Как работает котел на отработке
Отопление частного дома котлом на отработанном масле, организовывается благодаря нескольким важным элементам системы топливоподачи, фильтрации и теплообмена. В конструкции присутствуют следующие узлы:
- Маслонасос – соединен с камерой предварительного разогрева и фильтром, улавливающим твердые частицы. Функция насоса, оптимизация подачи количества отработки на горелочное устройство.
- Камера предварительного нагрева – чтобы снизить процент недожига, отработанное масло предварительно подогревают до температуры, оптимальной для возгорания.
- Турбины – топливо распыляется в камере сгорания в виде мелкодисперсионной пыли, одновременно, поддерживается стабильный факел пламени. Для работы, требуется одновременная работа двух турбин, вентилятора на горение и компрессора.
- Контроллер – сердце домашних котлов на отработке масла. Обеспечивает синхронную работу всех важных узлов отопительного оборудования. Современные станции, подключаются к блоку удаленного управления и оповещения, имеют многоуровневую систему защиты, предотвращающую возникновение аварийных ситуаций.
- Теплообменник – зависит от типа котла:
- Конвекционные модели – воздухонагреватели, вообще не имеют в своем устройстве теплообменника.
- Бытовые котлы для дома, снабжены одним или двумя контурами, подключаемыми к системе отопления и ГВС.
Для эксплуатации в бытовых условиях, нецелесообразно и опасно устанавливать самодельные отопители. Допускается подключение котлов, исключительно заводской сборки, зарегистрированных Ростехнадзором.
Жидкотопливный отопительный котел для частного дома или дачи, на отработанном масле, экономически выгоден по нескольким причинам:
- Доступность топлива.
- Небольшая стоимость отработки.
Средний расчет необходимого количества масла, высчитывают следующим способом:
- Узнают максимальную производительность котла, информация есть в технической документации.
- Делят ее на 10.
- Полученный результат умножают на 1000 50%.
Принцип котлов, действующих на переработанном топливе во всех случаях одинаков. Он заключается в испарении масла и сжигании пара от него.
Принцип испарения масла
https://youtube.com/watch?v=mRoodjKB34o
Но есть небольшие нюансы в такой технологии. Все отработанные масла содержат множество тяжелых металлов, присадок и других элементов. Задача заключается соорудить такой агрегат, который позволит аккумулировать тепло внутри, а не выводить сразу все эти элементы в дымовую трубу. Полное окисление всех элементов происходит только при условии достижения внутри котла максимальной температуры – 6000С.
Температурный показатель в данном случае — очень важный момент. Если не вдаваться в долгие объяснения химических процессов, то можно сказать кратко: безвредное сгорание и испарение топлива может происходить только при температуре в 600 градусов. Отклонение в одну или другую сторону на 200 градусов спровоцирует выделение очень вредных токсичных веществ.
Котел на отработке с водяным контуром
В нижний бак заливается отработанное масло. Верхний слой масла в испарительной камере нагревается, в результате чего образуется пар. Поднимаясь, он выходит в перфорированную трубу и соединяется с воздухом, достигает верхнего бака и сгорает. А уже сами продукты сгорания выводятся по трубе через дымоход.
Таким образом, происходит обогрев помещения, но при этом не выделяется токсичных отходов, вредных для здоровья человека. Этот факт сразу же отвечает на главный вопрос, который интересует многих перед строительством такого агрегата: «Насколько вреден котел на отработке?».
Схема котла на отработанном масле
Следует четко понимать принцип работы и технологию испарения масла в таком агрегате. Здесь сгорает не само масло, а его пары. За счет того, что отработанное топливо еще до начала горения разогревается и начинает испаряться, появляется возможность разложить такое горящее топливо на более легкие элементы.
Где применяются подобные отопительные агрегаты?
- в производственных помещениях;
- в помещениях для содержания животных;
- в автомастерских, на СТО;
- в теплицах;
- в складских помещениях и гаражах.
В качестве топлива для такого котла можно использовать практически любое масло, в том числе амортизационное.
Классификация устройств
Промышленностью выпускается очень большое количество разнообразных по типу, назначению и конструкции газовых форсунок, которые строго классифицируются по виду топлива и способу подачи воздуха. Классификация по воздухоподаче:
- Атмосферные — это горелки, в которых подача воздуха происходит естественным путём, он захватывается в трубке Вентури струёй газа по принципу инжектора.
