Котел на отработанном масле с водяным контуром — особенности и принцип работы

Принцип работы отопительных котлов на отработке

В большинстве случаев котел на отработке относится к агрегатам пиролизного типа. Иными словами, в нем нагревается не топливо, а газовоздушная смесь, которая выделяется при подогреве отработанного масла.

По способу подачи отработки выделяют две разновидности котлов:

• самотечная подача осуществляется за счет использования принципов сообщающихся сосудов;
• также есть капельная подача и принудительное нагнетание маслонасосом.

Нагревательное оборудование, работающее на отработке, не источает неприятные запахи, потому что все топливо полностью сгорает. В процессе сгорания выделяется углекислый газ. Поскольку отработанное масло считается отходами, расходы на покупку нагревательного оборудования быстро окупаются.

Плюсы и минусы котлов на масле

Жидкотопливный котел отопления имеет следующие преимущества:

1. Отопительный прибор стоит недорого в сравнении с другими разновидностями нагревателей для систем отопления. При желании котел можно сделать собственноручно, тогда он обойдется еще дешевле.
2. Топливные ресурсы доступны в большинстве регионов. Отработку можно покупать на складах. У некоторых людей есть возможность получать отработанное масло совершенно бесплатно.
3. Эффективность нагревательного оборудования достаточно высокая.
4. Котел, работающий на отработанном масле, является многофункциональным агрегатом.
5. Отопительный прибор отличается простотой установки и эксплуатации.

Недостатком агрегатов является то, что для эффективной работы отопительного оборудования нужно покупать только качественную очищенную отработку, не содержащую различные примеси. Недостатком является и частое обслуживание агрегата. Камеру сгорания придется чистить каждые две недели. Раз в месяц очищают фильтра. В помещении, где будет установлен котел, обязательно должна быть система вентиляции. Отработанное топливо нужно хранить в определенных условиях. Для этого понадобится много емкостей.

Особенности печей на отработке

Печи на отработке часто используют для обогрева гаражей и автосервисов, ангаров, складов — тех помещений, где в достатке есть отслужившее свой срок техническое масло. С его утилизацией часто возникают проблемы: сливать его в канализацию или в грунт строго запрещено. Использование масла в качестве топлива — отличный выход.

Печка на масле работает как буржуйка: быстро разогревается до высокой температуры и нагревает воздух, но при прекращении горения так же быстро остывает. Прогрев всего помещения осуществляется только за счет циркуляции нагретого воздуха, поэтому такой печкой сложно обогреть гараж или мастерскую большой площади. Решить эту проблему можно, оснастив ее водяным контуром и подключив радиаторы отопления.

Изготовление котла своими руками

Под жидкое горючее можно переделать любую твердотопливную или газовую печь. Но для самостоятельного изготовления лучше выбрать чертеж котла на отработке с водяным контуром с пламенной чашей.

Самодельный котел имеет небольшие размеры, но при этом обеспечивает 15 кВт тепловой мощности. В час он расходует не более 1,5 л отработки в час. Воздух в камеру сгорания нагнетается с помощью небольшой турбины, поэтому нужно будет озаботиться подведением электричества к агрегату. Горючее поступает в зону сгорания порциями из отдельного бака, оснащенного вентилем. Последний может служить регулятором нагрева.

Для улучшения дожига в центральной трубе имеется большое количество отверстий и горизонтальных прорезей. Дым от сгорания топлива уходит через дымоход, закрепленный на выходе из камеры сгорания.

Необходимые инструменты и материалы

Нужно заранее приготовить емкость, из которой будет изготовлен корпус. Лучше всего для этого подходит газовый баллон. Нужно выбирать экземпляр объемом от 50 л.

