Особенности котлов на опилках

Что такое автоматический ТТ-котел

Устройство используют для обогрева домов, производственных помещений. Выработка тепла в них ведется непрерывно. Постоянное присутствие человека в помещении при этом не требуется, т.к. печь оборудована хранилищем для автоматической подачи древесных материалов. Такие агрегаты еще называют твердотопливными котлами длительного горения (ТКДГ).

Прибор состоит из 2 узлов: печи и емкости для сбора дров, угля и т.д. Загрузка топлива из хранилища в камеру сгорания осуществляется механическим способом. Днище (бункера) оборудовано железным винтовым цилиндром или заглушкой-поддоном. Вращаясь, они запускают подачу топлива в печь через трубу, соединяющую емкость с камерой сгорания.

При выборе ТКДГ следует учитывать, чем будет отапливаться помещение – дровами или гранулированным сырьем. От этого зависит не только тип конструкции (габариты, масса), но и энергоэффективность установки (КПД, цена обогрева).

Плюсы

Преимущества ТКДГ – работы в автономном режиме, экономичный расход горючего, экологичность эксплуатации. При установке котла частник избавляет себя от необходимости постоянного контроля над процессами горения (поддержанием пламени, температуры). Постепенная (дозированная) загрузка топлива существенно сокращает объемы сжигаемых материалов за сезон. Количество продуктов сгорания (золы, сажи) сокращается. При этом постройка обогревается круглосуточно без перепадов температур. Владельцу не нужно тратить время на розжиг.

Дополнительным преимуществом котлов-автоматов является их использование в системе домашнего отопления. Размеры установок позволяют разместить их в подсобном помещении без перепланировки здания и дополнительных расходов.

При установке котла нет необходимости контроля процесса горения.

Минусы

Твердотопливный котел с автоматической подачей топлива имеет 1 недостаток. Раскаленная конструкция нагревает пространство и предметы вблизи. Для соблюдения техники пожарной безопасности требуется капитальный ремонт подсобного помещения (места размещения) с использованием негорючих материалов (камня, цемента, керамики).

Недостатком ТКДГ является меньший КПД по сравнению с отопительными печами.

Важна рациональная оценка

Важно правильно выбрать котел Все автоматические пеллетные котлы показывают хорошие результаты. Однако всегда стоит помнить, что чем ниже степень участия пользователя в их работе – тем выше цена инженерного решения

Она растет буквально в геометрической прогрессии. Поэтому автоматический бытовой пеллетный котел нужно выбирать рационально.

Недорогие установки потребуют каждодневной чистки, дозагрузки и розжига в полуавтоматическом режиме, однако смогут работать на топливе любого качества со стабильным показателем эффективности. На противоположном конце шкалы находятся полностью автоматизированные системы. Они самостоятельно чистятся, загружаются, обслуживаются и управляются. Однако их стоимость очень высока.

Принцип работы горелки

Щепа поступает в топочную камеру. Попадая на горелку, разжигается запальным устройством. Через конвекционную систему подается воздух. От скорости его нагнетания зависит высота столба пламени.

Под горелкой находится зольник. В него просыпается образовавшаяся под воздействием огня пыль. Из-за малого размера деревянное сырье сжигается полностью, не оставляя крупнозернистого мусора.

Принцип работы котла на щепе.

Теплообменник расположен вертикально, вдоль топки. Между его пластин проходит воздух при выведении продуктов горения в дымоход, что обеспечивает его дополнительный нагрев.

Процессор принимает показания термодатчиков. Для поддержания заданного температурного режима он запускает (останавливает) шнек и увеличивает или уменьшает скорость нагнетания кислорода.

Виды автоматизированных котлов

Основным минусом твердотопливного теплогенератора считается нередкая загрузка древесины или угля. Чтобы убрать его, необходимо автоматизировать топливную подачу, но это не очень просто, устройство для загрузки головешек пока еще не придумано. Однако если горючее имеет сыпучую структуру, то обсудить вопрос намного легче, что и было выполнено в соответствующих отопительных агрегатах. По типам сжигаемой сыпучей биомассы они разделяются на такие варианты:

• гранульные котлы с автоподачей топлива;
• угольные автоматизированные теплогенераторы;
• агрегаты, которые работают на щепе;
• комбинированные котлы.

