Конструкция печи длительного горения чертежи

Определение с параметрами проекта

Точного определения данному понятию нет. Соответствующее оборудование появилось, как ответ на требования потребителей повысить уровень комфорта в процессе эксплуатации, увеличить выработку тепла в расчете на единицу использованных энергетических ресурсов.

Основным недостатком классических котлов является необходимость регулярного добавления топлива в топку. Сложности создают также следующие факторы:

высокая интенсивность горения;
сложность оперативной регулировки и контроля этого процесса;
неполное использование тепла, которое удаляется вместе с дымом через систему вентиляции.

Для поддержания работы обычного котла лучше иметь рядом достаточный запас дров

Разные конструкции

Для решения отмеченных выше задач используют различные решения. Чтобы не закладывать часто новые порции топлива увеличивают размеры топки. Сделать процесс горения равномерным помогает размещение сверху прижимного устройства, дозированная подача воздуха.

Схема типичного котла этого класса

Создать чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками будет проще после подробного изучения стандартной конструкции:

В начальном положении прижимное устройство (10) находится в верхнем положении.
Через дверцу (6) в топку загружают крупную партию дров.
После поджигания происходит регулируемый механическим приводом (16) процесс горения.
Свежий воздух подается нагнетателем через телескопическую полую внутри штангу. Он распределяется равномерно через прижимной диск (10).
Подача кислорода сверху обеспечивает постепенное сгорание топлива, слоями.
Золу после завершения цикла удаляют через нижнюю дверцу (13).
Для поднятия диска (10) в верхнее положение используют лебедку (2) с электроприводом.

Недостатком данной конструкции является невозможность произвольной закладки дров в топку. Существенное преимущество – повышенная до 24 часов и более длительность одного рабочего цикла.

В следующей конструкции топливо можно подкладывать по мере необходимости. Здесь использована технология пиролиза. Она характерна дозированной подачей кислорода и низкой интенсивностью горения. Тлеющие дрова выделяют горючий газ. Он сгорает в дополнительной камере.

Пиролизный котел

Эта установка полноценно использует топливо. В продуктах сгорания содержится минимальное количество сажи. Сложной является оптимальная регулировка рабочих процессов.

Газовые и дизельные агрегаты лишены упомянутых недостатков по причине простоты дозирования соответствующих видов топлива. Подобный результат можно получить, если использовать специальным образом спрессованные гранулы из отходов деревообработки, шелухи семечек, иного горючего сырья.

Пеллетный котел

В данном варианте гранулы (пеллеты) засыпают в бункер, откуда они подаются шнековым механизмом в топку. Понятно, что такая конструкция позволяет при необходимости быстро увеличивать и уменьшать подачу топлива. Гибкое изменение производительности котла пригодится для оптимизации работы при изменении внешней температуры, подключении дополнительных потребителей. С гранулами не слишком сложно работать при транспортировке, хранении.

Теплообменник для подогрева воды

Повышают эффективность котлов с помощью сложных структур выходных узлов. В таких конструкциях повышается температура теплоносителя. Аналогичные функции выполняют полые стенки корпуса.

Статья по теме:

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками

Прежде чем искать соответствующую документацию, необходимо точнее определиться с конструкцией. Предпочтительной является первая схема твердотопливного котла длительного горения, своими руками ее будет создать проще.

Принципиальная схема котла

Для отопления сравнительно небольшого частного дома с общей площадью 150-250 м. кв. достаточно будет следующих размеров:

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками

При высоте чуть более 1,5 метра и ширине около 40 см не сложно будет найти подходящее место для установки. Но надо учитывать необходимость создания технологических проходов для обслуживания. Понадобится свободное пространство сверху для монтажа лебедки и другого оборудования.

Конструкторскую документацию можно создать без соблюдения стандартов

Для реализации частных проектов не обязательно соблюдению ГОСТов. Но чем подробнее получился чертеж твердотопливного котла длительного горения своими руками, тем проще будет исключить ошибки на ранних стадиях.