- Принудительные воздушные или импульсные горелки оборудованы вентилятором, обеспечивающим приток воздуха для сжигания топливовоздушной смеси, и отвод продуктов, возникающих в результате сгорания топлива.
Газовая горелка для печи в доме подразделяется по видам топлива:
- Газовая для сжигания газообразного топлива.
- Горелка для сжигания жидкого топлива.
Как выбрать горелку под отработку
При выборе этого модуля котла определяющим фактором является мощность. Важны механизм предварительного разогрева топлива и конструкция форсунки.
Мощность
Она определяет характеристики производительности горелки. Установка устройства 30 кВт в котел 15 кВт недопустима и приведет к оплавлению конструкции. В паспортах магазинных изделий указаны теплоотдача и размеры рекомендуемой и предельной отапливаемых площадей.
Количество ступеней
Регулирование мощности теплоотдачи осуществляется 2 способами:
- Горелки одноступенчатые разогревают теплоноситель до заданной температуры. Далее подача топлива блокируется, котел остывает до установленного значения, и цикл повторяется.
- Двухступенчатые конструкции работают без отключения в 2 режимах: в полную мощь – при разогреве системы до запланированных показателей (после чего начинается переключение на экономное расходование масла), вдвое или на две трети меньше.
Регулирование мощности осуществляется горелкой.
Если подача топлива и воздуха полностью автоматизирована и ориентируется на показания датчиков температур теплоносителя, подогретого и сгораемого масла, объема поступающего воздуха и топлива, то такие блоки называют плавно-двухступенчатыми и модуляционными.
Размер и объем
Горелки компактны, их производительность прямо не зависит от размера обогревательных приборов и определяется конструктивными решениями на стадии планирования.
Материал горелки
Ее корпус изготавливают из устойчивых к коррозии стальных деталей, топливопроводы – из мягких цветных металлов (меди) и их сплавов.
Расход масла
Количество топлива на обогрев помещения зависит от:
- теплопотерь обслуживаемых площадей;
- территориальной принадлежности к климатическим зонам (в Приполярье зима холоднее и дольше);
- количества примесей и их влияния на калорийность горючей смеси;
- коэффициента полезного действия агрегата;
- настроек отопительного прибора и его мощности;
- количества рабочих часов и температурного режима обогреваемого помещения.
Расход масла зависит от теплопотерь обслуживаемых площадей.
Ориентировочный показатель для средней полосы страны – 2,5-4 т при круглосуточном расходовании 3 л в час.
Запуск системы
Наступил ответственный момент – испытание горелки, работающей на отработанном масле. Заливаем в систему масло, включаем ТЭН и масляный насос, ждем пока горючее прогреется до нужной температуры. После этого включаем компрессор и аккуратно поджигаем горелку – появится мощное пламя, интенсивность которого регулируется изменением давления. Теперь можно подключить горелку к котлу и ждать прогрева отопительной системы.
Вы можете возразить – мол, а в чем же суть этой горелки, если она потребляет электроэнергию. Уверяем вас, что обойтись без электричества невозможно. Даже магазинные наддувные жидкостные горелки требуют подключения к электросети, иначе добиться мощного пламени будет крайне затруднительно.
Для тех, кто держит свою автомастерскую или просто имеет большие запасы отработанного масла, незаменимой вещью станет создание горелки. Описанная ниже горелка может работать на отработанном масле, причем масло может быть смешанным с водой или даже с опилками. Это позволит без проблем отапливать гараж или другое помещение отработанным маслом.
Принцип работы устройства очень прост. Масло протекает по сферической поверхности, образуя на ней тонкую пленку. В этой поверхности имеется отверстие, через которое под давлением подается горючий газ или обычный воздух. При этом поток воздуха будет распылять масло, и оно будет воспламеняться в печи. Чтобы эффективнее распылить масло в холодное время года, предусмотрена простая система подогрева.
Материалы и инструменты для самоделки: – листовое железо;– ведро;– автомобильный масляный насос;– электродвигатель для маслонасоса (с регулятором оборотов);– болт на М10;– датчики света и тепла;– медная трубка;– воздушный электромагнитный клапан.
Инструменты: дрель, паяльник, ножовка, болгарка, ключи, плоскогубцы, сварочный аппарат.
