Устройство и принцип работы
В основе принципа длительного горения лежит снижение скорости сгорания топлива за счет уменьшения подачи воздуха. Кислород в первичную камеру сгорания подается в количестве, достаточном для тления, но не обеспечивающем интенсивное горение.
Во время медленного окисления древесины выделяются газообразные углеводороды, получившие название пиролизных газов. Сам процесс органического разложения древесных волокон под действием высокой температуры называется приролизом.
Дожигание продуктов окисления во вторичной камере на длительность горения топливной закладки не оказывает существенного влияния, однако существенно увеличивает общую эффективность работы котла на дровах. Это связано с тем, что при сгорании вторичных газов выделяется значительно больше тепловой энергии чем при интенсивном горении дров.
Энергозависимые установки длительного горения
Компоновка дровяных котлов длительного горения предполагает расположение основной топочной камеры непосредственно над зоной сжигания вторичных газов, а сообщение между ними осуществляется через специальные керамические форсунки, способные работать при температуре от 800 до 1000 С. Днище главного топливного отсека оборудовано специальной термостойкой постелью, чаще всего из шамотного кирпича или керамобетонных блоков.
Направленное движение воздуха (тяга) обеспечивается с помощью нагнетающего вентилятора, от частоты вращения которого зависит количество кислорода в рабочей зоне. На основании данных, полученных от температурного датчика, автоматическая система управления (АСУ) может увеличивать или уменьшать угловую скорость крыльчатки. К достоинствам такой схемы можно отнести высокую точность регулировки. Кроме этого, воздух, проходя через верхний топочный бункер, нагревается, что упрощает процесс воспламенения пиролизных углеводородов.
Интенсивность циркуляции теплоносителя в отопительном контуре регулируется насосом, который также подключается к АСУ. Если температура теплоносителя снижается, автоматически увеличивается подача воздуха.
Точность регулировки и экономичность энергозависимых дровяных котлов отопления длительного горения обеспечивают значительную экономию дров, что за весь отопительный сезон выливается значительную сумму. Однако не следует сбрасывать со счетов тот факт, что при отсутствии электропитания, такой котел становится бесполезной грудой металлолома, поскольку естественная тяга в таких конструкциях, как правило, не предусматривается.
Энергонезависимые дровяные котлы длительного горения
Несмотря на то что экономичность и производительность таких установок заметно ниже, чем установок оснащенных АСУ, они совершенно не зависят от наличия электроэнергии, что является их существенным плюсом. К недостаткам таких систем относится, прежде всего, сложность настройки.
У такого котла на дровах регулировка подачи кислорода производится открытием специальной заслонки, имеющей кинематическую связь с биметаллическим терморегулятором, расположенным на верхней крышке изделия.
После розжига дровяной закладки и получения устойчивого горения заслонку приводят в рабочее положение, уменьшая тем самым количество воздуха в первичной камере сгорания и обеспечивая оптимальные условия для химико-термического окисления древесного горючего. Горячие пиролизные газы, под действием естественной тяги, поступают в верхнюю камеру сгорания, где смешиваются с разогретым вторичным воздухом, вследствие чего воспламеняются.
Циркулирующий в водяной рубашке теплоноситель быстро нагревается за счет контакта с горячими стенками камеры сгорания. Высокую производительность таких конструкций обеспечивает большая площадь теплообменника.
Отопительные котлы на дровах обратного горения
Главной особенностью таких устройств является то, что процесс первичного сжигания происходит в направлении от верхних слоев к нижним.
Конструкция представляет собой вертикально расположенный цилиндр со штоком и прижимным диском, обеспечивающим равномерное распределение воздуха по всей поверхности горения.
Образовавшиеся в результате пиролиза газы поступают в верхнюю часть корпуса, где смешиваются с предварительно разогретым вторичным воздухом и воспламеняются. Раскаленная боковая поверхность непосредственно контактирует с теплоносителем, поступающим в контур отопления через выходной патрубок. Для большей эффективности, прибор может быть установлен в защитный кожух, а образовавшаяся полость заполнена пенополиуретаном или другим негорючим теплоизолятором.
