Устройство шахтного котла

Работает шахтный котел по принципу нижнего горения. Главная особенность устройства в том, что шахта находится вертикально, а это не обычно, для аналогов котлов длительного горения.

Принцип работы:

• Топливо кладут в топочную шахту и поджигают снизу котла в специальном месте. Дверцы шахты плотно закрывают.
• Устанавливается необходимая температура, и включаются вентиляторы. Не переставая, дует воздух, благодаря чему верхний слой дров не разгорается.
• Нижние поленья прогорают, и верхний слой по инерции сползает вниз. В это время вентиляторы перестают гонять воздух.
• У котла поднимается высокая температура, и воздух рядом с ним становится сухой, благодаря этому дрова можно высушить перед использованием.

У каждого вида котла имеется свое название, в большинстве случаев по фамилии создателя. Можете, посмотрите фото шахтных котлов и их названия в интернете.

Если котел правильно топить, соблюдая инструкцию и использовать качественное топливо, то он будет работать максимально эффективно.

• Рекомендуемое время использования без подкладки 7-9 часов.
• При правильном использовании системы, дым не будет попадать в помещение.
• Хорошая и отличная теплоотдача.

Для работы котла в фазе газогенерации необходимо:

• Разжигать топливо в котле в обычном режиме.
• Чтобы котел нагрелся и начал выполнять свои функции необходимо выждать около 20 минут.
• Перевести устройство в нужный режим.

Шахтные котлы длительного горения не прихотливы к качеству дров. Но для наилучшей работы рекомендуется использовать по максимуму сухие поленья.

Кроме основного вида топлива, для работы котла можно применять:

• Прессованные брикеты из опилок.
• Паллеты.
• Опилки и щепки.
• Деревянные отходы.

Для наилучшей теплоотдачи системы, хотя бы 45% всего топлива в закладке должны составлять сухие поленья.

В инструкции к котлу говориться, что лучше использовать древесину твердых пород. Запрещается топить систему деревом со смолой, это уменьшит срок службы котла.

Теплоотдача шахтного котла еще зависит от принципа закладки дров. Дрова верхнего слоя должны опускаться вниз и там начинать гореть. Но если не правильно их положить, они зависнут в воздухе, зацепившись за стенки, в результате горение прекратиться.

Для предотвращения остановки горения нужно:

• Класть поленья в топочную камеру не плотно к стенкам, объем топки должен быть занят топливом на 95%.
• Располагаться дрова должны поперек.
• Снизу лучше класть более сухие поленья.

Плюсы и минусы шахтного котла

• Для работы котла можно применять влажные дрова на 50%.
• Большой выбор котлов разного производства
• Можно применять в домах, дачах, в промышленных помещениях.
• Экономия электроэнергии.
• Одной закладки дров в экономном режиме хватит до 20 часов.
• За шахтным котлом не сложно ухаживать и чистить.
• От котла нет дыма в помещении.

Минус — высокая стоимость.

Шахтной котел своими руками

Существует множество чертежей шахтного котла, чтобы сделать его своими руками. Сделать систему такого качества, как у производителя нельзя, но хороший аналог для дома возможно.

Составляющие котла для самостоятельной сборки:

• Топка. Она занимает половину всей системы. Высота топки должна быть в 2 раза больше ширины.
• Шахта для загрузки топлива, располагается с боку или сверху.
• Зольная камера, располагается под шахтой.
• Колосник, делит зольную и шахтную часть.
• Камеры для обмена теплом.
• Дымоход.
• Заслонки.
• Дверцы.

Для приобретения всех материалов и элементов для отопительной системы, нужно рассчитать их необходимое количество.

Фото шахтного котла

Как правильно выбрать лучший шахтный котёл?

Шахтный котёл — это твердотопливный котёл, в котором есть две объёмные вертикальные камеры (шахты). В первую закладывается топливо, а во второй осуществляется основной процесс теплообмена между нагретыми газами и теплоносителем. Горение происходит в самом нижнем слое первой камеры, а также в нижней части второй. В шахте закладки топлива по большей части сгорает непосредственно само топливо, а образовавшиеся во время этого процесса пиролизные газы сжигаются в шахте с теплообменником.

