Изгоготовление твердотопливного котла. Теплообменник твердотопливного котла

Теплообменник для твердотопливного котла - Всё об отоплении

Главная > Отопление > Теплообменник для твердотопливного котла. Своими руками.

Теплообменник для твердотопливного котла. Своими руками.

Для своего твердотопливного котла мною был сделан эффективный теплообменник. Конструкция теплообменника продумана таким образом, чтобы обеспечить максимально возможную площадь теплообмена при простоте изготовления. А площадь теплообмена, как известно, напрямую влияет на эффективность.

Конструктивно теплообменник состоит из трех одинаковых трубных регистров. Все они при установке объединяются в один теплообменник с помощью сварных гребенок. Соединения разъемные, чтобы в случае аварии любого из регистров можно было просто отключить его из работы без разборки котла.

Перед изготовлением регистров я сначала сделал шаблоны из пластиковой трубы, которые решил применять для разметки с целью достижения правильной геометрии сварных соединений.

Отверстия делал без сверления. Сначала большой болгаркой срезал часть металла, затем малой болгаркой со шлифовальным кругом подгонял под разметку, и лишь затем окончательно выбирал шарошкой. Дополнительная ручка на дрели оказывается совсем не лишней, регулятор оборотов тоже. Шарошка лет 15 ждала своей очереди в моих закромах со времен работы на эл. монтаже для снятия фасок внутренних поверхностей труб (при индустриальном способе монтажа) .

Из оставшихся обрезков профильной трубы от забора сделал «шаблон» для сборки регистров, чтобы три стороны становились жестко, а четвертая, после укладки внутренних труб, поджималась струбцинами. Сначала все собрал на прихватках, и лишь затем окончательная сварка. Таким образом, по одному и тому же шаблону из профильных труб были собраны три абсолютно одинаковых регистра.

Далее занялся изготовлением гребенок для сборки блока регистров. Отверстия в заготовках делал по той же технологии, что и при сборке регистров: болгарки, дрель с шарошкой. С помощью струбцин прижал вкрученные седла с американками к плоской трубе и к трубе гребенки, прихватил сваркой.

После скрутил американки и седла второй гребенки, притянул, чтобы плоскости американок были плотно прижаты, а трубы параллельны в двух плоскостях. Прихватил, раскрутил, вроде бы все осталось в плоскостях. Обваривать пока не решился до окончательной сварки регистров, на всякий случай.

Поиск по сайту.Вы можете изменить поисковую фразу.

В результате мой твердотопливный котел мощностью порядка 100 кВт был оборудован эффективным и достаточно надежным теплообменником, что подтвердилось в дальнейшем практической эксплуатацией.

Информацию о сборке регистров прислал Виктор:

При неправильной конструкции топки или неправильном поведении истопника дрова могут гореть плохо, с образованием большого количества сажи. А что такое сажа? Это, по простому говоря, не сгоревший углерод. А раз не сгорел, значит, не выделил тепла.

Байпас — это в общем случае просто труба, соединяющая выход регистров котла с их входом. Делается для того, чтобы была возможность подать на вход часть нагретой воды с выхода. Казалось бы, все просто. Но гравитацию пока никто не отменил.

Поговорим об автоматике отопления для дома. И прежде, чем делать какой-либо выбор в части железа для нее, я расскажу об особенностях эксплуатации системы отопления с Водяным Тепловым Аккумулятором — ВТА.

Как всегда, осень пришла опять нежданно. Наши планы обогреваться зимой электричеством после расчетов скукожились и порешили мы ставить котел. Пока, может быть.

Размещено: 20.04.12Обновлено: 27.12.15Просмотров всего: 20802 сегодня: 4

ЕгорЗакрепить провод на клеммах батарейки Крона можно трубочкой, отрезанной от колпачка медицинской иголки.

Твердотопливный котел своими руками: инструкция по изготовлению самодельного теплогенератора

Отсутствие централизованного газоснабжения осложняет жизнь домовладельца: зимой греться придется дровами или углем, которые постоянно нужно подкладывать.

Но есть у этой ситуации и положительная сторона: теплогенератор имеет простейшую конструкцию, поэтому его легко можно сделать самостоятельно.

При этом пользователь не только экономит значительную сумму, но и получает агрегат, максимально соответствующий его потребностям. Как делается твердотопливный котел своими руками, и какие идеи можно позаимствовать у заводских моделей?

Принцип работы

В общих чертах принцип действия котла на твердом топливе выглядит так:

1. В специальную камеру, именуемую топкой, помещаются дрова, уголь и тому подобное топливо.
2. Загруженное топливо поджигается. Процесс его сжигания в разных котлах может иметь некоторые особенности, но суть всегда остается неизменной: происходит реакция окисления органических молекул с выделением большого количества тепла. Скорость горения, а соответственно и мощность теплообразования, будет зависеть от количества поступающего в топку воздуха. Его можно регулировать при помощи подвижной заслонки, установленной на воздухозаборнике (поддувале).
3. Образующееся при сгорании топлива тепло, как и тепло отходящих дымовых газов, нагревает содержимое специального резервуара – теплообменника. Через входной и выходной патрубки теплообменник подсоединяется к отопительному контуру и становится, таким образом, его частью. Нагретая в теплообменнике среда за счет конвекции или работы насоса поступает в отопительный контур, распределяя по нему тепловую энергию.

Котел длительного горения — принцип работы

Образующийся при сгорании топлива дым за счет конвекции удаляется через вертикальную трубу – дымоход.

Котел твердотопливный длительного горения своими руками — чертежи, схема, варианты конструкции

Существует множество разновидностей таких теплогенераторов. Мы остановимся на нескольких основных видах:

Классический котел прямого горения

Конструкцию этого котла можно назвать бесхитростной. Устроен он так же, как и традиционная русская печь.

Топка – это просто камера, а топливо поджигается и сгорает обычным способом, как, например, в костре.

Классический котел прост в изготовлении, но у него есть существенный недостаток: топливо сгорает слишком быстро – через каждые 4 часа приходится подкладывать новую порцию. Улучшить ситуацию можно несколькими способами:

Ограничить с помощью заслонки поступление воздуха, так чтобы топливо не горело, а медленно тлело

Этот вариант крайне нерационален:

• Окисление топлива становится неполным, вследствие чего дым содержит большое количество сажи, угарного газа (относится к вредным выбросам) и различных ядовитых веществ.
• Из-за низкой температуры выхлопа образуется большое количество конденсата, насыщенного вышеупомянутыми токсинами.
• КПД котла значительно понижается.

Оборудовать систему отопления тепловым аккумулятором

Это объемистый резервуар, в котором хранится запас перегретого теплоносителя. Дрова в котле будут сгорать быстро, но произведенное при этом тепло не вылетит в трубу, а останется в теплоаккумуляторе, так же как оно остается в кирпичных стенках русской печи. Следовательно, топить котел нужно будет реже.

Оборудовать котел системой автоматики с принудительной подачей воздуха

Идея в следующем:

• после выработки достаточного количества тепла (отслеживается по температуре теплоносителя) автоматика полностью перекрывает заслонку;
• пламя гаснет и котел, можно сказать, выключается;
• при охлаждении теплоносителя автоматика открывает заслонку и запускает вентилятор, который раздувает огонь в топке.

Котел с наддувом

Блок автоматики с вентилятором можно приобрести в магазине. Единственный недостаток такого решения – зависимость от электроснабжения.

Котел с верхним горением

В таком отопителе топливо укладывается в виде колонны и поджигается сверху. В направлении сверху вниз пламя движется гораздо менее охотно, чем снизу вверх, поэтому закладка горит дольше. К тому же для предотвращения быстрого распространения огня воздух подается точно в зону горения.

