Котлы на опилках – принцип и схемы работы


Технологичность современных моделей котло, сжигающих опилки и щепу позволяет достичь показателей, близких к показателям при сжигании гораздо более теплотворных видов твердого топлива. В итоге стоимость 1 кВт тепловой энергии меньше, чем у пеллет, брикетов и некоторых сортов угля. Одним из лучших котлов на опилках для отопления частного дома является Pereko KSP Duo.

Как горят опилки

Фото 1Прежде чем рассказывать об особенностях котельных на опилках, необходимо разобраться с самим механизмом горения этого топлива, ведь он сильно отличается от механизма горения дров.

Как бы плотно ни укладывали дрова, между ними всегда проходит воздух, причем в достаточном для поддержки горения количестве.

Даже неплотно уложенные опилки пропускают гораздо меньше воздуха, поэтому тление быстро угасает без подачи дополнительного воздуха в зону горения.

Горелки на опилках эффективно работают лишь тогда, когда огонь движется сверху вниз. Поэтому постоянно горит лишь слой опилок толщиной 2–5 см.

Из-за того, что в горении участвует лишь небольшое количество топлива, мощность котлов на опилке и печей, работающих на них, при одинаковых с дровяными и угольными отопительными приборами в 2–3 раза меньше.

Еще один фактор, снижающий мощность котла или печи – низкая температура горения опилок.

Если дрова горят при правильной подаче воздуха, то температура пламени превышает 1000 градусов, нередко доходя до 2000 градусов в языках огня. Причем это мощный огонь, ведь вся масса дров выделяет пиролизные газы.

Температура огня у горящих опилок даже при правильной подаче воздуха не всегда достигает и 1000 градусов из-за слабого потока пиролизных газов.

Пиролизные газы эффективно выходят лишь из верхнего слоя толщиной 5–15 мм.

Фото 3Из горящих или нагретых, но расположенных ниже опилок, газ выходит с трудом, потому что ему мешают расположенные сверху опилки.

Несмотря на такие недостатки, опилки идеально подходят для котлов и печей длительного горения.

Ведь хорошо уплотненные опилки горят очень долго.

Нередко самодельная железная печь горит 5–8 дней с одной закладки опилок, обеспечивая обогрев всего дома.

Котел на опилках: принцип работы и технические особенности

Твердотопливные котлы уже давно серьезно конкурируют с традиционным газовым оборудованием. Эффективность твердотопливных приборов, равно как их КПД, с недавних пор выросли особенно быстро. Этому способствует не только использование современных технологий, но и применение топлива, на которое раньше даже внимание не обращали.

Отопительные котлы на опилках

Особой популярностью начали пользоваться котлы на опилках, хотя у нас они встречаются нечасто. Поэтому мало кто вообще имеет представление о принципе их функционирования. Тем не менее, такие котлы действительно достойны вашего, поскольку имеют очень много достоинств – среди них экологичность и возможность сэкономить. А если добавить к этому тот факт, что стоимость традиционных видов топлива растет с каждым днем, то получается, что в скором времени данные приборы станут попросту незаменимыми. При помощи котла на опилках вы сможете отапливать теплицы и мастерские, а также частные дома, притом полностью.

Как работает котел подобного рода?

Главной деталью любого отопительного устройства, работающего на опилках, считается топочная камера. Именно там располагается теплообменник, который при сжигании опилок нагревается. При горении топливо располагается на специальном колоснике, благодаря чему все остаточные отходы попадают в зольник – специальную емкость, которую периодически следует очищать. В среднем очистка зольника происходит где-то раз в три месяца, но, разумеется, что срок этот относителен, так как многое зависит от интенсивности отопления.

Отопительные котлы на опилках

Опилки – это, по сути, отходы деревообрабатывающей промышленности, и они, как известно, сильного пламени дать не могут. По этой причине через теплообменник проходят разогретые газы, дополнительно нагревающие его поверхность. Для пущего эффекта теплообменники делают преимущественно спиралевидной формы, но могут встречаться и несколько трубок, которые соединены между собой. Материал, из которого делают теплообменники, должен быть устойчивым к образованию ржавчины, а также к высоким температурам; более того, он должен отлично проводить тепло. Разогретые газы, передав тепловую энергию в обменник, уходят в дымоход, будучи полностью охлажденными.

Отопительные котлы на опилках

Дабы получить КПД с высоким показателем, котлы на опилках используют не только ту тепловую энергию, которая образовалась при горении древесины, но также и побочный продукт данного процесса – пиролизный газ. Но вы должны придерживаться конкретных условий, чтобы этот газ получить. Так, количество кислорода в топочной камере должно быть минимизированным, из-за чего прибор оборудуется системой искусственной вентиляции – она будет не только выводить воздух из топки, но и нагонять его при необходимости. Чтобы пиролизный газ также сгорал, топка должна быть разделена на несколько отдельных частей:

  • В одной из них будут гореть сами опилки.
  • В другой – газ, перемещенный из первой камеры посредством специальной горелки.