При удалении большого количества ржавчины перед окраской может понадобиться респиратор

Как правильно загружать топливо и эксплуатировать агрегат

Агрегат длительного горения отличается от традиционной печи увеличенным объёмом загрузки и ограничением доступа кислорода в рабочую зону. От количества загруженного топлива зависит время работы котла, поэтому дрова укладывают максимально плотно, не оставляя больших зазоров между поленьями. Если же в качестве топлива используют такие материалы, как торф, мелкий уголь, стружка, опилки или паллеты, то их насыпают до уровня дымового канала, не утрамбовывая. Необходимое уплотнение горючего обеспечит тяжёлый металлический поршень.

Загрузку топлива выполняют в следующем порядке:

с агрегата снимают верхнюю крышку;
вынимают воздухораспределительное устройство;
производят загрузку печи до уровня дымохода;
сбрызгивают верхний слой горючего материала жидкостью для розжига;
устанавливают регулятор воздуха;
возвращают на место крышку;
внутрь воздушного канала бросают клочок ветоши, смоченной в горючей жидкости.

Устойчивое горение сопровождается дымом, равномерно выходящим из трубы. По мере сгорания дров труба воздуховода опускается вниз. По ней можно судить об оставшемся времени работы твердотопливного агрегата.

Разжигать печь лучше всего при помощи ветоши, смоченной горючей жидкостью

Во время эксплуатации на дне бочки скапливается пепел и зола. Надо сказать, что на процесс горения их количество не оказывает никакого влияния. Тем не менее, продукты сгорания топлива периодически надо удалять, поскольку они уменьшают толщину слоя закладки. Для этого открывают нижнюю дверцу и выгребают золу при помощи обычного металлического совка.

Виды печей длительного горения. Выбираем простой и производительный отопительный агрегат для изготовления своими руками

Речь о разновидностях печей длительного горения зашла из-за необходимости определиться с конструкцией, наиболее пригодной для изготовления своими руками. Поэтому рассмотрим все варианты твердотопливных котлов новой генерации, а также изучим особенности их работы.

При классификации отопительных печей по способу сжигания выделяют несколько основных схем.

1. Традиционная конструкция с распространением пламени снизу вверх, при котором горящие газы проходят через весь слой топлива и выводятся в дымоход. На пути продуктов сгорания обустраивают теплообменник и камеру дожига, в которую подаётся дополнительное количество воздуха. К отопительному оборудованию этого типа относятся известные на весь мир булерьян или бренеран, печь профессора Бутакова и вариации этих агрегатов с изменёнными теплообменниками.

Булерьян представляет собой котёл длительного горения с воздушным теплообменником

2. Шахтная печь, в которой зона горения смещается к колосниковой решётке, а продукты сгорания отводятся через соседнюю камеру, где происходит дожиг и теплообмен. Подобная конфигурация чрезвычайно удобна для изготовления отопительного агрегата из кирпича, чему способствует многовековой опыт строительства дровяных печей с воздушными каналами (печь с грубой).

Схема твердотопливного котла шахтного типа

3. Агрегаты верхнего горения, в которых поджигается верхушка топливной закладки, а пламя направляется вниз. По мере прогорания требуется подача воздуха под слой золы, поэтому такая конструкция требует специальных решений для доставки кислорода в зону горения. Простота этой печи и эффективность её работы способствовала появлению множества вариантов, доступных для повторения в домашних условиях. Причём материалом для изготовления такого отопительного агрегата может выступать как обычная металлическая бочка, так и бытовой газовый баллон. Хотелось бы особо выделить известную в Сети конструкцию «долгоиграющей» буржуйки под названием Бубафоня — модификацию литовского котла «Stropuva», чрезвычайно популярную у домашних умельцев.