Теплогенератор с верхним горением достаточно сложен в устройстве, но существует его упрощенная разновидность, доступная для самостоятельного изготовления. Это так называемая печь «Бубафоня», конструкция которой была разработана Афанасием Бубякиным.

Проблема в том, что при наличии водяной рубашки характеристики этого агрегата сильно падают (низкий КПД, печь сильно коптит), поэтому использовать его в качестве котла нерационально.

Газогенераторный (пиролизный) котел

Подвергнутые воздействию высокой температуры молекулы органического топлива (биополимеры) частично распадаются на различные газообразные вещества (древесный газ), многие из которых могут гореть. Такой распад называют пиролизом. При обычном горении эта смесь газов большей частью выбрасывается в дымоход. В газогенераторном котле она отводится в отдельную камеру (камера дожигания), где и сгорает.

Такой котел имеет ряд достоинств (высокий КПД, длительная работа на одной закладке и пр.), но он сложен в изготовлении, требует применения специальных катализаторов и нуждается в принудительной подаче воздуха.

Схема газогенераторного котла

Можно изготовить упрощенный вариант по типу печей «Профессор Бутаков», «Breneran» и «Bullerjan», у которых в верхней части топки имеется подобие камеры дожигания.

Но такие агрегаты, во-первых, рассчитаны на эксплуатацию в режиме тления, о недостатках которого мы говорили выше, а во-вторых, как и «Бубафоня», сильно теряют в характеристиках при отборе теплоты водой, то есть при использовании в качестве котла.

Итак, наиболее подходящим для самостоятельного изготовления является классический котел, который при наличии в доме электроснабжения можно оборудовать автоматикой с наддувным вентилятором.

Газовые котлы Бакси с автоматикой приобретают в нашей стране часто. Надежность оборудования и цена — главные составляющие успеха у потребителя. Котел Бакси — инструкция по применению и устройство агрегата.

Принцип работы термостата для котла отопления разберем тут .

Думаете, что дровяное отопление уже изжило себя? Котлы длительного горения для дома на дровах — экономичное и эффективное решение при отсутствии коммуникаций. Здесь http://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/kotly/dlitelnogo-goreniya-na-drovax-dlya-doma.html рассмотрим виды котлов и особенности эксплуатации.

Схема котла

Самодельный отопитель будет иметь такую конструкцию:

1. Топка – «коробка» глубиной 460 мм, шириной 360 мм и высотой 750 мм с общим объемом 112 л. Объем топливной загрузки для такой камеры сгорания составляет 83 л (весь объем топки заполнять нельзя), Что позволит котлу развивать мощность до 22 – 24 кВт.
2. Днище топки – решетка из уголка, на которую будут укладываться дрова (через нее в камеру будет поступать воздух).
3. Под решеткой должен быть отсек высотой 150 мм для сбора золы.
4. Теплообменник объемом 50 л большей частью расположен над топкой, но нижняя его часть охватывает ее с 3-х сторон в виде водяной рубашки толщиной 20 мм.
5. Подсоединенная к верхней части топки вертикальная дымоотводящая труба и горизонтальные жаровые трубы располагаются внутри теплообменника.
6. Топка и зольник закрыты герметичными дверцами, а забор воздуха осуществляется через трубу, в которой установлен вентилятор и гравитационная заслонка. Как только вентилятор выключается, заслонка под собственным весом опускается и полностью перекрывает воздухозаборник. Как только термодатчик зафиксирует снижение температуры теплоносителя до заданного пользователем уровня, контроллер включит вентилятор, поток воздуха откроет заслонку и в топке разгорится огонь. Периодическое «отключение»котла в сочетании с увеличенным объемом топки позволяет продлить работу на одной загрузке топлива до 10 – 12 часов на дровах и до 24-х часов на угле. Хорошо зарекомендовала себя автоматика польской компании KG Elektronik: контроллер с термодатчиком – модель SP-05, вентилятор – модель DP-02.

Чертеж котла на твердом топливе

Топка и теплообменник окутываются базальтовой ватой (теплоизоляция) и помещаются в корпус.

Процесс изготовления

Первым делом надо подготовить все необходимые заготовки:

1. Стальные листы толщиной 4 – 5 мм для изготовления топки. Наилучшим образом подходит легированная сталь жаропрочных марок 12Х1МФ или 12ХМ (с добавками хрома и молибдена), но варить ее нужно в среде аргона, поэтому понадобятся услуги профессионального сварщика. Если же вы решите сделать топку из конструкционной стали (без легирующих добавок), то следует применять низкоуглеродистые марки, например, Сталь 20, так как высокоуглеродистые от воздействия высокой температуры могут утратить пластичность (происходит их закалка).
2. Тонколистовая сталь толщиной 0,3 – 0,5 мм, окрашенная полимерным составом (декоративная обшивка).
3. 4-миллиметровые листы конструкционной стали для корпуса.
4. Уголок 50х4 мм, из которого будет набираться колосниковая решетка.
5. Труба Ду50 (жаровые трубы внутри теплообменника и патрубки для подключения отопительной системы).
6. Труба Ду150 (патрубок для присоединения дымохода).
7. Труба прямоугольная 60х40 (воздухозаборник).
8. Стальная полоса 20х3 мм.
9. Базальтовая вата толщиной 20 мм (плотность – 100 кг/куб. м).
10. Асбестовый шнур для герметизации проемов.
11. Ручки для дверок заводского изготовления.

Сварку деталей следует выполнять электродами МР-3С или АНО-21.

Теплообменник для твердотопливного котла своими руками

Сначала из двух боковых, одной задней и одной верхней стенок собирается топка. Швы между стенками выполняются с полным проваром (они должны быть герметичными). Снизу к топке с 3-х сторон горизонтально приваривается стальная полоса 20х3 мм, которая будет служить днищем водяной рубашки.

Далее к боковым и задней стенкам топки нужно торцами приварить в произвольном порядке короткие отрезки трубы небольшого диаметра – так называемые клипсы, которые обеспечат жесткость конструкции теплообменника.

Теперь к полосе-днищу можно приварить наружные стенки теплообменника с предварительно выполненными отверстиями под клипсы. Длина клипс должна быть такой, чтобы они слегка выступали за наружные стенки, к котором их нужно приварить герметичным швом.

Самодельный котел из листового металла

В передней и задней стенках теплообменника над топкой вырезаются соосные отверстия, в которые ввариваются жаровые трубы.

Остается приварить к теплообменнику патрубки для соединения с контуром отопительной системы.

Сборка котла

Агрегат нужно собирать в следующей последовательности:

1. Сначала изготавливают корпус, прихватив короткими швами к его днищу боковые стенки и обрамления проемов. Нижним обрамлением проема зольника служит само днище корпуса.
2. Изнутри к корпусу приваривают уголки, на которых будет укладываться решетчатый поддон топки (колосниковая решетка).
3. Теперь нужно приварить саму решетку. Уголки, из которых она состоит, нужно приварить наружным углом вниз, так чтобы поступающий снизу воздух равномерно распределялся двумя наклонными поверхностями каждого уголка.
4. Далее к уголкам, на которых уложена колосниковая решетка, приваривают топку с теплообменником.
5. Дверцы топки и зольника вырезаются из стального листа. Изнутри они обрамляются стальной полосой, уложенной в два ряда, между которыми нужно уложить асбестовый шнур.

Далее приваривают дымоотводящий патрубок и воздуховод с фланцем для установки вентилятора. Воздуховод заводится внутрь котла через отверстие посредине задней стенки чуть ниже колосниковой решетки.

