Автор: Так как котлы, работающие на твёрдом топливе, начали пользоваться очень большим спросом, их цена начала вырастать. Касается это как традиционных примитивных агрегатов, так и газогенераторных и пеллетных установок. Один из видов уменьшения стоимости – заказывать у профессионалов либо своими силами сделать газогенераторный котел собственными руками.
Чертеж котла длительного горения
Исходники для вычислений
Значительное уменьшение стоимости самодельного агрегата достигается за счёт правильного выбора и покупки материалов и деталей. Это можно реализовать как при помощи умелого мастера, так и своими силами, имея в собственном распоряжении чертеж котла длительного горения. По нему устанавливается кол-во и ассортимент материалов с подобным расчетом, чтобы не приобретать их с большим запасом. Дополнительно сэкономить собственные финансы позволяет и самостоятельное проведение работ, только одно требование – способность делать заготовительные и работы со сваркой на самом высоком уровне. Водяная сорочка установки собой представляет сосуд, действующий под давлением, благодаря этому качество швов сварки должно быть высоким.
Прежде чем сделать газогенераторный котел, необходимо узнать, какими должны быть его параметры. Основной из них – теплопроизводительность, необходимая для обогрева дома. Ее можно сосчитать по всей площади всех этажей строения по принципу: на каждые 10 м2 потребно 1 кВт энергии тепла. Полученное значение умножается на показатель запаса, согласно документации нормативной базы он составляет 1.2. В реальности лучше принимать показатель не меньше 1.5, так как дрова различных пород имеет разную теплоту сгорания.
Газогенераторные установки работают с одним принципом: газы, выделяющиеся из древесины при возгорании в камере сгорания, дожигаются во вторичной камере. А вот расположение камер и размещение прочих компонентов конструкции бывает разным, варианты конструктивных схем можно заметить на рисунке.
Схема котла длительного горения
Особенности конструкции
Очень часто конструкция котла длительного горения, выполненного собственными руками, подразумевает приспособление верхней камеры сгорания, под которой находится вторичная камера. Подобная расположение намного более проста в изготовлении и прекрасно себя зарекомендовала В практических условиях. Топочная камера и камера сжигания газов отделаны внутри шамотным кирпичом. Воздух подается принудительно вентилятором – нагнетателем через технологические отверстия, между камерами сделан щелевидный проем, именуемый рабочей распылительным устройством. Размеры и габариты проема определяются мощностью установки.
Газогенераторный газовый генератор
Факел пламени из распылительные устройства нагревает дно камеры, под которым находится водяная сорочка. Вода которая нагрелась подымается и омывает жаровые трубы трубного змеевика, по которой уходят газообразные, жидкие и твердые вещества. Подобным образом, схема котла длительного горения этой конструкции учитывает двойной разогрев теплового носителя.
Для розжига дров в задней стенке камеры сгорания ставится клапан прямой тяги, открываемый ручным способом при помощи рукояти, вынесенной наружу корпуса. Как только горючее разгорелось, заслонку клапана закрывают, включают нагнетатель, и установка переходит в режим функционирования. Чтобы вся система работала с большой эффективностью и успешно, вначале понадобится сделать расчет котла длительного горения. Исходить нужно из потребной мощности тепла агрегата.
Читайте также полезную публикацию про рабочий принцип котла длительного горения.
Выполнение вычислений
В первую очередь необходимо выбрать размеры проема распылительные устройства. Самый примитивный метод – приобрести готовое изделие, рассчитанное под конкретную мощность, такие встречаются в продаже для установок различных изготовителей, к примеру, ATMOS. Другой путь несколько сложнее, зато намного дешевле: сделать проем нужного сечения в огнеупорном кирпиче, который станет уложен на дне камеры сгорания. Размеры и габариты щелевидного проема для самых разнообразных значений мощности показаны в таблице 1.
Таблица 1
| Потребная мощность, кВт | 25 | 32 | 50 | 80 | 100 |
| Длина проема, мм | 120 | 140 | 150 | 200 | 200 |
| Ширина проема, мм | 30 | 30 | 30 | 30 | 40 |
Рукодельный газогенераторный котел долгого горения можно делать с произвольными размерами камеры сгорания, которые рассчитываются по такой схеме:
- Теплота сгорания древесины – 2,8 кВт/кг, плотность – 400 кг/м3. Чтобы обеспечить мощность 10 кВт, необходимо за 1 час сжигать 10 / 2,8 = 3,6 кг дров.
- Если учесть, что между поленьями в камере сгорания остается свободное пространство, необходимо принять показатель наполнения 0,5. Тогда практичный объем камеры на 1 час работы будет составлять: 3,6 / 400 / 0,5 = 0,018 м3.
- Приняв длину полена равной 0,6 м, а высоту первой камеры – 0,5 м, высчитывается ее нужная ширина на 1 час работы: 0,018 / 0,6 / 0,5 = 0,06 м.
- Чтобы загружать горючее 1 раз в 10 часов, практичный объем обязан быть: 0,018 х 10 = 0,18 м3. Тогда при старых значениях глубины и высоты нужная ширина будет: 0,18 / 0,6 / 0,5 = 0,6 м. Финальные размеры – 0,6 м х 0,6 м х 0,5 м.