Также понадобятся следующие материалы:

1. Стальная труба Ø 100 мм с толщиной стенок не меньше 2 мм. Она нужна для дымохода.
2. Металлический лист в половину сантиметра. С его помощью камера сгорания будет отделена от зоны испарения.
3. Железная труба Ø 100 мм с толщиной стенок 6 мм. Она пойдет на изготовление горелки.
4. Тормозной диск от машины. Его диаметр должен быть не меньше 20 см.
5. Муфта для соединения труб.
6. Шаровый кран на полдюйма
7. Топливный шланг.
8. Бак для хранения топлива.
9. Заготовки для ножек.
10. Патрубки.

После сборки устройства его нужно будет защитить от коррозии. Для этого дополнительно следует приобрести необходимую химию и эмаль.

Что касается инструментов, то в первую очередь понадобится аппарат для сварки. Лучше всего использовать инвертор, так как он позволяет делать качественные сварные швы. Также пригодятся: дрель, УШМ с набором дисков, сверла, плашки для резьбы, ключи, электрический наждак.

Работать с металлом придется много. Для ускорения работы нужно приготовить емкость с водой для быстрого охлаждения инструментов.

https://youtube.com/watch?v=pJDlJUtjQuY

Порядок сборки

Прежде чем приступать к работе с баллоном, его нужно полностью освободить от остатков газа. Делается это простым сворачиванием вентиля и переворачиванием емкости для удаления конденсата. После промывки баллона можно приступать к сборке котла:

1. В баллоне прорезаются 2 проема один над другим. Между ними оставляется перемычка шириной в 50 мм. Верхнее окно больше нижнего в 2 раза.
2. К краям кусков, оставшихся после выпиливания проемов, привариваются петли и защелки. Это будут дверцы проемов.
3. Из листа металла толщиной в 5 мм вырезается диск по диаметру баллона. В центре полученной детали делается отверстие под трубу Ø 100 мм. Диск подгоняется по месту в баллоне.
4. Отрезается кусок трубы с толстыми стенками длиной в 200 мм. В нем насверливаются отверстия Ø12 мм с шагом не более 40 мм. Причем перфорация должна занимать лишь половину заготовки.
5. По центру полученной горелки приваривается ранее заготовленный диск. Он должен размещаться над отверстиями.

Создайте котел своими руками

1. Перегородка с горелкой вставляется в баллон и приваривается к перегородке между проемами.
2. Чаша испарителя собирается из тормозного диска. Имеющиеся в нем отверстия заваривается с использованием металлического диска.
3. Делается крышка для чаши с отверстием под горелку. К его краям приваривается муфта из стальной трубы.
4. Из двух листов металла вокруг баллона наваривается корпус водяной рубашки. В верхней и нижней части кожуха вырезаются отверстия для последующего крепления патрубков подачи и отвода воды.
5. Сверху почти готовый котел закрывается крышкой с врезанной трубой для дымохода.
6. В боковую стенку баллона на уровне нижней камеры врезается трубка для горючего. Ее кончик должен располагаться точно над окном подачи топлива в чашу.
7. Бачок с горючим прикрепляется через шаровой кран.

После завершения сборочных работ нужно проверить работоспособность агрегата. Делать это лучше до постановки в отопительную систему. Для проверки через шаровой кран в нижнюю топку заливается отработанное масло. Сверху добавляется немного керосина и поджигается. Если все нормально, то можно врезать котел в систему отопления.

Как работает отопительный прибор

Конструкция котла предельно проста. Он включает две камеры-отсека: испарительную и сгорания. В первой происходит процесс подготовки масла к горению, во второй оно сгорает.

Все происходит следующим образом. Из резервуара с отработкой насос подает отработанное масло в испарительную камеру, которая находится в нижней части устройства. Здесь поддерживается температура, достаточная для того, чтобы отработка нагрелась и начала испаряться.

Так работает котел с масляным испарением и принудительной подачей воздуха (+)

Масляный пар поднимается в верхнюю часть корпуса, где находится камера сгорания. Она оборудуется воздуховодом, представляющим собой трубу с отверстиями. При помощи вентилятора воздух подается по воздуховоду и смешивается с парами масла.

