Твердотопливный котел отопления своими руками: чертежи, установка«Котел это по правде печь в бочке с водой»… и КПД такого агрегата будет в лучшем случае 1. Уж какой- никакой, а твердотопливный котел вовсе не печь, а печь на твердом топливе – не водогрейный котел. Дело в том, что процесс сгорания твердого топлива, в отличие о газа или горючих жидкостей, непременно растянут в пространстве и времени. Газ или масло можно полностью сжечь сразу в небольшом промежутке от сопла до диффузора горелки, а дрова- уголь – нет.
Чертеж Топки С шуруещей планкой механической ТШПМ-1,5 (2,0). ТШПм (Топка ТШПМ) предназначена для сжигания каменных и бурых углей.
Поэтому и требования к конструкции котла отопления на твердом топливе иные, чем для отопительной печи, просто так засунуть в нее водогрейку контура отопления в непрерывной циркуляцией нельзя. Почему так, и как должен быть устроен отопительный котел непрерывного действия, и предназначена разъяснить эта статья. Свой котел отопления в частном доме или квартире становится необходимостью. Газ и жидкое топливо неуклонно дорожают, а взамен в продаже появляется недорогое альтернативное топливо, напр. Это только с точки зрения хозяев дома, не говоря уже о том, что переход на индивидуальное отопление позволит избавиться от потерь энергии в магистралях ТЭЦ и проводах ЛЭП, а они отнюдь не малы, до 3. Газовый котел самому делать нельзя, хотя бы потому, что никто не даст разрешения на его эксплуатацию.
Индивидуальные котлы на жидком топливе для отопления жилых помещений применять запрещено вследствие их высокой пожаро- и взрывоопасности при децентрализованном использовании. А вот котел на твердом топливе можно и сделать своими руками, и оформить его официально, точно так же, как отопительную печь.
При слоевом сжигании твердого топлива за характерное сечение топки Механической топкой называют слоевое топочное устройство, в ко-. Выбираем котел; Как сжигать топливо? Разные котлы накапливают. Поэтому обычная печная топка для котла не пойдет, нужна какая-то специальная.
- Чертежи печи на отработке такого типа приведены на большом рис. ниже. но сложное в исполнении устройство для полного сжигания любых видов.
- Чертеж Топки С шуруещей планкой механической ТШПМ-1,5 (2,0). ТШПм ( Топка ТШПМ) предназначена для сжигания каменных и бурых углей.
- Как видно на чертеже механическая топка для сжигания твердого топлива содержит корпус 1. Внутри корпуса 1 размещен бункер 2 для размещения .
Топки паровых котлов для сжигания природного или искусственного газов и мазута (рис. 69) выполняются камерными, открытого типа, без каких-либо.
Это, пожалуй, единственное, что у них принципиально общего. Особенности твердого топлива. Твердое топливо горит не очень быстро, и в видимом его пламени сгорают далеко не все компоненты, несущие тепловую энергию. Для полного догорания дымовых газов необходима высокая, но вполне определенная температура, иначе возникнут условия для протекания эндотермических реакций (напр.
Почему котел не печь? Печь – устройство циклического действия. В ее топку загружают сразу столько топлива, чтобы его энергии хватило до следующей протопки. Избыток энергии сгорания загрузки топлива частично используется для поддержания оптимальной для дожигания температуры в газовом тракте печи (ее конвективной системе), а частично поглощается телом печи.
По мере прогорания загрузки соотношение этих частей энергии топлива меняется, и внутри печи циркулирует мощный поток тепла, в несколько раз мощнее, чем текущие потребности в нем для обогрева. Тело печи представляет собой, таким образом, тепловой аккумулятор: основной обогрев помещения происходит за счет ее остывания после протопки. Поэтому отбирать циркулирующее в печи тепло нельзя, от этого тем или иным образом нарушится ее внутренний тепловой баланс, и КПД резко упадет. Можно, и то не во всяком месте конвекционной системы, взять до 5% на подпитку накопительного бака ГВС. Также для печи не нужна оперативная регулировка ее тепловой мощности, достаточно загрузить топлива исходя из требуемой среднечасовой на время между протопками. Водяной котел, все равно на каком топливе – устройство непрерывного действия.
Теплоноситель в системе все время циркулирует, иначе она греть не будет, а котел должен в каждый конкретный момент дать тепла ровно столько, сколько ушло наружу из- за теплопотерь. Т. е., топливо в котел нужно либо периодически подгружать, либо обеспечить оперативную регулировку тепловой мощности в достаточно широких пределах. Второй момент – дымовые газы. К теплообменнику они должны подойти, во- первых, возможно более горячими, чтобы обеспечить высокий КПД. Во- вторых, они должны быть прогоревшими полностью, иначе энергия топлива осядет на регистре сажей, которую нужно будет еще и чистить. Наконец, если печь греет вокруг себя, то котел как источник тепла и его потребители разнесены. Для котла необходимо отдельное помещение (котельная или топочная): вследствие высокой концентрации тепла в котле его пожарная опасность намного выше, чем и печи.
Примечание: индивидуальная котельная жилого дома должна иметь объем не менее 8 куб. Отсюда следуют, во- первых, требования к топке котла: Она должна обеспечивать быстрое и полное сгорание топлива без сложной конвекционной системы. Этого можно добиться только в топке из материалов с как можно меньшей теплопроводностью, т.
Сама топка и связанные с ней по теплу части конструкции должны иметь возможно меньшую теплоемкость: все тепло, ушедшее на их нагрев, останется в котельной. Эти требования изначально противоречивы: материалы, плохо проводящие тепло, как правило хорошо его накапливают. Поэтому обычная печная топка для котла не пойдет, нужна какая- то специальная.