Теперь надо приварить к корпусу котла ответные части петель дверок и несколько кронштейнов шириной 20 мм, к которым будет крепиться обшивка.

Теплообменник нужно обложить с трех сторон и сверху базальтовой ватой, которая стягивается шнуром.

Поскольку утеплитель будет контактировать с горячими поверхностями, он не должен содержать фенол-формальдегидного связующего и других веществ, испускающих при нагреве токсичные летучие вещества.

При помощи шурупов к кронштейнам прикручивается обшивка.

Сверху на теплогенератор устанавливается контроллер автоматики, а к фланцу воздуховода прикручивается вентилятор.

Температурный сенсор нужно поместить под базальтовую вату, так чтобы он контактировал с задней стенкой теплообменника.

При желании котел можно оборудовать вторым контуром, позволяющим эксплуатировать его в качестве водонагревателя.

Контур имеет вид медной трубки диаметром около 12 мм и длиной 10 м, намотанной внутри теплообменника на жаровые трубы и выведенной наружу через заднюю стенку.

Минус котла на твердом топливе в том, что стоит он весьма недешево. Твердотопливные котлы длительного горения своими руками — хороший способ, чтобы избежать затрат.

В каких случаях необходим расширительный бак для отопления, вы узнаете в этой теме .

Видео на тему

Твердотопливный котел своими руками – необходимые чертежи

Отопительный котел на твердом топливе станет удобным выходом там, где нужно создать действительно эффективную систему обогрева при условии присутствия других видов энергоносителей. Однако, перед желающими организовать свой быт часто встают несколько трудностей, ограничивающих возможность покупки готового инженерного решения.

В этом случае можно пойти более хлопотным путем с качественным результатом – сделать твердотопливный котел своими руками и выполнить монтаж батарей отопления. Хотя на это уйдет время и некоторое количество денежных средств, полученное решение будет идеально не только в плане отопления дома, но и в отношении оптимального расположения.

Наиболее приемлемые случаи работы

Создавать твердотопливный котел отопления я своими руками – идеальный способ организации тепла в помещении для тех, кто не имеет возможности вносить изменения в архитектуру здания, устраивать отдельную котельную и так далее. Также это станет удобным выходом для тех, кто желает убрать старую дровяную печь. Место можно использовать с пользой.

К поиску чертежей твердотопливного котла для работы своими руками прибегают те, кто физически не может обеспечить необходимые условия для тех готовых решений, которые предлагаются к продаже. К примеру, агрегаты промышленного исполнения достаточно требовательны:

• есть критерии по давлению в системе циркуляции;
• необходимо обеспечить тягу, для чего сооружается дымоход с четкими условиями к конструкции;
• часто мощность избыточна, поэтому за котлом необходим постоянный надзор;
• иногда эффективность агрегата серийного исполнения зависит от того, что входит в его обвязку.

Созданный своими руками твердотопливный отопительный котел обладает рядом преимуществ, которые для некоторых могут оказаться решающими:

• возможно размещение на месте старой печи, с использованием готового дымохода;
• сборка и подключение ничем не ограничиваются, можно использовать существующие структуры;
• оптимально подбирается мощность под размер отапливаемого помещения;
• структура отопления может быть сформирована на любом принципе циркуляции – гравитационной или принудительной;
• форма устройства ничем не ограничена, котел может быть идеально размещен в свободном пространстве;
• конструкционное решение может быть создано с учетом используемого топлива – дрова, уголь;
• устройство создается, учитывая желательный режим работы – варьируется размер топки, объем и площадь теплообменника.

Как таковая, схема твердотопливных котлов для выполнения своими руками не существует. Есть ряд принципов построения и рекомендации по конструкционным решениям отдельных узлов. Остальное – ничем не ограниченная свобода творчества, а также расчет, базирующийся на характеристиках системы отопления и площади помещений.

Некоторые замечания по выбору материалов

Чтобы коэффициент полезного действия котла на твердом топливе, особенно самодельного, был выше, следует соблюдать несколько рекомендаций, относящихся к материалам конструкции. Следование простым правилам увеличит общий срок службы изделия.

1. Чтобы обеспечить качественное сгорание топлива, стенки топки должны быть сделаны из материала с как можно меньшей теплопроводностью. Идеален кирпич, а в случае создания стенок из стали, лучше всего использовать схему с прокладкой теплоизолятора (бетон, песок) между двух стенок корпуса.
2. Сталь, используемая при конструировании узлов котла, должна иметь толщину минимум 4 мм.
3. Дымоход из металла, в зависимости от побочного применения, имеет требования к толщине стенок. Если он используется только для отвода продуктов сгорания, сталь должна быть как можно толще. Это замедлит прогорание. Если же применяется «титан» как накопитель воды для горячего водоснабжения, дымоход делается из листового металла 4 мм. В этом случае, для обеспечения надлежащей тяги, нужно наращивать длину вертикального участка.
4. Конструкция котла должна предусматривать два регулятора режима работы. Задвижка дымохода обеспечивает баланс тяги и напрямую влияет на скорость сгорания топлива. Нижняя дверца котла, как источник подачи свежего воздуха, отвечает за качество «топливной смеси» в камере сгорания, которая состоит из кислорода и топочного газа.

Это краткий список рекомендаций, который позволяет примерно рассчитать конструкцию. Можно перейти непосредственно к технологии изготовления твердотопливного котла.

Делаем устройство самостоятельно

Чтобы определить план работ, нужно учитывать, что оптимальная схема твердотопливного котла, который будет работать в том числе, как источник горячей воды должна включать в себя три основных элемента:

• нагревательный блок, состоящий из топки, зоны накопления золы и дымохода;
• тепловой аккумулятор, который служит для поддержания режима циркуляции, стабилизирует температуру жидкости в системе, позволяя достаточно неравномерный режим работы котла;
• накопитель горячей воды – «титан», откуда будет браться жидкость для бытовых и гигиенических нужд.

Особых требований к конфигурации всех систем не существует. Приблизительные цифры можно определить так.

1. Итоговую мощность котла можно рассчитать по нормативным документам. Цифра очень приблизительная, основана на объеме топки, но не учитывает характер тяги и отклонения в теплоотдаче топлива.
2. Емкость теплоаккумулятора можно выбрать, исходя из рекомендаций по формированию обвязки твердотопливных котлов промышленного исполнения.
3. Титан рассчитывается по приблизительной потребности в горячей воде. Для него обязательно условие присутствия системы безопасности в виде клапанов для стравливания давления.

Идеальный материал для создания корпуса – кирпич. Но многие предпочитают делать конструкцию из металла. Способ проще, требует меньшего набора навыков, поэтому будем рассматривать именно его, поскольку основная часть, касающаяся теплообменника, не изменится.Для работы понадобятся:

• сталь листовая, толщиной 5 мм и больше;
• металлический уголок;
• решетка колосников, можно купить готовую, нужного размера или сварить ее самостоятельно;
• дверцы топки и накопителя золы;
• заслонка дымохода;
• нержавеющая сталь листовая – нужна для создания теплоаккумулятора и накопителя горячей воды;
• песок речной или просеянный строительный;
• сварочный аппарат, желательно с низкой мощностью;
• болгарка;
• дрель, сверла по металлу;
• рулетка, шило, угольник, спиртовой строительный уровень.

Металл можно приобрести на специализированных базах, торгующих металлопрокатом. Многие из них предоставляют услуги резки, поэтому полезно заранее рассчитать конструкцию, чтобы приобретать почти готовые детали.