Приступаем к сборке горелки:
Шаг первый. Принципиальная схема устройстваЕще такое устройство называют горелкой Бабингтона. Ниже можно увидеть оригинальную схему.
При работе масло протекает по наружной части форсунки, в связи с этим его чистота не сказывается на работе устройства. Воздуха самоделка расходует очень мало, всего несколько литров в час. Для создания воздушного потока подойдет компрессоры от холодильников или аквариумов.
В системе есть масляный насос, он предназначен для того, чтобы масло, стекающее по сфере вниз, подавать обратно наверх в емкость.
Шаг второй. Вид горелкиГорелка была сделана в виде насадки, которая надевается на ведро с маслом. Масляный насос, а также двигатель и регулятор оборотов были прикручены листу металла. В итоге вышла конструкция как на фото.
Вот еще одна схема, как должна работать горелка
Шаг четвертый. Сборка механической части устройстваМедную трубку необходимо свернуть в спираль, по диаметру она должна быть чуть больше, чем выходной диаметр тройника. Чтобы успешно согнуть трубку в спираль, ее нужно наполнить песком.
Система будет работать следующим образом. При запуске контроллер будет подавать искру и одновременно открывать кран с газом. После того как газ загорится, термопара уловит наличие огня и затем электроника начнет подачу масла и воздуха. Далее с помощью оптического датчика идет контроль мерцания пламени горелки. Как только пламя начнет устойчиво мерцать, электроника перекроет подачу газа.
Еще в системе будет предусмотрен датчик температуры. Когда горелка будет нагреваться до предельно допустимой температуры, она будет отключаться, остывать, а затем включаться снова.
Еще при желании самоделку можно оснастить двумя соплами, в итоге горелка сможет работать в трех режимах. Например, можно включать маленькое сопло, большое, или одновременно два сразу. Для этого будут необходимы два воздушных клапана.
Горелку для запуска автор решил сделать сам, ориентируясь на принцип китайской горелки.
В итоге Горелка Бабингтона способна работать при давлении пропана 0,2-1 кг/см. К горелке была приварена трубка со свечой от автомобиля, чтобы к ней можно было крепить горелку для запуска. Также была установлена трубка для крепления датчика наличия пламени.
По словам автора, запускается горелка легко, достаточно одной искры. При этом горит довольно ровно и пламя нельзя сдуть. Чтоб горелка Бабингтона могла работать в холодные зимы, давление пропана было выставлено низким. Зимой оно может быть порядка 0,5-1 кг/см.
Термопару автор использовал от старого котла.
https://youtube.com/watch?v=G_Xkkh6-W0E
https://youtube.com/watch?v=AZWiw-6Gpoc
Разновидности печей на отработке
Выше уже говорилось о том, что простейшая буржуйка не слишком удобна и эффективна. Поэтому появились различные варианты модификаций, которые мы рассмотрим ниже.
Печь на отработке из старого газового баллона
Здесь тоже потребуется листовой металл 4 мм (примерно 50 кв.см), но более важен другой базовый элемент – отработанный газовый баллон емкостью 50 л, лучше старого советского образца, пропановый. Кислородный тяжелее и массивнее, с ним трудно работать. Кроме этого, нужны:
- стальная труба диаметром 100 м, длиной 2000 мм;
- вентиль с резьбой ½ дюйма;
- стальной уголок с полкой 50 мм, метр или немного больше;
- хомуты;
- петли;
- кусок шланга для подачи топлива;
- автомобильный тормозной диск. Диаметр подбираем так, чтобы он свободно входил в баллон;
- еще один баллон (фреоновый) для создания топливного бака.