Как выстроить свой рейтинг шахтных котлов?

Начинать всегда следует с определения задач, для решения которых приобретается конкретный котёл. Очевидно, что главная цель любого теплогенератора — эффективно отапливать помещения, по которым выполнена разводка системы отопления. Но здесь надо понимать, что максимальные показатели эффективности могут быть достигнуты только за счёт внедрения наиболее сложных инженерных решений при проектировании и производстве котла. Кроме того, особенность протекания некоторых процессов внутри конструкции требует использования дорогостоящих материалов, а это сказывается на конечной стоимости продукта.

Под эффективностью котла подразумевается его способность производить тепло из определённого количества топлива. Если два агрегата на одинаковом количестве одного и того же топлива дают разную теплоотдачу в систему, можно говорить о различных показателях эффективности их работы. И наибольшую эффективность сейчас показывают качественные пиролизные котлы, а шахтные имеют меньшие значения КПД. Однако, у шахтных котлов длительного горения есть одно важное преимущество — их стоимость ниже.

Таким образом, в приобретении шахтного котла самое важное — это выбрать наиболее качественное устройство по доступной цене. Ведь если есть возможность отвести на данную покупку неограниченный бюджет, то лучше сразу приобрести пиролизный теплогенератор, так как его производительность выше и расход топлива в сезон будет заметно меньше. Понимая это, остаётся только разобраться в одном вопросе. Как лучше выбрать шахтный котёл, чтобы не переплатить и в то же время получить качественный, надёжный и долговечный теплогенератор?

Правильное соотношение цены и качества

Первое, с чего обычно хочется начать выбор котла — это анализ отзывов на форумах и других тематических сообществах в сети. Безусловно, это обязательно нужно сделать, но начинать надо с другого. Сейчас на украинском рынке шахтных котлов длительного горения представлена продукция трёх типов:

1. Серийные зарубежные котлы
2. Серийные украинские теплогенераторы
3. Штучные устройства от кустарных бригад

И приступать к поиску подходящей модели следует именно с выбора одной из этих трёх ниш. Рассмотрим по порядку преимуществ и недостатки каждого из сегментов. Если говорить о зарубежных котлах, то эти устройства будут первыми в списке рекомендуемых на популярных в сети форумах. Большинство из них вышли на украинского покупателя уже достаточно давно и, с тех пор, иностранные бренды уже успели реализовать значительное количество своих теплогенераторов.

Популярные зарубежные производители выпустили ряд моделей, которые действительно обладают хорошим качеством сборки и изготовлены из долговечных материалов. Однако, их стоимость по понятным причинам заметно выше отечественных аналогов. Кроме переплаты за доставку и дорогостоящее производство на иностранных заводах, покупатель доплачивает также за раскрученный бренд. В итоге конечная стоимость устройства значительно превышает его реальную цену.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что лучше обратить внимание на украинских производителей. Тем более, что за последние годы они представили несколько действительно качественных теплогенераторов, ничем не уступающих зарубежным аналогам. Цена на отечественные котлы ощутимо ниже, а конструкция котлов некоторых фирм даже превосходит по КПД лучшие иностранные модели. Но про лидеров рынка украинских шахтных котлов будет подробнее сказано позже, а пока остановимся на одиночных бригадах мастеров.

Заводской или самодельный котёл?

Сейчас можно увидеть множество примеров самодельных шахтных котлов, изготовленных любителями в кустарных условиях. Умельцы выкладывают целые видеообзоры и пошаговые инструкции с фотографиями. Но такие отчёты о проделанной работе могут впечатлить только новичков в вопросах производства твердотопливных котлов. Дело в том, что процесс эксплуатации шахтного теплогенератора связан с работой конструкции в чрезвычайно агрессивной среде. Котёл должен на протяжении многих лет исправно служить источником тепла для системы отопления и при этом на протяжении всего срока службы уверенно выдерживать очень высокие температуры.