Так как конструкция из металла довольно тяжелая, сборку лучше осуществлять непосредственно там, где будет расположен агрегат. В итоге, после проведения всех работ по сварке, получится блок, который представлен на фото твердотопливного котла, он, кстати, также сделан своими руками.

Детали создания теплообменника

Существует две базовые конструкции, представленные на схемах ниже:Принцип работы совершенно одинаковый. Разница в материалах, из которых изготовлены узлы. Блок из труб требует большей квалификации, точности отрезки, а также проведения достаточно сложных сварочных работ. Схема с плоскими накопителями легче в изготовлении, но повышает требования к самому нагревательному блоку. Для достижения оптимальных условий в камере сгорания, потребуется очень хорошая тяга, достаточное количество топлива до достижения рабочего режима.

Монтаж теплообменника в камере сгорания производится при соблюдении простого условия – расстояние до стенок корпуса должно составлять не менее 10 мм. Зная параметры корпуса, который уже изготовлен, можно максимально точно просчитать параметры конструкции обменника.

Подвод труб обратки и подачи системы отопления ничем не лимитирован. Иногда ввод обратки производится спереди котла, там же делается и сливной отвод для ликвидации воды в случае проведения ремонтных работ или тогда, когда помещение оставляется на зиму без отопления. На видео про отопительный котел, который делается своими руками показано, как создать теплообменник и осуществить его монтаж внутри корпуса.

В зависимости от тяги и конфигурации, можно варьировать конструкцию теплообменника. Он может быть следующих типов:

• с горизонтальным или вертикальным расположением труб;
• плоскостенный, вытянутый по вертикали или горизонтали;
• так называемый «шахтный», когда ось конструкции расположена под углом. Такой теплообменник применяется редко, для него требуется специфическая конструкция топки, переходящей в наклонный дымоход.

Выполняем подключение разумно

Собранный своими руками твердотопливный отопительный котел подсоединяется к системе отопления совершенно обычными способами, с применением стандартных правил обвязки. Чаще всего используется гравитационная циркуляция, поэтому можно следовать простым правилам организации системы:

• котел располагается как можно ниже относительно радиаторов отопления;
• для регистров используются трубы большого диаметра;
• трубопроводы должны располагаться под легким уклоном;
• расширительный бачок обязателен, располагается в самой верхней точке системы;
• обязательна возможность сброса давления, слива и добавления теплоносителя в систему;
• количество уголков, поворотных зон трубопроводов должно быть минимальным.

Также можно применять любые обвязки, использующие насосы принудительной циркуляции. Однако, такие схемы потребуют наличия постоянного энергопитания, что может быть недостижимо. Поэтому для твердотопливного котла, сделанного самостоятельно, идеальной будет обвязка, основанная на модели гравитационной циркуляции. У нее в контур обратки включен насос принудительной циркуляции с возможностью автоматического переключения на прямой трубопровод при отсутствии напряжения. Такая система будет уверенно работать во всех случаях.Вверх Естественно, такая работа потребует довольно много времени, рекомендуется привлекать специалистов для сварки теплоаккумулятора и теплообменника. Однако, можно получить оптимальный результат. Котел идеально подойдет к месту, будут соблюдены все требования по мощности, что может быть очень удобно в отдельных случаях.

Вам будем интересно:

Водопровод на даче своими руками Ремонт газовых котлов своими руками – безопасность превыше всего Установка фундамента дома своими руками Установка монтаж твердотопливного котла своими руками

Источники: http://www.goandsee.ru/otoplenie/teploobmennik-dlja-kotla.html, http://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/kotly/tverdotoplivnyj-svoimi-rukami.html, http://kotelstroi.com/theory/tverdotoplivnyj-svoimi-rukami.html

teplosten24.ru

Котел твердотопливный своими руками, монтаж теплообменника

04 апреля 2014

Просмотров: 4700

Домашний очаг, прежде всего, ассоциируется с теплом. Исходя из этого, система отопления должна быть в доме первоклассной. Сегодня очень популярны твердотопливные котлы, которые позволяют качественно обогревать дом, и при этом не очень много средств тратить на само топливо. Качественный отопительный котел зачастую стоит очень недешево, но при некотором умении его можно собрать своими руками.

Устройство твердотопливного котла для отопления дома.

Кстати, своими руками можно изготовить котел, чей КПД будет гораздо выше заводского, а количество сгораемого топлива меньше.

О топливе для котлов нужно сказать отдельно, многие котлы имеют довольно небольшой теплообменник, в который не входят дрова длиной более 50 см. Это создает сложности с растопкой.

Котел своими руками можно сделать, если уметь обращаться с болгаркой, иметь навык работы со сваркой и хотя бы минимальные знания о кирпичной кладке. Имея подобные навыки, вы сможете своими руками соорудить твердотопливный котел с теплообменником любой формы. Сделать это можно из подручных материалов, например, металлической бочки и нескольких труб, или из металлических листов и труб.

Изготовление теплообменников для горизонтальных котлов

Горизонтальный котел на твердом топливе обычно имеет довольно значительные габариты и предназначается не только для отопления помещения, на его верхней поверхности можно расположить варочную плиту. Самый простой способ своими руками соорудить подобный котел — это использовать металлические трубы, которые собираются по определенной схеме.

Схема работы простого котла с теплообменником.

Прямоугольный теплообменник создается из труб круглого сечения 40 мм и 50 мм, а также труб прямоугольного сечения 60×40 мм. Прямоугольный профиль используется для стыковки труб с круглым сечением. Для этих целей возможно использовать и трубы с круглым сечением, но это очень тяжелый процесс, требующий большого опыта. Толщина стенок всех используемых труб должна быть 4-5 мм.

После того как рассчитали необходимые размеры теплообменника и сделали заготовки труб необходимого размера, в вертикальных стойках, профиле квадратного сечения, вырезают отверстия под круглые трубы. Рассмотрим пример создания котла отопления для дома площадью около 100 м2. В передних стойках, если смотреть от топочной дверцы, необходимо прорезать 4 отверстия для труб диаметром 50 мм, в задних стойках в грани с шириной 60 мм также прорезают 4 отверстия. В грани с шириной 40 мм прорезают 4 отверстия по 40 мм.

Таким образом, передняя стойка образует отверстие для топочной дверцы, по бокам от нее идут трубы. Задняя стойка обрамляет и стыкует 40 мм трубы. Нужно помнить, чтобы твердотопливный котел правильно функционировал, необходимо предусмотреть трубы для поступления холодной воды и для выхода горячей, которая будет соединяться с системой отопления дома. Отверстие для холодной воды располагаются в нижней части котла, а для вывода горячей — в верхней. Прорезаются они либо газовым, либо сварочным резаком, они должны быть аккуратные, нужно стараться сделать их ровными, наплывы, которые могут образоваться, удаляются при помощи болгарки.

Схема самодельного котла из труб.

Сборка теплообменника котла, работающего на твердом топливе, начинается с торцевых частей. Стойки и трубы выставляются перпендикулярно на ровной поверхности. После того, как передняя и задняя части собраны, начинается приваривание боковых частей, важно следить за перпендикулярностью граней. Лучше всего делать это вдвоем, кто-то удерживает трубу, кто-то приваривает. Следующим пунктом необходимо приварить отрезки труб для подвода и отвода воды. Затем заварить торцевые части прямоугольного профиля, делается это при помощи кусочков металла размером 60×40 мм.

Очень важно после завершения сварочных работ проверить герметичность швов. Для этого конструкцию нужно установить вертикально, нижнее отверстие закрыть, а через верхнее начать наливать воду. Если протечек не будет, то нужно спустить воду, открыв нижнее отверстие, и можно приступить к монтажу котла.