Рукодельный газогенераторный котёл на твердом топливе
Второй шаг – выбор вентилятора – нагнетателя, который ставится на самодельные котлы с двумя камерами и обеспечивает подачу воздуха в две камеры. Устройства выбираются по продуктивности, которая зависит от мощности установки, эти сведенья можно взять по Таблице 2.
Таблица 2
| Мощность установки, кВт | 25 | 32 | 50 | 80 | 90 | 100 |
| Продуктивность нагнетателя, м3/ч | 98,5 | 195,9 | 242,2 | 253,2 | 284,8 | 316,5 |
| Практичный топочный объем, м3 | 0,22 | 0,24 | 0,35 | 0,42 | 0,47 | 0,52 |
Дымовые газы, покидающие вторичную камеру, имеют достаточно большую температуру. Чтобы не выкидывать это тепло на улицу напрасно, применяется жаротрубная схема изготовления котла длительного горения. В согласии с ней, дымовые газы, проходя через жаровые трубы трубного змеевика, охлаждаются до температуры 150–200 ?С, отдавая собственную теплоту водяной сорочке. Чтобы высчитать полезную площадь теплового обмена, необходимо определить такие исходники:
- температуру теплового носителя в подающем и обратном трубопроводах t1 и t2;
- температуру газов дыма при входе в теплообменный аппарат и на выходе из него Т1 и Т2.
Дальше, устанавливается разница температур ?t= t1 — t2 и ?Т = Т1 — Т2. Потом можно сосчитать величину температурного напора ?, ?С:
? = (?Т — ?t) / ln (?Т / ?t)
Поверхностную площадь теплопередачи S(м2) находят по формуле:
S = Q / k / ?
В данной формуле:
- Q– потребная мощность котельной;
- k – показатель передачи потока тепла, принимается 30 Вт/м2 ?С.
Проверить результат можно по Таблице 3, в которой показаны укрупненные значения поверхностные площади теплопередачи в зависимости от мощности агрегата.
Таблица 3
| Котельная мощность, кВт | 25 | 32 | 50 | 80 | 100 |
| Smin, м2 | 4,5 | 6,3 | 8,5 | 14,5 | 16,5 |
| Smax, м2 | 5,2 | 7,8 | 10,2 | 15,2 | 16,7 |
Изготавливая котлы с двумя камерами долгого горения собственными руками, мастера очень часто устанавливают отрезок трубы дымоотвода «на глазок», тогда как от нормальной работы трубы для дымохода зависит КПД самого агрегата. Благодаря этому площадь сечения трубы, а после и ее диаметр лучше определить по формуле:
F = L / 3600?
В данной формуле:
- ? – скорость газов дыма, принимается равной 0,5 м/с;
- L – расход газов, отвечает продуктивности вентилятора, м3/ч;
- F – площадь сечения трубы дымоотвода, м2.
Через формулу площади круга находят значение трубного диаметра.
Рекомендации по подбору материалов
Чтобы выполнить хороший газогенераторный котел собственными руками, необходимо для камеры сгорания взять легированную жаропрочную сталь толщиной не меньше 5 мм, нельзя применять примитивный низкоуглеродистый металл, он быстро прогорит. Огнеупорные марки сталей легированы хромом и молибденом, для их сваривания удобнее использовать подходящие марки электродов. Чтобы корпус камеры сгорания служил длительнее, в местах с самой большой температурой его нужно обложить внутри шамотным кирпичом. То же самое выполняется и во вторичной камере.
Конструкция котла длительного горения
Для водяной сорочки можно брать обыкновенную углеродистую сталь марки СТ 20 толщиной не меньше 3 мм. Между наружной поверхностью камеры сгорания и внутренней поверхностью водяной сорочки нужно точечно приваривать жесткие ребра спустя каждые 15–20 см. Это будет предохранять внешнюю оболочку от разрушительных процессов при увеличении давления и температуры теплового носителя в экстремальном рабочем режиме агрегата.
Жаротрубный теплообменный аппарат, которым снабжается газогенераторный газовый генератор, сваривается из нескольких труб, чья площадь поверхности с наружной стороны должна подходить или быть чуть выше расчетной. Материал трубы – углеродистая сталь СТ 20, однако если удастся найти жаропрочную, то это будет только лучше. Дверки двух камер сваривают двухслойными, закладывая в середину асбест или остальной материал для теплоизоляции, стойкий к большой температуре.
Хорошую сборку котла собственными руками лучше делать в заблаговременно подготовленном месте, где сразу можно будет сделать его проверки. Если в наличии есть нагнетатель воздуха, можно выверить качество сварных соединений без заливки водой. Достаточно создать в сорочке лишнее давление и при этом намазать все швы мыльной пеной. В другом случае придется залить в сорочку тепловой носитель, распалить котел и тщательно следить за всеми соединениями.
Для управления работоспособностью вентилятора понадобится приобрести набор автоматики: контроллер и датчики. При их помощи автоматично изменяется температура теплового носителя в сорочке. Делать и настраивать котлы с двумя камерами теплоснабжения собственными руками не очень уж тяжело, если есть подходящие умения и способности, а экономию средств можно получить существенную.