Последовательность работы:
- спускаем остатки газа из баллона, сверлим в дне отверстие и промываем баллон водой;
- вырезаем в боковой стенке два проема – большой нижний и меньший верхний. В нижнем будет располагаться топливная камера, в верхнем – камера дожигания. Кстати, если размеры нижнего проема позволяют, помимо отработки можно будет использовать в качестве топлива дрова;
- из стального листа делаем дно камеры дожига;
- из трубы изготавливаем горелку – место, где летучие газы смешиваются с воздухом и воспламеняются. В горелке сверлятся отверстия (по описанному выше принципу), внутри труба ШЛИФУЕТСЯ, это необходимо для большей эффективности изделия;
- готовую горелку вваривают в дно камеры дожига;
- из тормозного диска и куска стального листа делаем поддон для отработки. В верхней его части привариваем крышку;
- для соединения горелки и крышки поддона лучше использовать муфту – это облегчает обслуживание печи;
- выполняем подвод для горючего. Для этого в стенке баллона выполняется отверстие, в которое вваривается труба с резьбовым краем;
- на внешнем конце трубы ставится вентиль, к нему подключается шланг. Шланг, в свою очередь, подключается к баллону с топливом;
- трубу для дымохода вваривают в верхнюю часть баллона, далее «уводят» плавным переходом вверх, до выхода из помещения.
Фактически на этом работа с самой печью закончена, но лучше дополнительно соорудить теплообменник – это увеличит эффективность.
Один из вариантов теплообменника – наваренные на корпус пластины – показан на фото ниже.
Готовая печь с открытыми дверками (петли были нужны именно для них, на петли крепятся вырезанные в пункте 2 куски баллона).
Печь на отработке с наддувом
Эта конструкция также собрана на основе 50-ти литрового баллона.
Подача воздуха здесь идет от вентилятора (например, от печки автомобиля ВАЗ 2108), что позволяет увеличить тягу в дожигателе и при этом сделать фактически теплообменником всю поверхность баллона.
Процесс работы и розжиг показаны в видео.
Печь на отработке с водяным контуром
Изготовление печи с водяным контуром может быть практически таким же, как и в наиболее простом варианте. Основное отличие – организация отбора тепла в водный теплоноситель. На фото ниже такая возможность реализована обмоткой трубы вокруг корпуса печи. При этом снизу, естественно, подается холодная вода, сверху выходит нагретая.
Более «продвинутый» вариант – печка с «водяной рубашкой». Фактически корпус заключен во второй, полый, внутри которого циркулирует вода. Нагретая жидкость подается в радиаторы отопления.
Правда, фраза «не дымит» от производителя является некоторым преувеличением – это реально только при регулярной чистке дымохода и использовании достаточно качественного, отфильтрованного топлива.
На чертеже устройство выглядит примерно так.
Печь с капельной подачей топлива
Этот тип печи более безопасен, чем те конструкции, в которые топливо заливается одномоментно. Кроме того, в случае постепенной подачи можно свободно регулировать длительность горения.
Обязательным элементом системы является отдельный бак для топлива, отработка из которого подается небольшими порциями – почти каплями – с помощью специального устройства.
На фото ниже показана конструкция, где имеется расположенный выше топливной камеры отдельный бак с маслопроводом. Базой печи является газовый баллон, для регулировки интенсивности подачи отработки используется вентиль. Подробнее устройство печи рассмотрено выше.
Еще один тип изделия – с выдвижным отсеком для топлива и двойным дожигателем.
Она же, реализованная в металле.
Обратите внимание: благодаря наддуву и отсутствию потерь топлива при заливке расход отработки снижается на 20…30%
Выбор конструкции печи
Существует несколько моделей масляных печей. Есть модели с тремя трубами, соединяющими масляную ванну и дожигатель.
Закрытый вариант представляет собой большую ёмкость (вроде баллона из-под газа), внутри которой располагаются все узлы: сбоку поступает масло, в верхней части, до середины вваривается перфорированная труба, и подаётся под небольшим давлением воздух, а с противоположной стороны вваривается выход к дымовой трубе. Вариант считается пажаробезопасным, так как даже при вскипании масла, оно не выплёскивается наружу через отверстия сжигателя.
Есть также вариант, когда части масляной печки приставляются к дровяным печам, типа буржуйки.
Чертеж печи на отработке
Отличный вариант конструкции, проверенной на практике, представлен на чертежах ниже (её иногда называют «двухобъёмной»). Диаметр верхней и нижней частей по 34,4 – 35,2 см. Высота перфорированной трубы 36 см. Диаметр 10 см.
Нижняя ёмкость имеет съёмную крышку, плотно закрывающуюся во время горения. Сюда заливается отработка. Небольшое отверстие в крышке позволяет и подавать топливо, и поджигать его, и служит дросселем, регулируя интенсивность подачи кислорода, а значит, и горения.
В трубе идут процессы перемешивания веществ и пиролиза.