Специалисты хорошо знают, что изготовить такой надёжный и долговечный агрегат можно только при наличии специального дорогостоящего оборудования. Большинство мастеров-одиночек не обладают достаточным количеством средств для приобретения необходимого инструмента. В результате они вынуждены работать с более простыми, доступными широкой аудитории аппаратами, которые не обеспечивают требуемую надёжность конструкции.

Второй важный нюанс — это качество исходных материалов. В течение долгих лет противостоять воздействию высоких температур внутри камеры сжигания способны только высококачественные материалы. Их стоимость при закупке в небольших объёмах очень большая и цена на конечный продукт просто не окупит затрат. По-настоящему прочные и долговечные материалы могут позволить себе использовать только фирмы, у которых запущена линия серийного производства.

И третье слабое место самодельщиков в отсутствии профессионально спроектированных чертежей конструкции. Для того, чтобы создать максимально эффективный и надёжный теплогенератор недостаточно знать общие принципы работы котла. В точных расчётах нуждается каждый кубический сантиметр внутреннего пространства. Осуществить такую масштабную вычислительную работу способны только профессиональные инженеры, которым требуются годы на получение профильного образования и многие месяцы на расчёты всех деталей котла.

Как отличить бригаду кустарных мастеров от профессионального высокотехнологичного производства. Для начала достаточно посмотреть, есть ли у данного бренда свой сайт. Если фирма уверена в качестве своей продукции, то она обязательно имеет своё официальное представительство в сети интернет. На сайте обязательно должны быть представлены модели, которые она выпускает с подробным описанием технических характеристик и уникальных особенностей конкретных теплогенераторов.

Лучший украинский шахтный котёл

На данный момент наш рынок представлен тремя серийными производствами шахтных твердотопливных котлов. Каждое предприятие уверенно в качестве своей продукции и в целом, оно действительно находится на хорошем уровне. Однако, выделяется среди других фирм, выпускающих качественные телопгенераторы шахтного типа, компания Термико (Termico).

Почему именно Термико? Дело в том, что у теплогенераторов данного бренда есть два важнейших конструктивных преимущества. Именно они делают эти устройства лидерами на рынке котлов длительного горения. Первое — это грамотно рассчитанная система раздельной подачи воздуха. На входе в котёл воздух разделяется на два потока. Первый идёт непосредственно в область сжигания топлива, а второй перемещается по каналам вверх и приходит в верхнюю точку камеры загрузки.

В процессе горения нижнего слоя топлива в камере загрузки выделяется большое количество дымовых газов. Часть из них переходит во вторую камеру теплообмена, где полностью сжигается. Но другая часть поднимается вверх по камере загрузки и находится там в пассивном состоянии. Чтобы удалить эти скопившиеся газы и заставить их гореть, в котлах Termico специально была сконструирована система раздельной подачи воздуха.

Второй поток, проникающий в верхний отдел камеры загрузки вынуждает скопившиеся там газы двигаться вниз и эффективно сгорать в области сжигания топлива. Данное уникальное решение не встречается в моделях от других производителей и делает теплогенераторы Термико более эффективными, в сравнении с аналогами.

Второе преимущество котлова этой фирмы в оптимально рассчитанной системе вторичной подачи воздуха. Речь идёт опять же о разделении входящего потока. Та часть воздуха, которая пришла в область сжигания топлива, также разделяется на двое. Основная порция идёт на горение в нижнем отделе камеры загрузки, а определённое количество проходит под колосниками и, через отверстия внизу второй камеры, проникает в неё.