Виды устройства, которые можно создать самому
Котёл следует начинать строить с задумки. Первым этапом должен стать выбор вида создаваемого изделия. В ряде случаев можно подобрать вид по имеющимся деталям, по особенностям конфигурации оборудования, а также по личным потребностям создателя. Только после рассмотрения собственных возможностей, следует подбирать чертежи. В конечном результате следует выбрать котёл длительного горения по параметру направления сгорания топлива:
- Нижнее. Топливо поджигается снизу (таким способом работает большинство котлов).
- Верхнее. Топливо загорается вверху и постепенно сгорает к нижнему уровню.
Котлы с нижним направлением горения можно разделить на два вида:
- Традиционный. Подаваемые твердотопливные элементы возгораются и сжигаются в одном отделении. Выход дыма осуществляется с помощью стандартной трубы для вывода дыма.
- Шахтные. Здесь имеется две камеры. Одна служит для подачи топлива, а другая является теплообменником.
Также рассматривается несколько вариантов по способу сжигания. Котёл может иметь стандартную схему поглощения топлива. Здесь процесс осуществляется таким же способом, как и при стандартных обстоятельствах. Ярким примером является печь в частном доме. Котёл с пиролизным сжиганием имеет особую схему, которая подразумевает выделение древесного газа с последующим его воспламенением.
Немаловажным отличием является и теплообменник. Этот элемент изготавливается по особой технологии. Существует несколько способов решения вопроса с его созданием. Помимо особенностей теплообменника котёл для процесса горения может использовать уголь и дрова, или только один из представленных вариантов топлива. В этом случае следует заранее рассчитать резонность использования определённого топлива. От этого выбора будет зависеть конструкция самого изделия.
Как подается топливо
В целом, такое котлы могут функционировать на любом топливе из дерева, от биологических брикетов до обычных дров.
Обратите внимание! Для того чтобы работать полностью автоматически, котлы на опилках должны использовать только стружку и опилки!
Чтобы прибор смог «питаться» дровами, его топочную камеру следует переделать. Но в большинстве современных моделей в комплект уже входит все, что потребуется для переоборудования.
Вне зависимости от того, какого типа топливо используется, пиролизным котлам необходимо, чтобы оно обязательно было сухим. Если оно будет влажным, то при горении будет образовываться пар. И если пар смешается с газом, то последний от этого станет тяжелее, а сам процесс горения существенно ухудшится. Поэтому не странно, что каждый твердотопливный прибор до 1/3 своей мощности тратит именно на то, чтобы просушить топливо.
Вам следует должное внимание уделить подаче топлива, состоящей из двух элементов:
- ворошитель – он перманентно перемешивает опилки, по причине чего обеспечивается постоянная их подача на шнек;
шнек – устройство, предназначенное для транспортировки опилок из специального бункера в топочную камеру.
Обратите внимание! Автоматические котлы характеризуются тем, что в них подача топлива происходит непрерывно! Это позволит вам сделать бункер для него, расположенный под землей. Подземный бункер хорош тем, что в нем не только хранится топливо, но он экономит свободное пространство в доме
Зачастую он устанавливается таким образом, чтоб его наивысшая точка располагалась на том же уровне, что и сам фундамент. В этом же месте должен располагаться люк, через который топливо будет засыпаться сразу же из транспорта, доставившего его. Также отметим, что бункер должен размещаться в комнате, соседствующей с той, где находится котел, дабы без проблем наладить топливный транспортер
Подземный бункер хорош тем, что в нем не только хранится топливо, но он экономит свободное пространство в доме. Зачастую он устанавливается таким образом, чтоб его наивысшая точка располагалась на том же уровне, что и сам фундамент. В этом же месте должен располагаться люк, через который топливо будет засыпаться сразу же из транспорта, доставившего его. Также отметим, что бункер должен размещаться в комнате, соседствующей с той, где находится котел, дабы без проблем наладить топливный транспортер.
Древесные из березовых опилок: легкое производство
Сложно представить, что древесные брикеты, обладающие, в отличие от дров, повышенной теплотворностью и способные поддерживать горение до полутора часов, можно сделать из опилок, стружки и других отходов деревообработки и отходов растительного происхождения путем обработки методом прессования и экструдирования. Дополнительный подогрев до температуры 250-350о С обеспечивает повышенную плотность продукции, пониженную влажность (до 5,6 %) и, соответственно, продолжительное горение и высокую теплоотдачу.