Рассмотрим любой из представленных видов детальнее.

Изготавливаем котел на опилках своими руками

Автоматические котлы на опилках это окономичное и безопасное для здоровья оборудование. Оно вполне может заменить дорогостоящую печь, обогревающую жилье на электричестве, твердом или жидком топливе и при этом источающую вредные для здоровья остатки сгоревщих материалов. Поэтому все чаще владельцы частных домов устанавливают для отопления котел на опилках своими руками .

Находится он в подвальном помещении и попадание остатков горения в жилые комнаты исключено.

Принцип работы котла очень простой: альтернативой дорогостоящему топливу здесь являются мусор, кожурки от семечек, кукурузные початки, кожура орехов, щепа, древесные опилки и подобное топливо. Через дым в трубу уходит вверх, минуя жилые помещения, а вода поступает в систему водоснабжения и из них в радиаторы отопления.

Нормы и правила обустройства котельной

При подготовке помещения к монтажу отопительной станции следует соблюдать требования:

• стены, пол облицованы стройматериалами с низкой горючестью;
• наличие вентиляции;
• расстояние между прибором и хранилищем превышает 1 м;
• отгораживание бункера стеной;
• обустройство элементов для обеспечения пожарной защиты;
• размещение огнетушителей в зоне доступа;
• заземление отопительного прибора;
• прямое подсоединение к электросети через щитовую с УЗО;
• подключение через стабилизатор напряжения;
• наличие автономного источника питания (генератор).

Критерии выбора оборудования

Изделия российского производства неприхотливы к качеству сырья. Отличаются невысокой ценой. Но могут иметь недоработки в механизме подачи, не самые чувствительные термодатчики, меньше систем безопасности. Европейские модели функционируют полностью автономно. Они экономно расходуют топливо. Обеспечивают высокую мощность.

Основным критерием выбора оборудования является его мощность.

При выборе учитывайте:

• способ горения;
• производительность;
• периодичность обслуживания;
• наличие узла самоочистки;
• группу безопасности;
• датчики, контроллеры, отвечающие за точность регулировки температуры нагрева;
• чувствительность к качеству древесины.

Достоинства и недостатки котлов на щепе

Отопительное оборудование имеет преимущества:

1. Полная автономность.
2. Управление нагревом осуществляет автоматика, которая ориентируется на показатели термодатчиков.
3. Процессор самостоятельно выбирает экономичный режим с учетом температуры теплоносителя и окружающей среды.
4. Контроллеры отключат оборудование при возникновении ошибки, обнаружении неисправности, опасности задымления.
5. Возможность использовать другое сырье.
6. Высокий КПД — от 90%.
7. Быстрый нагрев трубопровода — через 30-40 минут после розжига.
8. Безопасность для природы и человека ввиду отсутствия вредных выбросов.

Преимуществами является доступная стоимость, универсальность в использовании, надежная конструкция.

Основные минусы:

1. В сравнении с твердотопливным агрегатом станция стоит в 3-5 раз дороже.
2. Хранилище, механизмы занимают большую площадь.
3. Помещения требуется правильно обустроить для безопасной эксплуатации.
4. Сложность транспортировки щепы из-за высокой сыпучести.
5. Древесина быстро набирает влагу, из-за чего хуже горит.

Руководство по изготовлению печи

Печи длительного горения своими руками

Заранее настройте себя на то, что работа по изготовлению печи будет достаточно грязной и шумной. Поэтому печь лучше всего собирать на улице, в гараже, мастерской или другом подходящем месте. Жилые помещения для такой работы точно не подойдут.

Также заранее позаботьтесь, чтобы в месте выполнения работы была возможность подключения к электросети.