Верхняя часть служит для того, чтобы как следует дожечь все тяжёлые компоненты. И здесь очень важная деталь – перегородка, которая задерживает внутри газовую смесь, не давая ей преждевременно вылететь в трубу. Этой перегородкой разделяются зоны кислородного горения и окисно-азотного. Агрегат, лишённый этого технологического элемента, представляет собой источник вреднейших выбросов.
Для того чтобы обеспечить непрерывное поступление топлива, делается ещё одна ёмкость, рядом с нижней, которая соединяется с ней при помощи небольшой трубки (просто доливать масло во время работы нельзя категорически, увеличить резервуар тоже не получится – масло не будет гореть). Добавление топлива будет происходить по принципу сообщающихся сосудов. Расстояние от печи до дополнительного бака – не менее полуметра.
Готовая печка на отработке
Классическая печь такого вида обогревает только за счёт лучистой энергии и конвекции. Навешивать водяную рубашку на верхнюю часть печи – нельзя, поскольку это нарушит естественные процессы и температурные режимы горения. Чтобы превратить обычную отработочную печку в котёл водяного отопления, потребуется змеевик. Его витки располагаются на небольшом расстоянии от перфорированного корпуса печи (2 – 7 см). Для лучшего улавливания жара и передачи его трубкам змеевика, он окружается отражающим экраном из алюминия, жести или оцинкованной стали.
Водяная рубашка тоже возможна. Но делать её, как и змеевик, нужно на некотором расстоянии от верхней части корпуса-дожигателя. Отражатель в этом случае не нужен.
Техника безопасности
Устанавливая устройство горелки на отработанном масле, изготовленной своими руками необходимо уделить внимание технике безопасности
Для этого понадобится выполнить следующие условия:
- Недопустима установка такого источника тепла внутри жилого помещения. Он располагается в отдельном помещении, где нет легко воспламеняющихся материалов.
- Открытый источник огня всегда нужно держать под контролем.
- В котельной нужно установить эффективную вентиляцию, способную подавать чистый воздух и удалять угарный газ.
- Бак с топливом размещается подальше от источника огня.
- Такая конструкция требует регулярного обслуживания, необходимо своевременно удалять возможные масленые потеки.
Ремонт швейных машин своими руками: правила эксплуатации швейной машинки. Неполадки в работе швейных машин и пошаговая инструкция как их устранить самостоятельно
Швейная машинка своими руками: примитивные модели и советы как построить машинку (100 фото и видео)
Как сделать арбалет своими руками: пошаговое описание изготовления стрелкового оружия (видео + 95 фото)
Строго придерживайтесь советов по изготовлению горелки на отработке. Это позволит избежать возможных сложностей в ходе эксплуатации и повысит КПД изделия. Получайте удовольствие от плодов своей работы!
Переделка промышленных горелок
Стоит заметить, что сделать горелку на масле-отработке с нуля намного проще, нежели переделывать промышленные образцы. Ведь все равно потребуется вкладывать средства. Например, при переделке горелки на дизтопливе придется затратить довольно много денег. В итоге и конструкция оказывается весьма сложной и требуется подогревать масло. Намного дешевле купить готовую масляную горелку или сделать ее самостоятельно.
Некоторые пытаются сделать горелку из паяльной лампы. Но это не очень хороший вариант, так как принцип работы у нее сильно отличается от того, какой необходим. В паяльной лампе форсунка прогревается, а масло вытесняется за счет давления из форсунки. Бензин – это очищенное топливо, чего не скажешь об отработанном масле. В нем есть и примеси металлов, и продукты сгорания солярки или бензина, а также иные виды загрязнений. В итоге форсунка засоряется очень быстро. Можно, конечно, модернизировать ее, но овчинка выделки не стоит – слишком дорого и трудозатратно. Поэтому рекомендуется отдать предпочтение горелке Бабингтона.
Рекомендации по выбору
В покупаемый комплект традиционно входят сама горелка, ряд насадок и сменный газовый баллон. Вид газа не сильно принципиален для работы инструмента.
Меняя насадки, можно применять горелку для:
- Разрезания;
- Разогрева покрытий, к примеру, снимая старую краску с металла;
- Плавки пластика.
Обратите внимание на тип пламени, которые дают насадки:
- Вихревое. Поток высокой концентрации, подходящий для большинства работ с высокой тепловой интенсивностью.