Производство брикетов из опилок и отходов растительного происхождения – эффективный способ создания экологически чистого топлива для печей, каминов и твердотопливных котлов, применяемых для отопления жилых домов и помещений производственного назначения. Для этого вида топлива характерно отсутствие дыма, золы, летучих газов, сопровождающих горение угля и дров.
В соответствии с технологиями производства твердого топлива из древесных и растительных отходов, станок для изготовления брикетов из опилок (брикетировочный пресс или экструдер) – основная составляющая комплекса специального оборудования, включающего:
- измельчители поступающего на переработку древесного и растительного сырья;
- сушильное оборудование;
- транспортеры, предназначенные для подачи сырья и отгрузки продукции для складирования и реализации.
2 Преимущества оборудования
Во многом популярность отопительных приборов, которые работают на древесной стружке, объясняется многочисленными преимуществами этой технологии. Изготовленный своими руками котел на опилках длительного горения имеет следующие преимущества:
- Безопасность использования.
- Возможность контроля расхода сырья и температурного режима.
- Экологичность оборудования.
- Минимальные затраты на топливо.
- Быстрый нагрев помещения.
- Высокий КПД.
Изготовленные своими руками котлы на опилках характеризуются универсальностью и эффективностью. С помощью такого отопительного оборудования с легкостью обогревают помещение любой площади. Благодаря простой конструкции прибора его можно сделать самостоятельно, а в последующем топливо можно брать бесплатно на пилорамах или покупать уже готовые высушенные прессованные брикеты опилок.
Поэтапный ход работы
Рис. 3 Общий вид конструкции самодельного котла
Топка
- От бочки отрезается верхняя часть, она пригодится для создания нижней камеры.
- Листам тонкой стали придаётся цилиндрическая форма. Один цилиндр должен идеально входить в другой. К верхнему (более узкому) краю цилиндра прикрепляется крышка. Так создаётся конус горения и трамбовочный конус.
- Крышка и дно котла делаются из толстой стали, для установки дна, собственное днище бочки необходимо вырезать.
- В днище делается отверстие диаметром 10 см. В него будет вставлен конус горения.
- Трубы с прямоугольным сечением или швеллера навариваются вертикально внутри бочки. Их размер немного меньше высоты бочки. Это необходимо для того, чтобы они не мешали крышке с трамбовочным конусом легко закрывать котёл. Предварительно в них должны быть высверлены отверстия, соответствующие диаметрам круглых труб.
- На этом же уровне будут находиться отверстия и в корпусе агрегата.
- Через эти отверстия вставляются трубы для подачи холодной воды и отведения горячей. Также обстоит дело с дымоходом.
- Из отрезанной части бочки сооружается камера поджига. Дверцу можно сделать из тонкого листа стали или использовать готовую, приобретённую в магазине. Для хорошей тяги, нужно просверлить внизу камеры несколько отверстий.
Самодельные котлы на опилках, поставленные в подсобных помещениях, кирпичом можно не обкладывать
Как избежать проблем при строительстве и эксплуатации
Оборудование устанавливают только на бетонное основание. Стальной прокат не выдерживает вес и котел проседает. Это приводит к потере плотности соединений и повреждению труб.
Использовать самодельную дверь для топки и зольника не рекомендуют. Малейшие неровности снижают эффективность сжигания дров.
Кроме того, возможно выпадение углей через щели с последующим возгоранием. При самостоятельном изготовлении дверцы ее делают строго под отверстие, обеспечивают заслонками и теплоизоляцией между слоями.
Если котел с теплообменником используют в локальной отопительной сети, циркуляционный насос устанавливают на обратку. Так устройство работает в щадящем режиме на протяжении 6 или более лет. Для решения проблемы низкотемпературной коррозии на байпасе (перемычке) устанавливают трехходовой термостатический клапан и настраивают на 55 градусов.
Стойкий запах креозота и задымление в котельной говорят о низком качестве топлива. Дешевые деревянные шпалы не подходят для обогрева и образуют зольно-угольные остатки на стенках менее, чем за сутки горения. Чтобы исключить теплопотери через дымоход, последний оборудуют заслонкой. Она предотвращает выход нагретого воздуха, снижает скорость сжигания топлива.