Такое распределение позволяет значительно увеличить эффективность процесса горения пиролизных газов и соответственно повысить КПД котла. Преимущества теплогенераторов Термико здесь не заканчиваются, но уже этих двух особенностей достаточно, чтобы сделать необходимые выводы. Что касается цен на продукцию бренда, то достаточно зайти в раздел расчёта стоимости и сравнить полученные цифры с ценами конкурентов. Примерно сопоставимые по качеству твердотопливные шахтные котлы других производителей стоят гораздо дороже. За эти же деньги у Термико уже можно приобрести высокотехнологичный эффективный пиролизный котёл с КПД 90%.

Шахтный котел длительного горения своими руками, чертежи

При установке твердотопливного котла важно учитывать 3 параметра: количество выдаваемого тепла, стоимость и продолжительность горения. Результаты связаны между собой: чем выше мощность, длительность работы, тем будет больше стоить устройство. Можно значительно понизить затраты, если сделать все собственноручно. Шахтный котел длительного горения своими руками выполнить реально, если есть чертежи и небольшая сноровка в подобных делах.

Увеличение продолжительности горения твердого топлива

Каждый домовладелец желал бы установить котел, который не потребует подбрасывания дров каждые 6 часов. Некоторые теплогенераторы держат тепло до недели. Но увеличение длительности не всегда рационально, ведь понижается КПД установки. Причины в следующем:

1. КПД дровяных котлов составляет около 70%. Если заменить процесс тлением, увеличив тем самым продолжительность процесса, КПД уменьшится примерно до 40%, примерно как у простой печки.
2. Дрова, которые тлеют, выделяют мало тепла. Потому дом нагреваться будет значительно дольше.
3. Не получится сжечь сырые дрова, если котел использует только режим тления.

Котлы, работающие с одной подачей дров на протяжении 8 и выше часов, бывают следующих видов:

• классические, где подача воздуха осуществляется принудительно;
• с верхним горением. Подобные установки можно сделать самостоятельно, если имеется подходящий инструмент и опыт работы со сваркой.

Можно найти схемы котлов, работающих на опилках, но подобные установки сложно изготовить самостоятельно, плюс, они очень большие.

Изготовление котла продолжительного горения

Чтобы собственноручно сделать установку, потребуется сталь Ст 20. Выполненная из нее установке прослужит не менее 15 лет. При большем количестве углерода в стали, материал может прикаливаться от высоких температур, потому для изготовления он не подходит. Если есть возможность, купить можно жаропрочную сталь, легированную молибденом или хромом. Из таблицы можно узнать, какие размеры заготовок потребуются для изготовления устройства.Размеры заготовок

Чтобы разрезать материал, лучше обратиться в мастерскую, где имеются гильотинные ножницы. В частях не будет заусенцев, будет сэкономлено много времени. Также будут нужны следующие детали:

1. Равнополочный уголок 50х4 мм. Нужен будет, чтобы изготовить колосники.
2. 2 трубы: DN50 и DN Первая для теплообменника и патрубков, к которым будут подключаться системы отопления. Вторая – для дымохода.
3. Труба 60х40 мм для канала воздуховода.
4. Стальная полоска 20х3 мм.
5. Утеплитель из базальта.
6. Ручки.
7. Асбестовый картон и шнур.

Также понадобятся инструменты для сварки металла, резки и некоторые другие, имеющиеся в каждом жилище.Вентилятор и блок управления

В шахтном котле будет использован блок управления, вентилятора, температурного датчика. Стоит найти польские изделия, которые очень похожи на китайские, но значительно отличаются по качеству сборки, сроку службы. Маркировка блока управления — KG Elektronik SP-05, вентилятора — DP-02.