Масляно-воздушная смесь сгорает почти без остатка –  полученное тепло разогревает теплообменник, продукты сгорания направляются в дымоотвод.

Предварительный нагрев масла – обязательная часть процесса. Нужно понимать, что отработка содержит большое количество примесей и токсичных веществ. Все это раскладывается на простые углеводы, которые впоследствии сжигаются.

После чего образуются водяные пары, углекислый газ и азот- полностью безвредные элементы. Однако такой результат возможен только при условии соблюдения определенных температурных условий.

Полное окисление или сгорание углеводородов происходит только при температуре +600°С. Если она ниже или выше на 150-200°С, то в процессе сгорания образуется большое количество самых разных токсичных веществ. Они небезопасны для человека, поэтому температура сгорания должна быть точно соблюдена.

Принцип функционирования и основные типы котлов на отработке

   Котел отопления на отработке функционирует на основе пиролиза, сжигая не топливо, а газо-воздушную смесь, которая образовалась в результате его испарения. Существует два основных типа конструкций, которые отличаются способом подачи топлива в испаряющую камеру.

   В первом способе топливо подается в камеру сгорания снизу. Метод подачи может быть разный. Самый простой это использование принципа сообщающихся сосудов.

   Емкость с топливом соединяется с камерой сгорания довольно толстой трубкой, и отработка перетекает туда самотеком. Этот метод имеет тот недостаток, что необходимо постоянно контролировать уровень топлива в баке. В технически развитых системах подачи используются специальный маслонасос.

Схема печи на отработке — Фото 06

   Более совершенное отопление маслом с помощью капельной подачи топлива. После предварительного розжига (или принудительного нагрева специальным устройством) на раскаленную чашу подают по капле топливо. Падая на раскаленную поверхность, отработка взрывообразно испаряется, маломощный вентилятор улитка подает сюда же атмосферный воздух, после чего и происходит полное выгорание обогащенной пиролизной смеси при высокой температуре.

О достоинствах

Не смотря на свою относительно простую конструкцию котел имеет довольно высокий коэффициент полезного действия. Вторым существенным плюсом можно назвать непосредственно топливо.

Отсутствия проблемы утилизации и как следствие, — минимизация вреда природе — существенно снижают себестоимость топлива. Промышленные предприятия, станции технического обслуживания автомобильного, железнодорожного и водного транспорта являются главными поставщиками отработавшего свой ресурс моторного масла. Здесь можно добавить, что котлы данного типа могут работать и на отработанном масле пищевых производств (подсолнечное, соевое, рапсовое, льняное и другие).

• Спирт;
• Бензин;
• Керосин;
• Ацетон;
• Растворители.

Подводя итог описанию, а также достоинствам и недостаткам генератора тепловой энергии данного типа, можно отметить, что его можно сделать своими руками и тем самым избежать финансовых издержек на покупку промышленного котла.

Это имеет смысл при преследовании таких целей, как обогрев или водоснабжение небольшого по площади помещения как-то:

• Небольшого дома;
• Мастерской;
• Мини теплицы;
• Птичника или загона для скота.

Обвязка. Дублирование печи на отработке электрическим агрегатом

Перед подключением котла следует продумать не только способ монтажа и точки размещения дополнительных устройств и запорно-регулировочной арматуры, но и способ вывода дымовой трубы наружу. Если она будет проходить через потолок, построенный с использованием легковоспламеняющихся материалов, то в нём устанавливают металлический пенал вдвое большего диаметра. Свободное пространство между трубами заполняют асбестом или другим негорючим материалом с хорошими теплоизоляционными свойствами.