Устройство и методы изготовления
Принцип, по которому работают котлы на опилках, простой. Сжигание сырья осуществляется при помощи контролируемого длительного горения, трехступенчатой подачи атмосферного воздуха и вторичного дожига продуктов сгорания. При этом топливо проходит несколько стадий:
- загрузку в бункер, где находится шнек, который чаще всего расположен вне помещения;
- поступление при помощи червячной передачи в хранилище для опилок;
- отправка в следующий резервуар, соединенный с топочной камерой;
- попадание в топку котла, в котором и происходит поджигание и сгорание сырья, в результате чего нагревается теплообменник, а нагретый воздух выводится либо в камеру газогенерации (где осуществляется вторичный дожиг горючих газов), либо сразу в дымоотводную систему.
Конструкция котлов
Как правило, такое оборудование состоит из следующих элементов:
- устройства для подачи сырья;
- колосников, располагающихся в колосниковой части оборудования;
- емкости для сбора отходов;
- распределителя нагретого в топке воздуха;
- топки, где происходит сгорание топлива. Она имеет ряд отверстий, расположенных в особом порядке, позволяющем контролировать подачу воздуха и, соответственно, обеспечивать равномерность длительного горения;
- теплообменного блока, куда выходят газы, нагревающие теплоноситель и следующие затем в дымоотводящую трубу.
Преимущества отопительного котла на пеллетах
| Долговечность — срок службы котла может достигать 50 лет. |
| Высокая мощность — от 15 до 100 кВт. |
| Полная автономность — простые модели пеллетных котлов не нуждаются в электричестве, они работают как обычные «буржуйки». Более совершенным моделям с автоматической системой управления электрический ток, конечно, требуется для питания приводов и управляющих контуров. Но и без электрификации котел будет работать. |
| Простота обслуживания — стандартный котел состоит из топки, поддувала и дымохода. По сути, это классическая печь, которая время от времени нуждается в замене колосников. Конечно, пеллетный котел, оборудованный автоматикой, требует несколько большего внимания, но исключительно для обслуживания блока управления. Непосредственно котел не нуждается даже в очистке — пеллеты сгорают практически полностью. |
| Низкая стоимость топлива — пеллет. Как уже говорилось, пеллеты — это фактически прессованная стружка, поэтому они значительно дешевле дров, угля и торфа. При этом пеллеты расходуются гораздо экономнее прочих видов твердого топлива, а при сгорании выделяют значительно больше энергии. |
Особенности эксплуатации древесных котлов с длительным горением
Длительность горения одной закладки дров, составляет от 8 до 24 часов. Период автономной работы зависит от нескольких факторов:
- Тип котла.
- Качество топлива.
- Правильная эксплуатация.
Научиться правильно топить котел, намного легче, чем может показаться на первый взгляд. Во время растопки и дальнейшей эксплуатации, придерживаются требований, указанных производителем в технической документации. После нескольких топок, процесс становится привычным.
Как добиться длительного горения дров
Расход дров, при условии использования режима длительного горения, меньше чем в обычных котлах, на 30-40%. КПД достигает 92%. Не у всех потребителей получается с первого раза добиться того, чтобы котел заработал в режиме длительного горения. Некоторые жалуются на обильное выделение смолы в процессе сжигания древесины.
Добиться длительного горения дров можно, тщательно соблюдая рекомендации производителя:
- Дрова разжигают при полностью открытой заслонке.
- В режим длительного горения, котел переводят только после достижения температуры 600°С.
- Влажность дров не должна превышать 20%. Топить хвойными породами дерева не рекомендуется.
Нарушения правил эксплуатации приводит к тому, что от дров в котле образуется смола. Чаще всего, не соблюдают следующие условия:
- Минимальная температура теплоносителя на выходе не должна опускаться ниже 65°С.
- Правильно топить котел дровами твердых пород: осиной, буком, акацией, дубом и т.д.
- Высокая влажность дров приводит к обильному выделению смолы.
Правильная эксплуатация котлов длительного горения, продлевает срок службы техники и увеличивает теплоотдачу.
Как правильно загружать дрова
Укладка дров в котле выполняется в согласии со следующими правилами:
Поленья раскалываются крупными кусками.
Укладка дров в топку осуществляется как можно плотнее
Важно избежать пустот между поленьями.
Длина поленьев должна быть меньше размеров загрузочной камеры, как минимум на 5 см
Розжиг выполняют исключительно сухими лучинками. Использовать бензин или керосин, для растопки дров, запрещается. Время от времени, рекомендуется использовать специальные химические брикеты, удаляющие смолянистые отложения на стенках.