Вариант печи длительного горения

Первый шаг

Подготовьте бочку для изготовления корпуса. Отрежьте верхушку емкости. В этом вам поможет болгарка. Вместо болгарки можете использовать автоген или другой подходящий резак. Режьте аккуратно и точно, отрезанная часть будет использоваться в будущем.

Бочка

При отсутствии бочки сделайте корпус из другого материала. К примеру, вы можете взять кусок трубы большого диаметра. Приварите к нему днище круглой формы из стали толщиной от 6 мм. При желании днище можно сделать квадратным – это позволит установить печку без приваривания дополнительных опор.

К дну корпуса приварите 4 ножки. Их можно изготовить из обрезков арматуры, швеллера или других подходящих материалов.

Ножки

Второй шаг

Вырежьте из стального листа круг. Его диаметр должен быть немного меньше диаметра корпуса печки. В этом круге вырежьте еще один круг для размещения трубы. Оптимальный диаметр трубы – 100 мм.

Дымоотводный патрубок

Приварите отрезок трубы к вырезанному стальному кругу. Длина этой трубы должна быть на 150-200 мм больше высоты корпуса котла.

Третий шаг

Приварите снизу полученного стального «блина» отрезки швеллера. Они должны быть такой длины, чтобы их можно было свободно разместить внутри корпуса. Всего приварите 4 отрезка на равном расстоянии по диаметру стального круга.

Прижимной круг

Прижимной круг и труба

В дальнейшем благодаря этим швеллерам загруженное топливо будет придавливаться и расходоваться максимально эффективно.

Четвертый шаг

Сделайте крышку для печки. На этом этапе вам и пригодится отрезанная ранее верхушка бочки. Если печь делается из трубы или других материалов, крышку придется сделать самостоятельно из стального листа.

Крышка

Крышка

В крышке вырежьте отверстие для приваренной ранее к «блину» трубы.

Пятый шаг

Вырежьте в корпусе бочки отверстие для загрузки топлива. К отверстию прикрепите дверцу. Ее вы можете сделать своими руками или же купить в специализированном магазине. К самодельной дверце не забудьте приварить ручку.

Ниже отверстия топливника сделайте еще одно отверстие немного меньшего размера и тоже укомплектуйте его дверцей. Через нижнее отверстие вы сможете удалять остатки прогоревшего топлива.

На этом ваша самодельная твердотопливная печь почти готова. Остается лишь обустроить для нее фундамент и подсоединить дымоотводящую трубу.

Самодельная печь

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

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)

Как вам статья?

Мне нравитсяНе нравится

Автоматические котлы на угле и щепе

Устройство и принцип действия данных агрегатов мало чем отличается от пеллетных. Шнековый конвейер таким же образом осуществляет подачу угля в топку по команде блока управления, так же работает нагнетание воздуха и розжиг. Разница есть в конструкции самого шнека, для угля он сделан более массивным, соответственно, увеличена мощность электродвигателя. Кроме того, угольный твердотопливный котел с автоматической подачей топлива требует горючее определенного качества и влажности. Это связано с особенностями конструкции ретортной горелки, применяющейся в подобных теплогенераторах.

Отопительные агрегаты, сжигающие щепу, имеют в подающем устройстве одну дополнительную функцию – измельчение древесины. Ведь длина щепы может быть разной и шнек под нее предусмотреть невозможно. Чтобы сделать размеры щепок одинаковыми, в подающий патрубок между бункером и шнеком встраивается поворотный нож-измельчитель. И конвейер, и нож приводятся в движение от одного мощного электродвигателя. Такие изделия предлагают многие европейские производители, например, австрийский автоматический твердотопливный котел на щепе FROLING.