Простейшим способом обвязки котла является интеграция в гравитационную систему отопления. Несмотря на простоту, его надёжность очень высока, поскольку в этом случае отпадает потребность в циркуляционном насосе и устройствах автоматики. Тем не менее использование дополнительного оборудования позволяет ускорить доставку теплоносителя к потребителям и выровнять температуру во всех точках системы, что даёт экономию топлива и повышает комфорт. В этих целях на обратной магистрали перед самым входом в котёл устанавливают центробежный насос и расширительный бак мембранного типа. Он необходим для того, чтобы система не разгерметизировалась при повышении температуры и давления. К верхнему патрубку подсоединяют напорную магистраль, а для регулировки температуры потребителей перед каждым радиатором устанавливают термостатическую головку или другое регулирующее устройство (трёхходовой клапан, вентиль для уменьшения сечения подающей трубы и т. д.). Для удаления воздушных пробок в верхней точки системы монтируют воздухоотводчик.

Схема обвязки котла, работающего на отработанном масле

Обвязка агрегата, работающего на отработке, требует учитывать инерционность этого вида оборудования. Другими словами, изменение температуры теплоносителя происходит постепенно, поэтому агрегат обязательно оснащают предохранительным клапаном. Он позволит сбросить давление при его повышении до критического уровня. Неплохим способом обезопасить и выровнять температуру является последовательное подключение водонагревателя косвенного нагрева. Он послужит тем самым буфером, который возьмёт на себя лишнее тепло в случае избыточного роста температуры.

Когда хотят подстраховаться на случай нехватки отработанного масла, рядом с самодельным котлом устанавливается электрический. Подключить дополнительный агрегат можно двумя способами — последовательно или в параллель. Достоинство первого способа заключается в том, что нагретый с помощью пламенной чаши теплоноситель будет поступать в электрический котёл, который можно настроить на определённую температуру срабатывания. При уменьшении пламени горелки он будет включаться и повышать температуру воды до нужного значения. Недостатком подобного способа является увеличение длины магистрали, а также полная неработоспособность системы в случае демонтажа одного из котлов для ремонта.

Параллельное включение подразумевает независимую работу двух отопительных агрегатов и характеризуется отсутствием указанных недостатков. К сожалению, и этот способ не лишён минусов, один из которых — необходимость монтажа гидрострелки и точного согласования режима работы и подачи обратной магистрали. К тому же фитингов, труб и арматуры при параллельном включении пойдёт намного больше, что непременно приведёт к увеличению стоимости и усложнению монтажа.

Видео: Автоматизированная работа агрегата с водяным контуром

Сегодня сжигание отработанного автомобильного масла является наиболее дешёвым и доступным способом утилизации. К сожалению, этот метод является не самым безопасным для окружающей среды, особенно при неполном сгорании топлива. Дело в том, что присадки и добавки, которые производители используют для повышения ресурса силовых агрегатов, являются вредными канцерогенными веществами. Котёл, который мы предлагаем к изготовлению, спроектирован с учётом сжигания отработки при максимальной температуре. Это способствует полному распаду химических составляющих на безопасные вещества. Поэтому, приступая к работе, будьте внимательны в расчётах и прислушивайтесь к советам и рекомендациям специалистов.

(2 голоса, среднее: 3 из 5)

Как сделать котел на отработанном масле своими руками

Простота конструкции таких отопительных приборов позволяет изготовить их самостоятельно. При этом необходимо владеть слесарными и  сварочными навыками.

Инструменты и материалы

Чтобы изготовить котел своими руками требуются такие приспособления:

• болгарка;
• сварочный аппарат;
• молоток.

Для изготовления котла на отработанном масле своими руками не забудьте болгарку

В качестве материала для отопительной конструкции необходимо приобрести:

• огнеупорное асбестовое полотно;
• герметик термостойкий;
• стальной лист толщиной 4 миллиметра;
• металлическая труба с сечением 20 и 50 сантиметров;
• компрессор;
• вентиляционную трубу;
• сгоны;
• болты;
• стальные переходники;
• углы полудюймовые;
• тройники;
• арматуру сечением 8 миллиметров;
• насос;
• бачок расширительный.