Сколько надо дров на зимний сезон
Устройство котла длительного горения, позволяет экономить на топливе, приблизительно 15-30%, в зависимости от выбранной модели. Примерный расход дров высчитывается следующим образом:
- Принято считать, что для обогрева каждых 100 м², потребуется 3 Гкал/мес.
- При сжигании килограмма дров, выделяется 3200 ккал.
- Чтобы получить 1 Гкал, котлы длительного горения сжигают 312 кг дров.
- Для получения 3 Гкал, потребуется приблизительно тонна древесины.
В течение отопительного сезона, для обогрева дома на 100 м², нужно 7-8 тонн дров.
Правила и нормы установки дровяного котла продолжительного горения
Установка котла длительного горения проводится с соблюдением норм, распространяющихся на все котлы, работающие на дровах. Во время проведения монтажных работ, учитывают существующие требования ППБ и СНиП:
- Монтаж выполняют на прочном негорючем основании. Стены и пол облицовывают негорючими строительными материалами.
- Дымоход проводят с соблюдением противопожарных разделок. В месте примыкания к стене из горючего материала, прокладывают огнестойкий утеплитель. Материал облицовывают стальным листом.
Водяное отопление от котла на дровах длительного горения, подключают к специальным отводам, находящимся на корпусе котла. В инструкции подробно указывается, какой патрубок идет на подачу и обратку водяного контура.
- Котел с производительностью более 40 кВт, устанавливается в отдельной комнате.
- Энергозависимые котлы подключают к электроснабжению через стабилизатор и источник бесперебойного питания. Обязательно используют автоматы. Подключение выполняют напрямую от щитовой.
В помещении, используемой под котельную, обязательно наличие приточно-вытяжной вентиляции и естественного освещения. При необходимости, допускается размещение котла в подвале.
Конструкция печи на опилках
Если рассмотреть чертеж печи на опилках, то можно заметить существенную разницу ее конструкции от классических изделий, функционирующих на дровах или угле.
В устройстве есть специальная камера, заполняемая опилками полностью, до самого дымохода. Поверх топливной массы укладываются щепки или бумага, которые поджигаются и плотно закрываются крышкой.
Полностью конструкция изделия состоит из четырех основных частей:
- Загрузочной камеры.
- Устройства для подачи воздуха.
- Дымоотводящей трубы с регулирующей заслонкой.
- Крышкой-прессом.
Простота устройства и небольшое количество деталей дают возможность изготовления печи на опилках своими руками.
Как выбрать котел длительного горения, работающий на угле
Существует несколько десятков различных моделей твердотопливных отопительных котлов длительного горения на угле. Различия есть в конструкции теплообменника, используемом принципе горения и других характеристиках.
При выборе, кроме производителя и себестоимости модели, следует обращать внимание на следующие характеристики:
Тип теплообменника – изготавливаются стальные и чугунные напольные твердотопливные котлы длительного горения на угле. Большой вес конструкции при полной загрузке топлива, составляет приблизительно 2-3 центнера. Поэтому, все производители изготавливают котлы в напольном исполнении.
Количество контуров – модели длительного горения способны работать как на отопление помещения, так и для ГВС. Одноконтурные котлы, при необходимости, подключаются к бойлеру накопителю. После установки емкости, модель можно подключить к системе горячего водоснабжения. Двухконтурные котлы, одновременно работают на нагрев теплоносителя и горячей воды.
Время автономной работы – одна из основных причин, почему выбирают модели медленного горения, это возможность работать на одной закладке топлива в течение 6-120 часов. Поэтому, время автономного горения влияет на выбор подходящей модели.
Какой котел длительного горения лучше
На рынке отопительного оборудования, возможно выбрать твердотопливный котел практически любой модификации и производительности. Самые лучшие модели, предлагают несколько европейских и российских производителей.
Чтобы облегчить подбор техники, все оборудование делят по территориальному признаку, стране, в которой был изготовлен теплогенератор:
- Латвийские модели – Stropuva.
Чешские котлы – ATMOS, Viadrus.
Российские агрегаты – НМК Магнум, Медведь Comfort.
Немецкие котлы – Buderus, Viessmann.
Украинские модели – SWAG, PALCHE.
Польские котлы – Heiztechnik, SAS, Galmet, Elektromet, Pereko.
Турецкие агрегаты – Radijator.
