегодня брикеты с опилками. Причем они решают проблему не только дачников, у которых в доме оборудована печь — это отличный способ утилизировать отходы предприятий, которые занимаются обработкой дерева.
Помимо этого при горении опилок не образуется вредных выбросов и газов — золу, которая остается после использования печи на опилках, можно вполне применять в качестве удобрений.
Пеллеты
Аналогом дров и опилок являются пеллеты – специальные гранулы, которые изготавливают из измельченной древесины. Однако такое топливо имеет ряд несущественных, но недостатков:
Каменный уголь
Эффективность сгорания каменного угля очень высокая – 1 кг такого топлива способен без труда заменить 2 кг дров. Вместе с тем стоимость их практически одинаковая.
При использовании угля, чтобы обеспечить отопление частного дома, потребуется установка котла или чугунной топки.
Дизельное топливо, природный газ, электричество
Из остальных видов топлива наиболее популярными являются дизельное топливо, природный газ, а также электричество:
Преимущества и недостатки брикетов с опилками
Если владельцы дачи решили использовать для ее обогрева брикеты с опилками, это даст им ряд неоспоримых преимуществ, а именно:
Стоит отметить что, если дачники решат для обогрева дома использовать печь на опилках, им придется столкнуться с одним недостатком такого топлива – иногда пыль от опилок способна вызвать у человека аллергическую реакцию.
Правда, были случаи самовозгорания брикетов, но это происходило при их неправильном хранении.
Устройство печи
Помимо того, что подобные печи используют для обогрева дома, их применяют в гаражах, теплицах, на складах и в квартирах. Стандартная модель состоит из нескольких основных элементов:
Принцип работы
Стоит отметить, что тепло в печи на опилках выделяется не в процессе горения, а из-за тления брикетов. Одной закладки такого топлива хватит примерно на 10 часов тления. Печь оснащена специальным регулятором, который позволяет без труда дозировать объем воздуха внутри нее.
После того как опилки попадают в топку, перекрывают практически все отверстия, чтобы обеспечить минимальный приток воздуха. При тлении брикетов выделяется газ, который профессионалы называют «топочным». Именно этот газ и выделяет довольно большое количество тепла за счет сгорания в камере розжига.
Самостоятельное изготовление поэтапно
Владельцы загородного дома или, к примеру, гаража могут сделать печь на опилках своими руками, однако перед монтажными работами следует обустроить фундамент – это обеспечит противопожарную безопасность агрегата. После установки оборудования его необходимо обложить огнеупорными кирпичами или монтировать водяной контур. Для монтажных работ потребуются следующие материалы:
Из инструментов понадобятся швеллер, сварочный аппарат, болгарка (плюс отрезные круги), молоток, ножовка по металлу.
Подготовка топливного бака
Верхнюю часть бочки, из которой изготавливаются топливный бак, обрезают болгаркой. Можно, конечно, использовать ножовку по металлу, но процесс обрезки затянется. Обрезать верхнюю часть бочки следует только после правильной разметки, а иначе заготовка будет испорчена.
Во работы нужно следить, чтобы диск болгарки не перегрелся, а также отрезать ровно по размеченной линии. Оставшуюся часть выкидывать не надо – она подойдет в качестве крышки для печки.
Установка прижимного круга и подводящей трубы
При подготовке прижимного круга следует учесть, что его диаметр должен быть несколько меньше, нежели диаметр топливного бака (бочки с вырезанной верхней частью). В центральной части круга вырезают отверстие, диаметр которого должен соответствовать диаметру подводящей трубы. Швеллер необходимо распилить ножовкой на 4 части и приварить непосредственно к прижимному кругу – так конструкция станет более прочной.
Затем сварочным аппаратом друг с другом объединяют подводящую трубу и круг. Трубу обязательно оснащают заслонкой для лучшей регулировки воздуха, поступающего в печь – простой в изготовлении заслонкой является металлический круг, оборудованный стальной ручкой.
Установочный трубопровод и крышка
Для отвода дыма из агрегата к топке следует подсоединить отводящий трубопровод. Для этого в верхней части топливного бака вырезают специальное отверстие и сваркой присоединяют саму трубу. Ее подключение к главной системе, обеспечивающей отопление, осуществляется при помощи хомута. В качестве крышки оптимально использовать ранее вырезанную верхнюю часть бочки с приваренными ручками. Печь необходимо надежно защитить от перегрева, для чего к наружной части бака приваривают отражатель. Его изготавливают из металла.
Такая конструкция даст длительное горение, а это решит проблему обеспечения жилья теплом. Причем при самостоятельном изготовлении подобной печи используются достаточно недорогие материалы.