Немного об универсальных агрегатах. Их удобство в том, что в случае недостатка какого-нибудь вида сыпучего топлива можно в любой момент перейти на обычные дрова. Для этого конструкцией предусмотрена дополнительная камера сгорания для закладки деревянных поленьев. Конечно, КПД в этом случае значительно снижается (от 90 до 80%), поскольку отопитель функционирует в режиме простого твердотопливного котла. Следует отметить еще одно обстоятельство: каждый производитель автоматических котлов старается расширить ассортимент сжигаемого топлива, модернизируя систему подачи. Поэтому некоторые изделия помимо пеллет могут использовать угольную пыль, экогорошек и даже лузгу семечек. Пример тому – польские универсальные котлы DEFRO DUO UNI.

Как можно создать аппарат собственными руками?

Первым делом нужно определить, какой собственно устройство для обогрева помещения необходим и что он будет обогревать. Ведь кроме котлов верхнего горения, которые выделяются низким КПД и достаточно капризны к влаге топлива, другие устройства для обогрева помещения сжигают щепу одинаково.

Благодаря этому на их базе можно осуществить как воздушный или водяной котел, так и теплообменный щиток, свойственный кирпичным печам. Благодаря этому мы приведем пример изготовления подобного радиатора на советского твердотопливного водяного котла.

Переделку Начать надо с поиска шнекового транспортера, который можно снять с какой-то техники или сделать своими руками.

При этом нужно, чтобы внешний диаметр шнека был меньше внутреннего трубного диаметра на 5 мм, это убережет механизм от заклинивания во время длительной работы.

Более того, понадобятся мотор который работает от электричества и редуктор, которые обеспечивают вращение шнека со скоростью 10 оборотов в минуту.

В наружной части котла прорезают отверстие, диаметр которого в 2–3 раза больше трубного диаметра шнекового механизма, причем центр отверстия обязан быть выше колосниковой решётки на 20–40 см (чем выше, тем меньше будет разогреваться вал). При этом верх отверстия обязан быть хотя бы на 5 см ниже части которая находится снизу дымоотвода.

Потом прорезают отверстие во внутренней стенке котла и вваривают в него трубу шнекового механизма таким образом, чтобы со стороны камеры сгорания труба была заподлицо со стенкой. После чего возрождают наружную стенку и выверяют непроницаемость котла.

Если все хорошо, то к шнековому механизму присоединяют бункер и устанавливают любой механизм ворошения содержимого. Бункер подпирают ножками, чтобы не появилось перекашивания шнека.

В котел врезают термопреобразователи воды и отходящего дыма, потом на базе любого микроконтроллера собирают управляющий блок. С данной работой управится даже начинающий радиолюбитель, поверхностно знакомый с микроконтроллерами.

Когда устройство для обогрева помещения полностью собран, его наполняют водой и запускают в ручном режиме, чтобы составить таблицу температуры воды и дыма на самых разных режимах работы, включая маленькой перегрев. На базе этой таблицы радиолюбитель будет составлять ПО для микроконтроллера.

Мощность котла такого типа во время работы на щепе окажется на 15–40% ниже, чем во время использования дров или угля. Связано это со спецификами сгорания щепы, благодаря этому для переделки лучше всего применять котел увеличенной мощности.

Благодаря низкой цены и возможности использования в автоматизированных отопительных приборах, топливная щепа считается одним из самых эффективных и рентабельных видов твёрдого топлива. Сейчас вы знаете:

• в каких условиях щепа горит очень эффективно;
• как не прекращает работу автоподача топлива;
• какие устройства для обогрева помещения подойдут для работы на щепе;
• как можно переделывать котел прямого сжигания, чтобы он смог работать на щепе.

Защитные системы и режимы работы

Кроме основных частей прибор, работающий на опиле и щепе, снабжается системами защиты от возгорания, за счет наличия которых может считаться достаточно безопасным для отопления жилых помещений.

Также у оборудования могут иметься датчики для обнаружения дыма, своевременно предупреждающие о пожаре. А еще автоматический котел на опилках способен работать в нескольких режимах:

Максимальный

Применяется при наличии в топке значительного количества топлива. Когда воздух и вода нагреваются, оборудование постепенно снижает интенсивность сгорания, обеспечивая эффективное использование сырья.