Европейские агрегаты отличаются хорошими теплотехническими характеристиками и длительным сроком эксплуатации, но, котлы прихотливы к качеству топлива. Использование угля неправильного сорта, приводит к резкому снижению производительности.
Отечественный твердотопливный котел отопления длительного горения на угле, менее чувствителен к качеству топлива и полностью адаптирован к отечественным реалиям эксплуатации.
Цены на угольные котлы
Европейские котлы стоят дороже отечественной продукции. Лидерство, относительно ценовой политики, занимают немецкие котлы. Котлы длительного горения Buderus, Viessmann, стоят, начиная от 350 тыс. руб. Польские, чешские и латвийские модели, предлагаются от 100 тыс. руб.
Котел на угле российского производства с длительным периодом горения, обойдется в 50-60 тыс. руб. в минимальной комплектации. Модели с измененной топочной камерой и принципом верхнего горения, а также универсальное оборудование, будет стоить в пределах 80-100 тыс. руб.
Буквально 5 лет назад, для отечественного потребителя, модели с длительным сгоранием топлива, были в диковинку. На данный момент, оборудование уже стало привычным, появился реальный опыт эксплуатации в условиях русской зимы, что дало возможность получить точное представление о недостатках и преимуществах котлов данного типа.
Плюсами котлов являются:
Использование угля в котлах увеличило время автономного горения в 2-3 раза, по сравнению с обычными твердотопливными агрегатами.
Длительное горение облегчает контроль над температурой нагрева теплоносителя, что предотвращает его перегрев.
Регулируемая интенсивность пламени позволяет сделать точный расчет длительности горения, с максимальным отклонением в несколько часов.
Современное оборудование в состоянии проработать до 5 суток в полностью независимом режиме.
Удобство эксплуатации – в моделях с верхней загрузкой, предусмотрен специальный люк, расположенный в оголовке корпуса. Загрузка угля в котел, благодаря такому изменению в конструкции, стала намного проще.
У первых моделей длительного горения, было много недостатков, проявляющихся в сложности растопки и дальнейшей дозаправке котла. Оборудование отличалось прихотливостью к качеству топлива и быстро выходило из строя. В среднем, за 5 лет прогорал теплообменник, что приводило к дорогостоящему ремонту. Все эти минусы были учтены производителями и на данный момент исправлены.
Остался только один недостаток – высокая стоимость отопительного оборудования. Но благодаря постоянно увеличивающемуся ассортименту продукции и большой конкуренции, цены имеют тенденцию к постоянному снижению. В будущем, можно ожидать еще больший спрос на угольные котлы длительного горения.
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
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.
Устройство и методы изготовления
Принцип, по которому работают котлы на опилках, простой. Сжигание сырья осуществляется при помощи контролируемого длительного горения, трехступенчатой подачи атмосферного воздуха и вторичного дожига продуктов сгорания. При этом топливо проходит несколько стадий:
- загрузку в бункер, где находится шнек, который чаще всего расположен вне помещения;
- поступление при помощи червячной передачи в хранилище для опилок;
- отправка в следующий резервуар, соединенный с топочной камерой;
- попадание в топку котла, в котором и происходит поджигание и сгорание сырья, в результате чего нагревается теплообменник, а нагретый воздух выводится либо в камеру газогенерации (где осуществляется вторичный дожиг горючих газов), либо сразу в дымоотводную систему.
Конструкция котлов
Как правило, такое оборудование состоит из следующих элементов:
- устройства для подачи сырья;
- колосников, располагающихся в колосниковой части оборудования;
- емкости для сбора отходов;
- распределителя нагретого в топке воздуха;
- топки, где происходит сгорание топлива. Она имеет ряд отверстий, расположенных в особом порядке, позволяющем контролировать подачу воздуха и, соответственно, обеспечивать равномерность длительного горения;
- теплообменного блока, куда выходят газы, нагревающие теплоноситель и следующие затем в дымоотводящую трубу.
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:
- Максимальный. При полной загрузке опилками и прогреве воздуха с теплоносителем до требуемой температуры, автоматически снижается интенсивность рабочего процесса котла для получения большей эффективности и экономности от использования загруженного сырья.
- Средний. Режим экономного отопления до снижения температуры (значение выставляется пользователем) помещения. При достижении минимальной величины интенсивная работа котла возобновляется.
- Пауза. Намеренная остановка котла и остывание устройства.