В котлах «Stropuva» длительный режим работы возможен благодаря горению верхнего слоя топлива

4. Печи, работающие в режиме газогенераторного или пиролизного сжигания топлива. Дрова горят при высокой температуре и недостатке кислорода, что способствует выделению большого количества горючих газов. Летучие соединения, полученные в результате так называемой сухой перегонки, дожигают в отдельной камере, куда подают вторичную порцию воздуха. Эта схема является самой сложной в конструктивном отношении, но по части эффективности и удобства эксплуатации ей нет равных.

Пиролизный котёл представляет собой довольно сложную конструкцию, поэтому его изготовление в домашних условиях сопряжено с наибольшими трудностями

Если говорить о других особенностях печей длительного горения, то они бывают квадратными или круглыми, а изготавливаться могут как из металла, так и из кирпича.

При выборе схемы и конструкции печи длительного горения необходимо учитывать не только преимущества и эффективность существующих вариантов, но и возможность повторения той или иной конструкции в домашних условиях. Например, изготовление булерьяна или печи Бутакова нельзя представить без использования мощного трубогибочного станка. Ввиду сложной конфигурации оборудования потребуется немалый опыт сварочных работ и дополнительные затраты на покупку толстой листовой стали и труб большого диаметра. Строительство пиролизного котла, кроме финансовых вложений и мастерства сварщика, предъявляет требования к точности расчётов и знаниям всех нюансов сухой перегонки дров. Что же касается агрегатов верхнего горения, то именно они являются идеальным вариантом в качестве первой конструкции, изготовленной своими руками. Во-первых, не потребуется практически никаких затрат, а во-вторых, устройство типа «Stropuva» или Бубафони простит все просчёты и несовершенство сварных швов. Её конструкция настолько работоспособна, что не даст разочароваться в своих силах даже начинающему домашнему мастеру.

Особенности обслуживания

Важный момент заключается в том, чтобы содержать топливо всегда сухим — рекомендуемая влажность 12-20%. Это нужно не только для эффективности сгорания, но и влияет на срок службы печи. Выделяемые при сушке водяной пар и некоторые газы при конденсации образуют гудроны и кислоты, разъедающие оборудование. Из-за того, что теплотворная способность древесины падает вместе с влажностью, растёт её потребление. Сжигание сырого топлива может привести к сокращению службы печей вдвое.

Пиролизная печь не требует постоянного наполнения топливом

Во время пиролизного горения производится меньше золы, чем при обычном сжигании. На практике это означает, что печи газификации требуют меньшей заботы об удалении тяжёлых зольных остатков. Но летучие золы способны в значительном количестве осаждаться на керамической арматуре камеры сгорания, оставляя всё меньше места для горения. Последнее может грозить перегревом и выходом оборудования из строя. Поэтому хотя бы один раз в год необходимо чистить лопасти вентиляторов и дымоходы.

Кроме высокой эффективности, экономии времени на подготовку дров и растопку пиролизные печи, по сравнению с обычными, обладают ещё одним серьёзным преимуществом — возможностью бесступенчатой регулировки мощности. Это свойство вместе с экономичностью, экологичностью и автоматизацией процессов сжигания делает пиролизные печи лучшей альтернативой традиционным способам отопления для загородных домов.

Как сделать пиролизную чудо-печь:

Плюсы и минусы применения опилок как топлива

Преимущества и достоинства опилок при использовании в твердотопливных котлах:

КПД современных аппаратов на опилках достигает 80-90%.
Топливо из опилок экологически чистое, сгорание сырья происходит без выброса в атмосферу токсинов, с минимальным количеством копоти и оставшейся золы.
Низкая стоимость, которая иногда включает только затраты на доставку бесплатных отходов деревообработки.
Доступность и наличие опилок в любом регионе. При кратковременных перебоях с сырьем, твердотопливные котлы легко переводятся на переработку коры, щепы, дров.
Топить опилками можно сразу без дополнительной подготовки (распил, рубка).
Для использования пригодно влажное сырье.
Экономность использования опилок подтверждает следующая статистика – пиролизный котел на древесной щепе и опилках от одной порционной загрузки топлива работает на обогрев до 12 ч, теплоноситель (вода, антифриз) эффективно нагревается и обеспечивает комфортное тепло в помещении уже через 0,5 ч после розжига отопительного прибора. При этом затраты на генерацию одинакового количества тепловой энергии у пиролизного котла в 4 раза меньше, чем у привычного дровяного и в 10 раз – чем у газового.