Корпус котла для обогрева небольших помещений можно сделать из трубы, для устройства с более высокой мощностью лучше всего использовать стальные листы.

Процесс изготовления

Агрегат на отработанном масле можно соорудить любой формы. Для обогрева гаража или малогабаритных сельскохозяйственных построек лучше всего сделать небольшой котел из труб.

Изготовление такого отопительного устройства состоит из таких этапов:

1. Металлическая труба с большим сечением обрезается так, чтобы ее размер соответствовал одному метру. Из стали заготавливаются два круга соответствующие диаметру 50 сантиметров.
2. Вторая труба с меньшим диаметром укорачивается до 20 сантиметров.
3. В подготовленной круглой пластине, которая будет служить в качестве крышки, вырезается отверстие соответствующее размеру дымохода.
4. Во втором металлическом круге, предназначенном для дна конструкции, проделывается проем, к которому присоединяется с помощью сварки конец трубы меньшего диаметра.
5. Вырезаем крышку для трубы с сечением 20 сантиметров. Все подготовленные круги привариваются по назначению.
6. Из арматуры сооружаются ножки, которые крепятся ко дну корпуса.
7. В трубе сверлятся небольшие отверстия для вентиляции. Снизу устанавливается емкость небольшого размера.
8. В нижней части корпуса с помощью болгарки вырезается проем для дверцы.
9. Сверху к конструкции крепится дымоход.

Для работы такого простого котла на отработке требуется всего лишь в резервуар снизу залить масло и подпалить его с помощью фитиля. Перед этим новую конструкцию следует проверить на герметичность и целостность всех швов.

Сооружение более мощного котла

Из листовой прочной стали изготавливается два короба, которые соединяются с помощью трубы перфорированной. В конструкции она используется в качестве воздухоотвода.

Последующий процесс изготовления отопительного прибора имеет некоторые особенности:

1. В нижнем корпусе котла проделывается отверстие для подачи масла в испарительный резервуар. Напротив этой емкости закрепляется заслонка.
2. Короб, расположенный в верхней части дополняется специальным отверстием для дымоходной трубы.
3. Конструкция оснащается воздушным компрессором, насосом для подачи масла и емкостью в которую заливается топливо.

Котел на отработанном масле своими руками

Если требуется нагрев воды, то подключается дополнительный контур, который требует установку горелки.  Соорудить ее можно самостоятельно:

• уголки размером половину дюйма соединяются за счет сгонов и тройников;
• на маслопровод закрепляется штуцер с помощью переходников;
• все соединения предварительно обрабатываются герметиком;
• из листовой стали вырезается крышка горелки, соответствующая гнездам на изготовленном котле;
• для установки горелки используются две разного размера пластины из стали;
• внутренняя часть переходника трубки плотно перекрываются асбестовым полотном, которое крепится герметиком и фиксируется проволокой;
• горелка вставляется в предназначенный для нее корпус;
• после этого пластина меньшего размера фиксируется в гнезде и покрывается четырьмя слоями асбеста;
• большая пластина монтируется в качестве крепежной накладки;
• в ней просверливаются дыры для креплений, а сверху наносится асбестовое полотно;
• две подготовленные пластины соединяются с помощью болтов.

Чтобы горелка не распалась во время работы котла, следует тщательно и достаточно плотно скреплять все детали. Поджигается прибор за счет свечи накаливания.

Котлы на отработанном масле считаются экономичными и практичными приборами. Их можно приобрести в специализированном магазине или соорудить самостоятельно. При использовании таких отопительных устройств необходимо помнить о правилах безопасности, которые включают в себя обязательную установку дымохода, наличие вентиляционной системы и правильное хранение жидкого топлива.