Допускается при необходимости более продолжительного времени отопления. В этом случае топливо расходуется в гораздо меньшем объеме до тех пор, пока температура в помещении не снижается до минимально допустимой величины. При этом режим снова переключается на более интенсивный.

Оборудование, способное так работать, называют приборами длительного горения на опиле и щепе.

Используется тогда, когда котел уже не нужен для отопления. Горение топлива прекращается, а устройство остывает.

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

Отопительный котёл на опилках для частного дома своими руками

Много видов отопления существует для обогрева частных домов. Всё большую популярность приобретают отопительные котлы. Твердотопливные, газовые, электрические. Все эти виды агрегатов изготавливаются промышленным способом, но топливо для них довольно дорогое. Более экономичным будет котёл на опилках.

К сожалению, в массовое производство такой котёл не запущен.

Но топить опилками можно и твёрдотопливный котёл. Опилки считаются отходами деревообрабатывающего производства. Что делает топливо бесплатным. Отопительный элемент довольно долго сохраняет тепло. Что делает расход топлива экономичным. Опилки – сырьё почти безотходное, прогорая, они оставляют минимум золы. Конструкция котла, рассчитанного на длительное горение, одна.

В корпусе содержится:

Есть конструкции с одной секцией горения, но это не практично.

Устройство и принцип работы пеллетной горелки

Функциями пеллетного горелочного устройства – является создание условий в топочном пространстве для равномерного и полного сжигания пеллет, создание нужного процентного содержания топливно-воздушной смеси и стабильного режима горения пламени, для выработки и передаче тепловой энергии к водяному теплоносителю, циркулирующему по внутреннему сечению котловых поверхностей нагрева.

Базовые компоненты, чтобы выполнить пеллетную горелку своими руками:

• топочная камера для сжигания топлива, выполненная из жаропрочных труб прямоугольного или круглого сечения;
• колосник пеллетной горелки;
• топливный бункер для загрузки пеллет;
• топливный конвейер шнекового типа для перемещения пеллет;
• дутьевой вентилятор для пеллетных горелок, который осуществляет подачу кислорода в зону горения.

Процесс работы бытовых и промышленных пеллетных горелок может быть полностью автоматизирован. При установке большого топливного бункера, допускается автономная работа оборудования без присутствия оператора свыше 7 дней.

Для таких котлов подбирают универсальные устройства, к примеру, пеллетная горелка Pelltechpv 20b с ценой 96083 руб., которая может устанавливаться не только в пеллетный котел, но и в дизельный и любой твердотопливный агрегат.

Пеллетные горелки котлов имеют несложный принцип работы, он состоит из нескольких этапов:

1. При включении кнопки запуска котла включается дутьевой вентилятор и одновременно шнековый транспортер, который из бункера подает пеллеты в топочную камеру.
2. Управляющий контроллер дает сигнал на электрический ТЭН для воспламенения пеллет.
3. При достижении температуры греющей воды в контуре отопления установленного значения, термодатчик отправляет электросигнал электронному блоку управления для перевода котла в состояние горячего резерва.
4. При падении температуры в контуре отопления ниже установленного уровня, температурный датчик передает сигнал на блок управление для запуска котла, вначале включается вентилятор, затем шнековый транспортер с топливом и запальное устройство.

Гравитационные горелки

Гравитационная пеллетная горелка обладает самым простым способом функционирования. Она выполняется энергонезависимой и сможет работать даже без электрической энергии. Движение пеллет в ней осуществляется прямо из бункера насыпью, прямо в пиролизную камеру.

Воздухоподача и удаление отработанных дымовых газов происходит за счет естественной тяги в дымовом тракте котлоагрегата, создаваемой дымовой трубой.

Регулировка режима горения и воздухоподача выполняется в ручном режиме с использованием воздушной заслонки на горелочном устройстве и шибером на дымоходе.

Такой режим обеспечивает невысокий КПД и практически не может быть автоматизирован, поэтому в современных устройствах пеллетных котлов он практически не применяется.