Котлы, функционирующие на опилках, равно как и прочее отопительное оборудование, могут быть двух типов.

  • Одноконтурные, способные исключительно на обогрев.
  • Двухконтурные, которые и обогревают помещение, и горячей водой снабжают.

Отопительные котлы на опилках

Механизм подачи топлива

Котлы для отопления на твердом топливе работают автономно и могут обойтись практически без обслуживания. Подача опилок осуществляется с помощью нескольких средств.

Приемник имеет открытый доступ к внешней части здания. Он оборудован шнековой передачей, соединенной с хранилищем. Когда бункер полностью загружен топливом, начинает работу транспортер – он подает топливо в механизированный отсек.

Хранилище бывает двух типов, они отличаются техникой подачи в котел опилок:

  • бункер с наклонным основанием, конусовидный, с шнековым механизмом в нижней части;
  • ворошитель с лопастями, опилки загружаются за счет вращения.

Схема работы котла на опилках

Из хранилища не все топливо попадает сразу в топку. Котлы на щепе пиролизного типа оборудованы барабаном и шнековой передачей, которые осуществляют подачу топлива частями.

Плюсы и минусы данного материала как топлива

Сначала рассмотрим достоинства данного материала в качестве топлива, ведь их гораздо больше, чем недостатков.

  • Любое топливо из дерева – экологически чистый продукт, который даже при горении не будет вредить окружающей среде.
  • Такое топливо стоит недорого, ведь оно, по сути своей, обычные отходы.
  • Сегодня котлы на опилках полностью автоматизированы, благодаря чему контролируются все рабочие процессы.
  • Опилки выделяют больше тепла, чем, к примеру, дрова, и гореть могут вдвое дольше.
  • Опилки можно использовать в любое время, так как они всегда сухие и очень легко загораются.
  • При работе практически не выделяется копоти.
  • Затраты на обслуживания такого котла существенно ниже, чем на его аналоги.
  • Сегодня даже продаются специальные прессованные опилки, запаянные в удобную упаковку.
  • Топливо компактно, из-а чего его очень удобно хранить.
  • Наконец, опилки при горении не выделяют никаких токсинов.

Отопительные котлы на опилках

А теперь о недостатках, которых, как мы обещали, не так много.

  • Опилки сыпучие, из-за чего транспортировать их не очень удобно.
  • Параметры горения этого вида топлива относительно невысокие.

Правильная организация места под установку котла дрова-опилки

Широкое распространение получило использование битопливных котлов на дровах и древесных опилках, для отопления частных загородных домов, коттеджей, дач. Установка отопительного оборудования для бытового применения, проходит с соблюдением установленных строительных норм и правил, а также применением указаний из ППБ.

Для безопасной эксплуатации битопливного агрегата и предотвращения аварийных ситуаций, описаны общие требования к помещениям, используемым под котельную и топливный склад, а также, к используемой системе отведения дымовых газов. Во внимание принимаю рекомендации производителя, описанные в технической документации.

Нормы и требования к помещению

Помещение, используемое под котельную, выбирается с учетом технических характеристик опилочно-дровяных котлов. Отопительное оборудование работает с использованием высокотемпературного сжигания топлива и при неправильной эксплуатации или нарушении требований монтажа, становится причиной пожара.

Некоторые требования ППБ предъявляются к котельной:

  • Котлы с производительностью до 40 кВт, монтируются в любом месте жилого дома. Современные модели снабжены системой принудительного дымоудаления, что предотвращает попадание дыма в комнату. Котлы с мощностью свыше 40 кВт, монтируются в отдельном помещении.
  • Котельная обустраивается в помещении с ровными негорючими полами. Двухтопливные модели имеют большой вес, что требуется залить фундамент под котел.
  • Обязательно наличие приточно-вытяжной вентиляции и естественного освещения.
  • Минимальная площадь помещения не менее 8 м².
  • Стены и пол облицовываются негорючими материалами: штукатурка и керамическая плитка.
  • Рекомендуется установить в котельной, систему оповещения и датчики дыма.
  • Все точки энергопотребления должны отключаться автоматами, установленными вне котельной.

Некоторые правила могут меняться, в зависимости от региона. Перед монтажом двухтопливного котла, консультируются с участковым пожарным инспектором.

Организация склада опилок и дров

Битопливные пиролизные котлы дрова-опилки, на 20 кВт, потребляют в течение года 7-12 тонн сырья. Организация хранилища встает практически перед каждым хозяином отопительного оборудования, данного типа. В требованиях ППБ, относительно помещения, используемого под хранение твердого топлива, указывается:

  • В складском помещении не должны храниться ГСМ и легковоспламеняющиеся вещества.
    склад для опилок
  • Механизированные хранилища обеспечивают системами автоматического пожаротушения. Транспортер оснащают средствами предотвращения распространения огня по шнековой передаче. Все металлические части заземляют. Используют электроприводы, как минимуму 2 класса безопасности.
    Минимальное расстояние между складом топлива и котлом 1 м, между ними обязательно устанавливают перегородку с высокой степенью огнестойкости.
    пополнение склада щепы
  • В складе устанавливают искусственное освещение. Монтируют герметичные светильники.
    система ворошения и забора щепы
  • Вокруг хранилища оставляют достаточно места для подъезда погрузочной техники.
    загрузка опилок
  • Пол и стены в хранилище изготавливают из негорючих материалов.
  • Для дров, можно использовать открытые хранилища, щепу и опилки хранят в закрытых бункерах.
    дрова для битопливного котла
  • Рядом с хранилищем устанавливают пожарный щит, со средствами индивидуальной защиты и пожаротушения.
  • При хранении опилок и щепы, устанавливают градусники, измеряющие температуру нагрева топлива. Отходы деревообработки, при хранении, разогреваются до 75°С.
  • Хранить дрова можно в помещении любого типа. Поленья складывают на паллеты и укладывают рядами, оставляя между ними свободный проход.

Главным требованием, предъявляемым к хранилищу твердого топлива, является обеспечение пожарной безопасности и предотвращение возникновения аварийных ситуаций.

Подбор системы отвода дымовых газов

Процесс пиролиза начинается при температуре 600°С, опилки и щепу сжигают при температуре 700-800°С. При накоплении сажи в дымоходных трубах, происходит возгорание, увеличивающее температуру до 1000-1100°С. Способность выдерживать длительный нагрев без прогорания и деформации, основной, но не единственный критерий выбора дымоходной трубы.

Для бытовых отопительных котлов на дровах и опилках, подойдет дымоход, соответствующий следующим критериям:

  • Теплоизоляция – для полноценной газогенерации, требуется поддержание стабильных характеристик тяги и быстрый выход котла на рабочую мощность. Это возможно, только при хорошо утепленном дымоходе.
  • Устойчивость к кислотным веществам – сажа, смешиваясь с конденсатом, под воздействием высокой температуры, превращается в кислоту. У подходящего дымохода, внутренние стенки должны свободно выдерживать воздействие кислотной среды.
  • Минимальное продуцирование конденсата. На появление кислотных осадков в трубе, влияет несколько факторов: недостаток теплоизоляции, неправильно подобранное сечение, плохие характеристики тяги.

Как показывает практика, наилучшим решением, будет установка керамической или сэндвич-трубы.

3

Режимы работы и используемые защитные системы

Заводские модели котлов, работающих на щепе и опилках, оснащаются различными системами безопасности, которые предупреждают возгорание оборудования, а также его перегрев. Отдельные модели имеют также дополнительные датчики, которые регистрируют повышенное содержание угарного газа, способны обнаружить дым, тем самым предупреждая об опасности пожара.

Оборудование может работать сразу в нескольких режимах:

  • Максимальная производительность.
  • Средняя мощность.
  • Режим паузы.

Максимальный режим работы котла активируется сразу после включения оборудования и при наличии в бункере необходимого количества топлива. Как только теплоноситель и воздух в помещении прогреются до нужного уровня, автоматика самостоятельно снизит интенсивность горения, что позволит обеспечить эффективное использование топлива.

Как работает котелРежим средней мощности позволяет оборудованию работать максимально долго от одной загрузки топлива. Интенсивность горения опилок в топке регулируется за счет увеличения или уменьшения поступления воздуха в камеру сгорания. При активации этого режима котел, оснащенный дополнительной автоматикой, может поддерживать температуру в помещении на заданном уровне.

В режиме «Пауза» котел не нагревает помещение, а горение топлива прекращается или его интенсивность сводится к минимуму. В последующем домовладелец может быстро нагреть котел, переведя его в средний или максимальный режим работы.

Наличие режимов работы котла позволяет гарантировать удобство использования отопительного прибора, повышая безопасность его эксплуатации. При наличии автоматической системы управления домовладелец может по своему желанию устанавливать необходимую температуру теплоносителя, а встроенные датчики будут уменьшать или увеличивать интенсивность нагрева, обеспечивая комфорт проживания в частном доме.

Виды двухтрубной системы отопления для частного дома

Виды двухтрубной системы отопления для частного дома

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

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.

Видео: Чертежи самодельного котла на опилках

Технология изготовления котла на опилках своими руками

Главный редактор сайта. Профессиональный печник со стажем 8 лет.

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.

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.

Средства автоматизации

Для автоматизации требуется специальный блок управления – автоматика твердотопливного котла не имеет соответствующих возможностей. К контроллеру подсоединяются двигатели шнека и нагнетающего вентилятора, а также температурные датчики. Получая сигнал от датчиков, контролер будет управлять работой двигателей, регулируя подачу топлива и тягу.

Самоделка также может быть оснащена устройством для автоматического розжига и контроля пламени с фотодатчиком, которые также управляются контроллером. Датчик заполнения в патрубке с топливом позволит контролировать подачу сыпучего энергоносителя.

Использование средств автоматизации заметно удорожает агрегат, но делает его максимально удобным в эксплуатации.

Горелка на щепе своими руками
Автоматизация работы котла с помощью пеллетной горелки


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.