Вернуться к оглавлению

Изготовление вертикального теплообменника

Изготовление котла из листового металла.

Вертикальный твердотопливный котел имеет компактную форму и единственное его предназначение — обогревать, варочные поверхности обычно на таких котлах отсутствуют. Теплообменник для котлов такого типа можно сделать своими руками из листовой стали, оптимальная толщина которой 4-5 мм. Чем толще стенки будущего теплообменника, тем дольше будет время нагрева и остывания котла, а также от этого зависит срок его использования. Тонкая сталь прогорает быстрее.

Еще в конструкции нужно будет предусмотреть трубы диаметром 40-50 мм. Их используют в качестве входящей и выходящей трубы и для их соединения внутри теплообменника. Особенностью такого котла отопления служит размещение дымоходной трубы. Чаще всего ее размещают прямо над котлом, в редких случаях она начинается сбоку. Для того чтобы такой твердотопливный котел отопления работал более эффективно, трубу для подачи холодной воды (обратку) целесообразно размещать в его передней части на уровне колосниковой решетки.

Вернуться к оглавлению

Кладка корпуса котла и монтаж теплообменника

Фундамент любого котла отопления составляет бетонное основание, на котором своими руками из кирпича выкладывается поддувальная камера, соответствующая размерам котла, и укладывается колосниковая решетка. Кирпич необходимо использовать огнеупорный. Далее можно на это основание опустить теплообменник, вокруг которого начинают возводить стенки так называемого топливника, которые являются стенками котла отопления.

Вертикальный теплообменник устанавливают на основание ровно, а горизонтальный нужно установить с подъемом к точке выхода горячей воды. Проще говоря, все точки верхней части теплообменника должны быть ниже точки выхода воды. Между передним верхним углом и точкой выхода должна быть разница не менее 1 см. Выставить теплообменник правильным образом можно при помощи уровня. Такая установка предотвращает образование воздушных пробок и улучшает циркуляцию воды.

http:

Для обкладывания теплообменника тоже лучше использовать огнеупорный кирпич. Кладка осуществляется в полкирпича. Между кирпичом и теплообменником должна присутствовать воздушная прослойка минимум 1 см толщиной. По мере процесса кладки нужно установить две дверцы:

1. Первая — нижняя, располагается на уровне колосниковой решетки. Она предназначена для очистки топливника от золы и других отходов, может использоваться для нижнего розжига.
2. Вторая — верхняя, служит для загрузки дров или угля, если котел позиционируется как угольный. С ее помощью производится чистка верхней части топливника.

Уровень кирпичной кладки должен быть выше уровня труб теплообменника на 2-3 см. После окончания кладки можно закрыть верхнюю часть теплообменника чугунной плитой. Лучше всего, если ее можно будет периодически снимать, чтобы хорошо очистить теплообменник от сажи. Накапливание сажи может снизить КПД любого котла отопления, как покупного, так и созданного своими руками.

http:

Дымовая труба может выводиться в уже имеющийся дымовой канал или сооружается отдельно. Она может быть выложенной из кирпича или можно использовать готовые керамические, металлические или асбоцементные трубы. Ее высота должна быть не менее 5 м от уровня колосниковой решетки. Трубу можно установить непосредственно на котле или соорудить рядом на том же фундаменте.

Автор:

Виталий Емельяненко

Поделись статьей:

Оцените статью:

Похожие статьи

1postroike.ru

твердотопливные котлы - Теплообменник твердотопливного котла. КПД.

Твердотопливный котел - это не только топка и труба. Выработанным в топке теплом надо еще правильно распорядиться. Можно ведь все это тепло отправить прямиком в трубу и способствовать таким образом всеобщему потеплению климата планеты. А правильно для нас - это так, чтобы максимально все тепло использовать на обогрев жилища, а в трубу отдать ровно столько тепла, сколько требуется для создания приемлемой тяги, не больше.

Вряд ли имеет смысл приводить какие либо цифры, отражающие, скажем, теплоемкость стенок котла, теплоотдачу в целом и т.д. и т.п. Эти цифры ничего не дадут, потому что мы сегодня не проводим научных экспериментов с отдельно взятым котлом, с конкретной печкой. Нам важно добиться понимания, КАК сделать так, чтобы добиться означенной цели.

Для этого давай прикидывать, что в котле происходит и как на эти процессы надобно влиять. С топкой мы разобрались, тепло выработали. Правда, немалая часть выработанного тепла используется прямо в топке на нагрев ее стенок, катализатора (если он есть) а также дна и перекрыши.

Еще раз небольшое отступление: тот факт, что часть тепла используется на эти цели, оспариванию не подлежит. Но вот что интересно: стенки топки прогреваются так называемым лучистым теплом от пламени. Нагретые газы здесь в теплопередаче практически не принимают участия, они уходят вверх и далее.

И чем сильнее прогреваются стенки топки, тем меньше расходуется лучистого тепла на их прогрев. Стенки уже не только воспринимают, "впитывают" тепло, но и отражают обратно, будучи нагретыми. И это тепло теперь используется на дальнейшее повышение температуры в топке, что является благоприятным фактором для полноты сгорания топлива.

Что же касается тех топок, в которые встроен теплообменник в виде стальной рубашки с водой, то там вся лучистая энергия от пламени используется в нагреве воды. В результате стальная рубашка никогда не нагревается выше температуры воды, ведь вода постоянно меняется. Каковы последствия этого, уже понятно: высокая температура в топке недостижима.

А вот кирпичные стенки топки - совсем другая песня. Кирпич разогревается быстро, и разогревается до высоких температур, гораздо бОльших, чем может нагреться вода. Тех температур, которые так необходимы для полного сгорания топлива.

Вернемся к нашему вопросу: как распорядиться выработанным в топке теплом, поступающим в каналы печи? Есть определенное множество решений, как организовать эти каналы, как организовать теплообмен. Но мы говорим о котле, и нам важно отдать тепло теплообменнику. Поэтому мы строим колпак, куда помещаем теплообменник.

Здесь надо создать условия, при которых теплообмен был бы максимально эффективен. И первое, что надо сделать, это увеличить объем колпака. Газы, несущие тепло из топки, находятся в движении. Если сделать колпак очень маленьким, не больше сечения дымовой трубы, то скорость движения газов будет максимальной.

При увеличенном объеме колпака скорость движения газов в нем значительно снизится, что повысит эффективность теплообмена. Кроме того, в увеличенном объеме мы можем расположить и теплообменник с бОльшей площадью. Например, вместо одного регистра в маленьком, узком колпаке, три регистра в более объемном колпаке.

Таким образом, медленно опускаясь в полости колпака, разогретые газы омывают стенки регистра и отдают тепло проходящей в них воде. Подогреваясь, вода поднимается по трубам регистров вверх, вместо нее в нижнюю часть регистров поступает холодная.

КПД котла. Теперь понятно, что общий КПД котла складывается как бы из двух составляющих: КПД топки и КПД теплообменника. При КПД топки, равном 100%, топливо сгорает полностью и выделяет столько тепла, сколько способно выделить. При КПД теплообменника, равном 100%, все полученное тепло переходит в массив котла и в теплоноситель, а в трубу уходят полностью охлажденные дымовые газы.

Ответим себе на вопрос: возможен ли 100% КПД котла?