Отопление на отработке имеет ряд достоинств и некоторые недостатки

   Преимущества:

• работает на любом типе синтетического или минерального масла, их комбинациях с самым высоким уровнем загрязнения смазочного материала;
• простота конструкции — практически все узлы можно изготовить из подручных материалов. Из этого следует и высокая надежность, в котле нечему ломаться;
• низкая стоимость, даже если все его детали придется заказывать, а самому производить только финальную сборку;
• высокая эффективность – температура сгорающих паров масла весьма высока, а если конструкция будет оборудована дополнительным узлом принудительной конвекции, существенно возрастет теплоотдача;
• экологическая безопасность – при соблюдении правильного температурного режима сгорания 4500 Со – 8500 Со (оптимально 6000 Со ), все пары отработки сгорают практически полностью, выброса вредных веществ: тяжелых металлов и канцерогенов не происходит.

   Недостатки:

• котел на отработке относится к отопительным приборам с открытой камерой сгорания, соответственно использовать его можно только в хорошо вентилируемых помещениях;
• требуется устройство надежного и качественного прямоточного дымохода, к тому же потребуется его систематическая чистка;
• для некоторых типов котла использующих капельную схему подачи топлива необходима дополнительная очистка отработки.

Меры пожарной безопасности

Следует, понимать, что подобная самодельная конструкция должна быть изготовлена четко в соответствии с установленными нормами пожаробезопасности.

Чтобы обезопасить помещение от возгорания, рекомендуем также придерживаться следующих правил:

• Диаметр дымохода должен составлять минимум 100 мм. В идеале – использовать сэндвич трубы, на поверхности которых образуется минимальное количество сажи.
• В непосредственной близости от баков запрещено хранить легко воспламеняющиеся предметы (баки с топливом).
• Все стыки должны быть герметичными.
• Толщина стенок баков, где происходит сгорание топлива должна быть не менее 4 мм.
• Для обеспечения притока свежего воздуха в помещение и во избежание задымления, необходимо обустроить котельную системой принудительной циркуляции. Норма воздухообмена на 1 кубический метр площади составляет 180 м3/ час.

Немного о безопасной эксплуатации

Отопительные приборы, функционирующие на отработке, достаточно опасны в эксплуатации. Об этом нужно помнить всегда.

Чтобы не случилось беды, следует неукоснительно выполнять несколько простых правил:

1. Помещение, где установлен отопительный прибор, должно быть оборудовано эффективной вентиляцией.
2. Котел должен оснащаться грамотно спроектированным и выполненным дымоходом, удаляющим продукты сгорания без остатка. В нем обязательно должна быть заслонка.
3. Участок прохода дымоотвода через кровлю выполняется посредством монтажа специального кожуха.
4. Котел должен быть установлен в соответствии с требованиями пожарной безопасности.
5. Хранение горючих и огнеопасных материалов вблизи от отопительного прибора строго запрещено.

К котлу на отработке, как и к любому другому отопительному прибору, нужно относится с вниманием. Вовремя проводить все необходимые профилактические работы, тогда проблем с эксплуатацией и ее безопасностью не возникнет

Дымоход и вентиляция

При установке котла на отработанном топливе отдельное внимание следует уделить отводу топочных газов, так как из-за большого количества различных присадок и добавок в маслах они могут содержать большое количество сажи. Следует учесть, что отходящие газы подобного котла имеют достаточно высокую температуру (400-500°С) и большое количество конденсата

Нежелательно использовать трубы квадратного профиля, так как это значительно затруднит их очистку от копоти и скапливающегося нагара. Оптимальным вариантом, учитывающим все эти нюансы, будет использование трубы из нержавеющей стали, алюминия или керамики, монтируемой в кирпичный или бетонный канал.

Устанавливаться водяные котлы на отработке должны в хорошо вентилируемом, отдельном помещении, так как печь требует постоянного притока атмосферного воздуха и выжигает кислород. Если смонтировать двухконтурный коаксиальный дымоход, приток воздуха будет осуществляться по его внешнему каналу, благодаря чему КПД прибора и его пожаробезопасность повысится.