Теплообменный регистр. Теплообменник – важнейший узел отопительного котла, он в основном и определяет его КПД.
По конструкции теплообменника и называют весь котел. В бытовых отопительных котлах применяют теплообменники – водяные рубашки и трубчатые, горизонтальные или вертикальные. Примечание: здесь и далее для краткости под «водой» подразумевается также антифриз или любой другой жидкий теплоноситель. Котел с водяной рубашкой – это та самая «печка в бочке», теплообменный регистр в виде бака окружает в нем топку.
Котел с рубашкой может быть и довольно экономичным при одном условии: если горение в топке беспламенное. Пламенная твердотопливная топка непременно требует дожигания отходящих газов, а в контакте с рубашкой их температура сразу падает ниже необходимого для этого значения. В результате – КПД до 1.
Горизонтальные регистры, вообще говоря, всегда наклонные: их горячий конец (подача) должен быть приподнят над холодным (обраткой), иначе теплоноситель пойдет вспять, а отказ принудительной циркуляции немедленно приведет к тяжелой аварии. В вертикальных регистрах трубы расположены вертикально или в небольшим наклоном в сторону.
И там, и там трубы, чтобы газы лучше в них «запутывались», располагают рядами в шахматном порядке. Относительно направлений движения горячих газов и теплоносителя трубные регистры делятся на: Проточные – газы проходят в общем перпендикулярно току теплоносителя. Чаще всего такая схема применяется в горизонтальных промышленных котлах большой мощности ради меньшей их высоты, что удешевляет установку. В бытовых ситуация получается обратная: чтобы регистр как следует уловил тепло, его приходится делать вытянутым вверх выше потолка. Противоточные – газы и теплоноситель движутся вдоль одной линии навстречу друг другу.
Такая схема дает наиболее эффективную теплопередачу и наивысший КПД. Поточные – газы и теплоноситель движутся параллельно в одном направлении.
Применяется редко в котлах специального назначения, т. КПД при этом плохой, а износ оборудования большой. Далее, теплообменники выполняются огнетрубными и водотрубными. В огнетрубных дымогарные трубы с дымовыми газами проходят сквозь бак с водой. Огнетрубные регистры работают стабильно, а вертикальные дают неплохой КПД даже в поточной схеме, т. Однако, если рассчитать оптимальный для передачи тепла от газа к воде температурный градиент исходя из соотношения их плотности и теплоемкости, то он оказывается примерно 2. А чтобы протолкнуть этот поток тепла сквозь стенку стальной трубы в 4 мм (меньше нельзя, очень быстро прогорит) без заметных потерь на теплопроводность металла, нужно еще около 2.
В итоге, внутренняя поверхность дымогарной трубы должна быть раскалена до 5. Из- за этого срок службы дымогарных труб ограничен, особенно в больших котлах. Кроме того, КПД огнетрубного котла невелик, он определяется отношением температур поступающих в регистр горячих газов и выходящих в дымоход. Давать остывать газам ниже 4. По формуле Карно выходит, что КПД выше 6. КПД топки не больше 8. В малых бытовых котлах эти особенности сказываются слабее, т.
В современных пирозизных котлах температура в камере сгорания доходит до 1. КПД их топки под 1. В них газам можно дать остыть до 1.
КПД доходит до 8. Примечание: чугун для дымогарных труб вообще непригоден, трескается. В водотрубных регистрах теплоноситель течет по трубам, помещенным в жаровую камеру, куда поступают горячие газы. Теперь градиенты температур и закон квадрата- куба действуют наоборот: при 1. В итоге – трубы из обычной стали служат долго и КПД котла около 8.
Но горизонтальные проточные водотрубные котлы склонны к т. Вода в нижних трубах оказывается гораздо горячее, чем в верхних. Она и проталкивается на подачу в первую очередь, давление падает, и воду «выплевывают» более холодные верхние трубы. Бухтение» не только дает шуму, тепла и комфорта столько же, сколько сосед – пьяница и скандалист, но и чревато порывом в системе из- за гидроударов. Вертикальные водотрубные котлы не бухтят, но, если проектируется водотрубный котел в дом, регистр нужно располагать на опуске дымохода, в том его участке, где горячие газы идут сверху вниз. У поточного, с одинаковым направлением движения газов и теплоносителя, водотрубного котла, КПД резко падает и на трубах возле подачи интенсивно осаждается сажа, а делать обратку выше подачи вообще недопустимо.
О емкости теплообменника. Отношение емкостей теплообменника и всей системы охлаждения берут не произвольно.
Скорость передачи тепла от газов к воде не бесконечна, вода в регистре должна успеть принять в себя тепло, прежде чем уйдет в систему. С другой стороны, нагретая внешняя поверхность регистра отдает тепло воздуху, и оно зря пропадает в котельной. Слишком маленький регистр склонен к вскипанию и требует точной быстрой регулировки мощности топки, что в твердотопливных котлах недостижимо. Регистр большого объема долго прогревается и при плохой наружной теплоизоляции котла или ее отсутствии теряет много тепла, причем воздух в котельной может прогреться выше допустимого по пожарной безопасности и ТУ на котел. Величина емкости теплообменника твердотопливных котлов колеблется в пределах 5- 2. Это нужно учесть при выборе котла. Напр., для отопления по расчету получилось всего 3.
С водой в трубах и расширительным баком полная емкость системы окажется около 4. Емкость регистра котла должна быть в пределах 2.