В топке, даже идеально построенной, проходят совершенно неравномерные процессы, зависящие от многих причин: качество дров, количество дров, фаза горения (от начала до образования углей), соответствие количества подаваемого воздуха необходимому (в данной фазе), правильность действий истопника... При таких данных даже теоретически достичь 100% невозможно. Можно лишь гипотетически предположить, что КПД правильно построенной топки может достигать 80%, не более того. Именно правильно построенной, способной обеспечить наиболее полное сгорание топлива.

Что же касается КПД теплообменника, то и здесь 100% недостижимы. Ведь уходящие в трубу дымовые газы не могут быть холодными, поскольку в таком случае просто не будет тяги, необходимой для работы топки. А поскольку дымовые газы в трубе имеют температуру не ниже 100 градусов, то именно эти градусы, как говорят, греют бороду Дедушке Морозу, то бишь, выбрасываются в атмосферу. Какие уж тут 100%? Остановимся на тех же гипотетических 80.

Таким образом, 20 процентов от КПД мы потеряли в топке, они ушли в сажу, когда было недостаточно воздуха, потратились на прогрев воздуха, когда его было слишком много, на прогрев водяных паров при сгорании и т.д. Из полученных 80 процентов мы потеряли еще не менее 20 на теплообмене, и в результате общий КПД котла получился равным 65, от силы 70 процентов.

И это в случае правильной организации сгорания топлива и максимальной возможной теплоотдаче! Ни о каких 95 процентах КПД твердотопливных котлов-буржуек, декларируемых фирмами-изготовителями, речи нет. Кто, где и когда сумел измерить, определить, получить такую цифру, совершенно противоречащую простой, обычной логике?

В любом случае близко к 100% - это когда дрова сгорают абсолютно без остатка, без образования сажи, копоти и золы (как природный газ), это когда уходящие в трубу газы чисты, прозрачны и имеют температуру, равную температуре подаваемого воздуха в поддувало.

Но так, извините, не бывает. А если бывает, то это не бытовой твердотопливный котел, работающий естественным образом и в котором сжигают все: дрова березовые высушенные, старые столбики от заборов, сырые отходы лесопиления, щепки, мусор... А это уже некая высокотехнологичная конструкция для конкретного топлива с точными характеристиками, напичканная автоматикой подачи топлива, воздуха, отвода холодных продуктов горения и т.д. и т.п.

Поиск по сайту.Вы можете изменить поисковую фразу.

А мы говорим всего лишь об обычном котле системы отопления частного российского домика. И не стоит, право, обольщаться красивыми круглыми числами рекламных проспектов...

Предыдущая статья о конструкции топки котла.

А следующая о ВТА Это водяной тепловой аккумулятор.

teplo-faq.net

твердотопливные котлы - Теплообменник твердотопливного котла. КПД.

Твердотопливный котел - это не только топка и труба. Выработанным в топке теплом надо еще правильно распорядиться. Можно ведь все это тепло отправить прямиком в трубу и способствовать таким образом всеобщему потеплению климата планеты. А правильно для нас - это так, чтобы максимально все тепло использовать на обогрев жилища, а в трубу отдать ровно столько тепла, сколько требуется для создания приемлемой тяги, не больше.

Вряд ли имеет смысл приводить какие либо цифры, отражающие, скажем, теплоемкость стенок котла, теплоотдачу в целом и т.д. и т.п. Эти цифры ничего не дадут, потому что мы сегодня не проводим научных экспериментов с отдельно взятым котлом, с конкретной печкой. Нам важно добиться понимания, КАК сделать так, чтобы добиться означенной цели.

Для этого давай прикидывать, что в котле происходит и как на эти процессы надобно влиять. С топкой мы разобрались, тепло выработали. Правда, немалая часть выработанного тепла используется прямо в топке на нагрев ее стенок, катализатора (если он есть) а также дна и перекрыши.

Еще раз небольшое отступление: тот факт, что часть тепла используется на эти цели, оспариванию не подлежит. Но вот что интересно: стенки топки прогреваются так называемым лучистым теплом от пламени. Нагретые газы здесь в теплопередаче практически не принимают участия, они уходят вверх и далее.

И чем сильнее прогреваются стенки топки, тем меньше расходуется лучистого тепла на их прогрев. Стенки уже не только воспринимают, "впитывают" тепло, но и отражают обратно, будучи нагретыми. И это тепло теперь используется на дальнейшее повышение температуры в топке, что является благоприятным фактором для полноты сгорания топлива.

Что же касается тех топок, в которые встроен теплообменник в виде стальной рубашки с водой, то там вся лучистая энергия от пламени используется в нагреве воды. В результате стальная рубашка никогда не нагревается выше температуры воды, ведь вода постоянно меняется. Каковы последствия этого, уже понятно: высокая температура в топке недостижима.

А вот кирпичные стенки топки - совсем другая песня. Кирпич разогревается быстро, и разогревается до высоких температур, гораздо бОльших, чем может нагреться вода. Тех температур, которые так необходимы для полного сгорания топлива.

Вернемся к нашему вопросу: как распорядиться выработанным в топке теплом, поступающим в каналы печи? Есть определенное множество решений, как организовать эти каналы, как организовать теплообмен. Но мы говорим о котле, и нам важно отдать тепло теплообменнику. Поэтому мы строим колпак, куда помещаем теплообменник.

Здесь надо создать условия, при которых теплообмен был бы максимально эффективен. И первое, что надо сделать, это увеличить объем колпака. Газы, несущие тепло из топки, находятся в движении. Если сделать колпак очень маленьким, не больше сечения дымовой трубы, то скорость движения газов будет максимальной.

При увеличенном объеме колпака скорость движения газов в нем значительно снизится, что повысит эффективность теплообмена. Кроме того, в увеличенном объеме мы можем расположить и теплообменник с бОльшей площадью. Например, вместо одного регистра в маленьком, узком колпаке, три регистра в более объемном колпаке.

Таким образом, медленно опускаясь в полости колпака, разогретые газы омывают стенки регистра и отдают тепло проходящей в них воде. Подогреваясь, вода поднимается по трубам регистров вверх, вместо нее в нижнюю часть регистров поступает холодная.

КПД котла. Теперь понятно, что общий КПД котла складывается как бы из двух составляющих: КПД топки и КПД теплообменника. При КПД топки, равном 100%, топливо сгорает полностью и выделяет столько тепла, сколько способно выделить. При КПД теплообменника, равном 100%, все полученное тепло переходит в массив котла и в теплоноситель, а в трубу уходят полностью охлажденные дымовые газы.

Ответим себе на вопрос: возможен ли 100% КПД котла?

В топке, даже идеально построенной, проходят совершенно неравномерные процессы, зависящие от многих причин: качество дров, количество дров, фаза горения (от начала до образования углей), соответствие количества подаваемого воздуха необходимому (в данной фазе), правильность действий истопника... При таких данных даже теоретически достичь 100% невозможно. Можно лишь гипотетически предположить, что КПД правильно построенной топки может достигать 80%, не более того. Именно правильно построенной, способной обеспечить наиболее полное сгорание топлива.

Что же касается КПД теплообменника, то и здесь 100% недостижимы. Ведь уходящие в трубу дымовые газы не могут быть холодными, поскольку в таком случае просто не будет тяги, необходимой для работы топки. А поскольку дымовые газы в трубе имеют температуру не ниже 100 градусов, то именно эти градусы, как говорят, греют бороду Дедушке Морозу, то бишь, выбрасываются в атмосферу. Какие уж тут 100%? Остановимся на тех же гипотетических 80.