- Карандашное. Используют для создания тепла на небольшом рабочем пятне для точных работ.
- Так называемое Джамбо. Требуется для грубых теплоемких работ.
- Многоцелевое. Применяют для работы с низкой температурой, самое мягкое пламя.
При соблюдении правил безопасности и правильном выборе горелки этот инструмент будет долго радовать владельца и помогать в быту.
Технология изготовления печи на отработанном масле
Ниже представлены чертежи наиболее распространенной печи на отработке. Она выполнена из остатков трубы Ø352 мм, листовой стали 4 мм и 6 мм, также понадобятся обрезки толстостенной трубы Ø100 мм и уголка для ножек.
Ее габариты позволят обогреть помещение со стандартной высотой потолков площадью до 80 м2, при большей площади следует увеличить размеры печи и диаметр трубы дымохода.
Необходимый инструмент:
- сварочный аппарат;
- болгарка с отрезным кругом;
- шлифовальный круг для зачистки швов;
- дрель или сверлильный станок, сверла;
- рулетка.
Также необходимы растворитель и кремнийорганическая термостойкая краска — она обычно продается в баллончиках и используется для окраски сильно нагреваемых поверхностей печей.
Последовательность изготовления своими руками:
- Подготавливают заготовки по чертежам. Все детали вырезают из указанного на чертеже материала и зачищают места среза для устранения заусенцев.
- Соединяют методом сварки детали нижнего бака: корпус из трубы Ø344 мм h=115 мм, дно из листового металла 4 мм, а также ножки из уголка произвольного размера. Вместо уголка можно использовать обрезки дюймовой трубы.
- В отрезке трубы Ø100 мм h=360 мм с помощью сверла выполняют перфорацию по эскизу — 48 отверстий диаметром 9 мм.
- Соединяют сваркой детали крышки нижнего бака: заготовку из трубы Ø352 мм h=60 мм, крышку из листовой стали 4 мм с двумя отверстиями и перфорированную трубу.
- Заслонку для отверстия подачи воздуха на крышке нижнего бака крепят на заклепку.
- Соединяют сваркой детали верхней камеры: заготовку из трубы Ø352 мм h=100 мм и дно из листовой стали 4 мм с отверстием для перфорированной трубы.
- К крышке верхней камеры приваривают дымовую трубу Ø100 мм h=130 мм, с внутренней стороны крышки — перегородку из листовой стали 4 мм с размерами 70х330 мм. Перегородка предназначена для отсекания пламени и увеличения эффективности нагрева верхней камеры. Располагать ее следует ближе к дымовому отверстию.
- Сваривают верхнюю камеру и крышку с дымовой трубой.
- Приваривают верхнюю камеру к верху перфорированной трубы, для увеличения жесткости конструкции можно сделать стяжки из прутка между крышкой нижнего бака и верхней камерой.
- Верхнюю часть печи надевают на нижний бак внатяг.
- Печь для продления срока эксплуатации покрывают кремнийорганической краской, предварительно зачистив сварные швы от окалины, а металл от ржавчины с помощью растворителя.
- Подсоединяют печку к дымоходу. Его высота должна быть не менее 4 метров для улучшения тяги. Поскольку дымоход придется часто очищать от сажи, нужно сделать его максимально прямым, без изгибов.
Аналогичную печь можно сделать из листового металла, в этом случае ее камеры будут квадратной формы. Подробная технология приведена на видео.
Изготовление печи на отработке: видео
https://youtube.com/watch?v=GBxHKPlkty4
Как подключить к печи на отработке водяной контур
Водяной контур подключают к котлу, установленному на верхнюю камеру. Его можно приварить прямо на поверхность печи, но более безопасно сделать отдельный бак: в случае прогорания дна бака вода попадет в камеру сгорания, что может вызвать выплеск горящего масла и резкое воспламенение.
Бак может быть произвольной формы и высоты, главное условие — плотное прилегание к верхней камере и дымовой трубе для более эффективного нагрева. В стенки бака врезают два штуцера: в верхней части для нагретой воды, в нижней — для остывшей обратки.
На выходе из бака устанавливают термометр и манометр. На обратной трубе в непосредственной близости от котла ставят циркуляционный насос и расширительный бак.