Отопительный агрегат

Первым делом для изготовления шахтного котла следует собрать корпус топливника. Делается он из металлических частей, толщина которых 4 мм. Их требуется прихватить сваркой. Начать стоит с нижней части, где будут крепиться боковые части, крышка свода, отверстия для дверец. Должно получиться примерно так же, как на фотографии:Сварка стенок

Следовать нужно чертежу. Лист на днище должен быть выпущен в каждую сторону. Он же будет служить нижней частью дверец отдела для золы. В камере сваркой необходимо будет закрепить полки. В материалах были указаны уголки. Там будет ложиться колосниковая решетка. Важно после сварки проверить на герметичность каждый отсек, тщательно проварив все стыки.Сварка стенок

Далее нужно вставить водяную шубу. Материал – 3-х миллиметровый металл. Толщина у боковых стен ее должна быть 2 см, потому к топливнику приваривается стальная полоска, выпускаемая на 20 мм. К стенкам нужно прихватить листы стали – обшивку.Стенки бака

Важно учитывать, что водяная шуба должна брать начало на уровне решетки. Она не должна омывать отдел для золы.

Далее, как видно на фотографии, нужно в шахматном порядке установить клипсы. К топке он должен привариваться встык одним концом, а другим – обварить вокруг отверстия.По фото можно определить, где разместить низ водяной шубы.

Далее выполняется установка труб, через которые будет выходить жар. Ставятся они в верхней части бака шахтного котла. Как показано на чертеже, сзади и спереди нужно прорезать отверстия, где эти трубы должны будут размещаться. Торцы их необходимо хорошо обварить, как и остальные места соединений водяной шубы.Расходиться эти трубы должны в форме веера

Следующий этап – установка дверец и колосниковой решетки. Нужно приварить к дверце во внутренней части полосу в 2 ряда. Между частями вставляется асбестовый шнур, который станет уплотнителем притвора. Наружный угол колосников должен быть приварен вниз. Таким образом будет рассеиваться воздух, который подается с помощью вентилятора в отделение для золы.Колосниковая решетка

После выполнения всех мероприятий, нужно врезать штуцеры в стены шахтного котла. К ним будут присоединяться трубопроводы: подающий и обратный. Воздухопровод должен входить в отделение для золы около средней части задней стены. Находится он сразу под водяной шубой.Установка трубопроводов

После необходимо приварить дверные петли и закладные детали, которые помогут установить декоративную обшивку.Петли

Бак котла длительного горения необходимо с каждой стороны обложить утеплителем. Зафиксировать его можно шнуром. Остается немного: прикрутить аккуратные металлические листы к деталям и поставить дверцу.Не нужно использовать стекловату или другие материалы. Базальтовый утеплитель отлично справляется со своей ролью.

К фланцу воздуховода нужно прикрепить вентилятор, установить приобретенный блок управления. Температурный датчик должен располагаться под базальтовым утеплителем возле задней части установки. Можно в котел, по-другому называемый «брагман», установить дополнительные агрегаты, которые будут полезны:

1. Можно установить дополнительный водяной бак, где будет подогреваться вода.
2. При отключении тока можно установить погружную гильзу для термометра.
3. Поставить ТЭН, который сможет разогреть воду после полного сгорания дров.

Ножки для агрегата привариваются на любом этапе работы. Для этого используются подходящие металлические отрезки. Ниже приложены схемы шахтного котла.

Шахтный котел Таймень

При кажущейся простоте организации горения в шахтных котлах, есть очень много нюансов по сдерживанию этого горения, и основная сложность заключается в достижении минимальной мощности котла без ухода в тление. Нашими специалистами были проведены сотни опытов с газовым анализом различных конструктивных и технологическим приемов. Оказалось, что «традиционный» подвод воздуха под колосник имеет ряд существенных недостатков, один из них увеличенная газация слоя, что накладывает ограничение на минимальную мощность.

Шаг за шагом мы «продвигались» по пути улучшения горения с минимальной мощностью котла и пришли к однозначному выводу, жар должен быть сосредоточен непосредственно перед выходом топочных газов, с образованием так называемой тепловой завесы и температурой выше 800 С на пути выхода всех топочных газов, тем самым поджигая их, обессмоливания и т.д.

Постепенно идеи обретали законченное техническое решение, получившее название «встречное горение», когда воздух подается в порог газовой щели (выхода топочных газов), тем самым обеспечивается всегда раскаленный кокс на выходе газов, а данное изобретение защищено патентом РФ.