Таким образом, 20 процентов от КПД мы потеряли в топке, они ушли в сажу, когда было недостаточно воздуха, потратились на прогрев воздуха, когда его было слишком много, на прогрев водяных паров при сгорании и т.д. Из полученных 80 процентов мы потеряли еще не менее 20 на теплообмене, и в результате общий КПД котла получился равным 65, от силы 70 процентов.

И это в случае правильной организации сгорания топлива и максимальной возможной теплоотдаче! Ни о каких 95 процентах КПД твердотопливных котлов-буржуек, декларируемых фирмами-изготовителями, речи нет. Кто, где и когда сумел измерить, определить, получить такую цифру, совершенно противоречащую простой, обычной логике?

В любом случае близко к 100% - это когда дрова сгорают абсолютно без остатка, без образования сажи, копоти и золы (как природный газ), это когда уходящие в трубу газы чисты, прозрачны и имеют температуру, равную температуре подаваемого воздуха в поддувало.

Но так, извините, не бывает. А если бывает, то это не бытовой твердотопливный котел, работающий естественным образом и в котором сжигают все: дрова березовые высушенные, старые столбики от заборов, сырые отходы лесопиления, щепки, мусор... А это уже некая высокотехнологичная конструкция для конкретного топлива с точными характеристиками, напичканная автоматикой подачи топлива, воздуха, отвода холодных продуктов горения и т.д. и т.п.

Поиск по сайту.Вы можете изменить поисковую фразу.

А мы говорим всего лишь об обычном котле системы отопления частного российского домика. И не стоит, право, обольщаться красивыми круглыми числами рекламных проспектов...

Предыдущая статья о конструкции топки котла.

А следующая о ВТА Это водяной тепловой аккумулятор.

teplo-faq.net

твердотопливные котлы - Теплообменник твердотопливного котла. КПД.

Твердотопливный котел - это не только топка и труба. Выработанным в топке теплом надо еще правильно распорядиться. Можно ведь все это тепло отправить прямиком в трубу и способствовать таким образом всеобщему потеплению климата планеты. А правильно для нас - это так, чтобы максимально все тепло использовать на обогрев жилища, а в трубу отдать ровно столько тепла, сколько требуется для создания приемлемой тяги, не больше.

Вряд ли имеет смысл приводить какие либо цифры, отражающие, скажем, теплоемкость стенок котла, теплоотдачу в целом и т.д. и т.п. Эти цифры ничего не дадут, потому что мы сегодня не проводим научных экспериментов с отдельно взятым котлом, с конкретной печкой. Нам важно добиться понимания, КАК сделать так, чтобы добиться означенной цели.

Для этого давай прикидывать, что в котле происходит и как на эти процессы надобно влиять. С топкой мы разобрались, тепло выработали. Правда, немалая часть выработанного тепла используется прямо в топке на нагрев ее стенок, катализатора (если он есть) а также дна и перекрыши.

Еще раз небольшое отступление: тот факт, что часть тепла используется на эти цели, оспариванию не подлежит. Но вот что интересно: стенки топки прогреваются так называемым лучистым теплом от пламени. Нагретые газы здесь в теплопередаче практически не принимают участия, они уходят вверх и далее.

И чем сильнее прогреваются стенки топки, тем меньше расходуется лучистого тепла на их прогрев. Стенки уже не только воспринимают, "впитывают" тепло, но и отражают обратно, будучи нагретыми. И это тепло теперь используется на дальнейшее повышение температуры в топке, что является благоприятным фактором для полноты сгорания топлива.

Что же касается тех топок, в которые встроен теплообменник в виде стальной рубашки с водой, то там вся лучистая энергия от пламени используется в нагреве воды. В результате стальная рубашка никогда не нагревается выше температуры воды, ведь вода постоянно меняется. Каковы последствия этого, уже понятно: высокая температура в топке недостижима.

А вот кирпичные стенки топки - совсем другая песня. Кирпич разогревается быстро, и разогревается до высоких температур, гораздо бОльших, чем может нагреться вода. Тех температур, которые так необходимы для полного сгорания топлива.

Вернемся к нашему вопросу: как распорядиться выработанным в топке теплом, поступающим в каналы печи? Есть определенное множество решений, как организовать эти каналы, как организовать теплообмен. Но мы говорим о котле, и нам важно отдать тепло теплообменнику. Поэтому мы строим колпак, куда помещаем теплообменник.

Здесь надо создать условия, при которых теплообмен был бы максимально эффективен. И первое, что надо сделать, это увеличить объем колпака. Газы, несущие тепло из топки, находятся в движении. Если сделать колпак очень маленьким, не больше сечения дымовой трубы, то скорость движения газов будет максимальной.

При увеличенном объеме колпака скорость движения газов в нем значительно снизится, что повысит эффективность теплообмена. Кроме того, в увеличенном объеме мы можем расположить и теплообменник с бОльшей площадью. Например, вместо одного регистра в маленьком, узком колпаке, три регистра в более объемном колпаке.

Таким образом, медленно опускаясь в полости колпака, разогретые газы омывают стенки регистра и отдают тепло проходящей в них воде. Подогреваясь, вода поднимается по трубам регистров вверх, вместо нее в нижнюю часть регистров поступает холодная.

КПД котла. Теперь понятно, что общий КПД котла складывается как бы из двух составляющих: КПД топки и КПД теплообменника. При КПД топки, равном 100%, топливо сгорает полностью и выделяет столько тепла, сколько способно выделить. При КПД теплообменника, равном 100%, все полученное тепло переходит в массив котла и в теплоноситель, а в трубу уходят полностью охлажденные дымовые газы.

Ответим себе на вопрос: возможен ли 100% КПД котла?

В топке, даже идеально построенной, проходят совершенно неравномерные процессы, зависящие от многих причин: качество дров, количество дров, фаза горения (от начала до образования углей), соответствие количества подаваемого воздуха необходимому (в данной фазе), правильность действий истопника... При таких данных даже теоретически достичь 100% невозможно. Можно лишь гипотетически предположить, что КПД правильно построенной топки может достигать 80%, не более того. Именно правильно построенной, способной обеспечить наиболее полное сгорание топлива.

Что же касается КПД теплообменника, то и здесь 100% недостижимы. Ведь уходящие в трубу дымовые газы не могут быть холодными, поскольку в таком случае просто не будет тяги, необходимой для работы топки. А поскольку дымовые газы в трубе имеют температуру не ниже 100 градусов, то именно эти градусы, как говорят, греют бороду Дедушке Морозу, то бишь, выбрасываются в атмосферу. Какие уж тут 100%? Остановимся на тех же гипотетических 80.

Таким образом, 20 процентов от КПД мы потеряли в топке, они ушли в сажу, когда было недостаточно воздуха, потратились на прогрев воздуха, когда его было слишком много, на прогрев водяных паров при сгорании и т.д. Из полученных 80 процентов мы потеряли еще не менее 20 на теплообмене, и в результате общий КПД котла получился равным 65, от силы 70 процентов.

И это в случае правильной организации сгорания топлива и максимальной возможной теплоотдаче! Ни о каких 95 процентах КПД твердотопливных котлов-буржуек, декларируемых фирмами-изготовителями, речи нет. Кто, где и когда сумел измерить, определить, получить такую цифру, совершенно противоречащую простой, обычной логике?

В любом случае близко к 100% - это когда дрова сгорают абсолютно без остатка, без образования сажи, копоти и золы (как природный газ), это когда уходящие в трубу газы чисты, прозрачны и имеют температуру, равную температуре подаваемого воздуха в поддувало.

Но так, извините, не бывает. А если бывает, то это не бытовой твердотопливный котел, работающий естественным образом и в котором сжигают все: дрова березовые высушенные, старые столбики от заборов, сырые отходы лесопиления, щепки, мусор... А это уже некая высокотехнологичная конструкция для конкретного топлива с точными характеристиками, напичканная автоматикой подачи топлива, воздуха, отвода холодных продуктов горения и т.д. и т.п.

Поиск по сайту.Вы можете изменить поисковую фразу.

А мы говорим всего лишь об обычном котле системы отопления частного российского домика. И не стоит, право, обольщаться красивыми круглыми числами рекламных проспектов...

Предыдущая статья о конструкции топки котла.

А следующая о ВТА Это водяной тепловой аккумулятор.

teplo-faq.net

твердотопливные котлы - Теплообменник твердотопливного котла. КПД.

Твердотопливный котел - это не только топка и труба. Выработанным в топке теплом надо еще правильно распорядиться. Можно ведь все это тепло отправить прямиком в трубу и способствовать таким образом всеобщему потеплению климата планеты. А правильно для нас - это так, чтобы максимально все тепло использовать на обогрев жилища, а в трубу отдать ровно столько тепла, сколько требуется для создания приемлемой тяги, не больше.

Вряд ли имеет смысл приводить какие либо цифры, отражающие, скажем, теплоемкость стенок котла, теплоотдачу в целом и т.д. и т.п. Эти цифры ничего не дадут, потому что мы сегодня не проводим научных экспериментов с отдельно взятым котлом, с конкретной печкой. Нам важно добиться понимания, КАК сделать так, чтобы добиться означенной цели.

Для этого давай прикидывать, что в котле происходит и как на эти процессы надобно влиять. С топкой мы разобрались, тепло выработали. Правда, немалая часть выработанного тепла используется прямо в топке на нагрев ее стенок, катализатора (если он есть) а также дна и перекрыши.

Еще раз небольшое отступление: тот факт, что часть тепла используется на эти цели, оспариванию не подлежит. Но вот что интересно: стенки топки прогреваются так называемым лучистым теплом от пламени. Нагретые газы здесь в теплопередаче практически не принимают участия, они уходят вверх и далее.

И чем сильнее прогреваются стенки топки, тем меньше расходуется лучистого тепла на их прогрев. Стенки уже не только воспринимают, "впитывают" тепло, но и отражают обратно, будучи нагретыми. И это тепло теперь используется на дальнейшее повышение температуры в топке, что является благоприятным фактором для полноты сгорания топлива.

Что же касается тех топок, в которые встроен теплообменник в виде стальной рубашки с водой, то там вся лучистая энергия от пламени используется в нагреве воды. В результате стальная рубашка никогда не нагревается выше температуры воды, ведь вода постоянно меняется. Каковы последствия этого, уже понятно: высокая температура в топке недостижима.

А вот кирпичные стенки топки - совсем другая песня. Кирпич разогревается быстро, и разогревается до высоких температур, гораздо бОльших, чем может нагреться вода. Тех температур, которые так необходимы для полного сгорания топлива.

Вернемся к нашему вопросу: как распорядиться выработанным в топке теплом, поступающим в каналы печи? Есть определенное множество решений, как организовать эти каналы, как организовать теплообмен. Но мы говорим о котле, и нам важно отдать тепло теплообменнику. Поэтому мы строим колпак, куда помещаем теплообменник.

Здесь надо создать условия, при которых теплообмен был бы максимально эффективен. И первое, что надо сделать, это увеличить объем колпака. Газы, несущие тепло из топки, находятся в движении. Если сделать колпак очень маленьким, не больше сечения дымовой трубы, то скорость движения газов будет максимальной.

При увеличенном объеме колпака скорость движения газов в нем значительно снизится, что повысит эффективность теплообмена. Кроме того, в увеличенном объеме мы можем расположить и теплообменник с бОльшей площадью. Например, вместо одного регистра в маленьком, узком колпаке, три регистра в более объемном колпаке.

Таким образом, медленно опускаясь в полости колпака, разогретые газы омывают стенки регистра и отдают тепло проходящей в них воде. Подогреваясь, вода поднимается по трубам регистров вверх, вместо нее в нижнюю часть регистров поступает холодная.

КПД котла. Теперь понятно, что общий КПД котла складывается как бы из двух составляющих: КПД топки и КПД теплообменника. При КПД топки, равном 100%, топливо сгорает полностью и выделяет столько тепла, сколько способно выделить. При КПД теплообменника, равном 100%, все полученное тепло переходит в массив котла и в теплоноситель, а в трубу уходят полностью охлажденные дымовые газы.

Ответим себе на вопрос: возможен ли 100% КПД котла?

В топке, даже идеально построенной, проходят совершенно неравномерные процессы, зависящие от многих причин: качество дров, количество дров, фаза горения (от начала до образования углей), соответствие количества подаваемого воздуха необходимому (в данной фазе), правильность действий истопника... При таких данных даже теоретически достичь 100% невозможно. Можно лишь гипотетически предположить, что КПД правильно построенной топки может достигать 80%, не более того. Именно правильно построенной, способной обеспечить наиболее полное сгорание топлива.

Что же касается КПД теплообменника, то и здесь 100% недостижимы. Ведь уходящие в трубу дымовые газы не могут быть холодными, поскольку в таком случае просто не будет тяги, необходимой для работы топки. А поскольку дымовые газы в трубе имеют температуру не ниже 100 градусов, то именно эти градусы, как говорят, греют бороду Дедушке Морозу, то бишь, выбрасываются в атмосферу. Какие уж тут 100%? Остановимся на тех же гипотетических 80.

Таким образом, 20 процентов от КПД мы потеряли в топке, они ушли в сажу, когда было недостаточно воздуха, потратились на прогрев воздуха, когда его было слишком много, на прогрев водяных паров при сгорании и т.д. Из полученных 80 процентов мы потеряли еще не менее 20 на теплообмене, и в результате общий КПД котла получился равным 65, от силы 70 процентов.

И это в случае правильной организации сгорания топлива и максимальной возможной теплоотдаче! Ни о каких 95 процентах КПД твердотопливных котлов-буржуек, декларируемых фирмами-изготовителями, речи нет. Кто, где и когда сумел измерить, определить, получить такую цифру, совершенно противоречащую простой, обычной логике?

В любом случае близко к 100% - это когда дрова сгорают абсолютно без остатка, без образования сажи, копоти и золы (как природный газ), это когда уходящие в трубу газы чисты, прозрачны и имеют температуру, равную температуре подаваемого воздуха в поддувало.

Но так, извините, не бывает. А если бывает, то это не бытовой твердотопливный котел, работающий естественным образом и в котором сжигают все: дрова березовые высушенные, старые столбики от заборов, сырые отходы лесопиления, щепки, мусор... А это уже некая высокотехнологичная конструкция для конкретного топлива с точными характеристиками, напичканная автоматикой подачи топлива, воздуха, отвода холодных продуктов горения и т.д. и т.п.

Поиск по сайту.Вы можете изменить поисковую фразу.

А мы говорим всего лишь об обычном котле системы отопления частного российского домика. И не стоит, право, обольщаться красивыми круглыми числами рекламных проспектов...

Предыдущая статья о конструкции топки котла.

А следующая о ВТА Это водяной тепловой аккумулятор.

teplo-faq.net

Смотрите также

• 
  Подводка газового котла
• 
  Котел 120 квт
• 
  Котел protherm 20
• 
  Теплообменник котел вайлант
• 
  Аогв котел термо
• 
  Двухконтурный котел фото
• 
  Котел ксг 20
• 
  Котел с наддувом
• 
  Ферроли дива котел
• 
  Тосол для котла
• Де 16 котел