Минусов у данного вида твердого топлива меньше:

Сыпучий объемный материал не удобен для транспортировки, требует просторного хранилища с хорошей вентиляцией и соблюдения мер при хранении легковоспламеняемого продукта.
Сгорание опилок характеризуется невысокими параметрами.
Для удобства работы с топливом нужна тара – мешки, корзины, другие специальные емкости.
Периодически необходима чистка дымохода.

6 Собираем сами – последовательность действий

Наиболее удобно применить бочку или газовый баллон. В них аккуратно отрезаем верх – материал еще пригодится. В баллоне предварительно откручиваем вентиль, сливаем остатки газа и на несколько дней оставляем, пока не перестанет чувствоваться запах газа. В корпусе вырезаем место для крепления герметичной дверки, через которую удаляется зола. Из 5-миллиметрового металла вырезаем круг, по диаметру несколько меньший внутренней части.

Посредине привариваем трубу для подвода кислорода. Она в нижнем положении должна выступать над поверхностью отопительного устройства на 15 см. Снизу привариваем 6 лопастей высотой 5 см под некоторым углом. Для модели, в основе которой газовый баллон, применяем верхнюю часть корпуса, где вырезаем место под трубу, в бочке для этих целей используем крышку. Воздухоподводная труба должна свободно передвигаться вверх-вниз. Снизу корпуса привариваем ножки для устойчивости. Сбоку верхней части вырезаем круглую дырку и крепим трубу 150 мм для отвода дыма.

Из листового железа изготовить агрегат сложнее. Требуется точность расчетов и разметки всех деталей, разрезать и приварить. Устройство круглой формы сделать в домашних условиях без специальных валков для выгибания металла практически невозможно, конечно, если не применяется тонколистовая жесть, что нерационально. Если нет возможности для скручивания листов, выходом станет изготовление прямоугольной печи. Возможный вариант представлен на чертеже.

По внешнему виду она напоминает известную всем печь-буржуйку, но в конструкцию внесены изменения, повышающие эффективность. Основные изменения касаются поддувала. Оно выполнено из 80-миллиметровой трубы наподобие буквы Г, но для простоты можно выполнить прямым. На патрубке с резьбой сверлим отверстия диаметром 6–8 мм. На резьбу устанавливаем глухую пробку, поворачивая которую по резьбе регулируем горение с большой точностью.

Буржуйка в процессе работы раскаляется, поэтому ее используют не только как отопительную, но и в качестве варочной. По сторонам снаружи устанавливаем экран на расстоянии от стенок 50 мм. Ребра наваривать не стоит – агрегат эффективно работает при раскаленном нутре. Экран служит защитой помещения от инфракрасных лучей, предотвращает перегрев помещения. Их он отражает не менее половины, поддерживая оптимальную температуру в отопительном устройстве.

Устройство и принцип действия печи верхнего горения

Твердотопливный агрегат долгого действия с верхним горящим слоем можно изготовить из железной бочки из-под ГСМ, газового баллона или стальных труб большого диаметра. Толщина стенок корпуса должна быть не меньше 4–5 мм, иначе они могут прогореть вследствие высокой температуры. Высота отопительного прибора должна составлять не менее 1 м, поскольку от количества топлива зависит длительность его работы. Тем не менее, не надо стараться соорудить слишком высокий агрегат. Во-первых, его будет неудобно загружать, а во-вторых, слишком толстый слой дров или опилок может снизить тягу настолько, что горение попросту прекратится.

Условно вертикальную печь можно разделить на три рабочих пространства:

загрузочная камера — часть корпуса, в которую закладывается топливо. Во время работы высота загрузки уменьшается по мере прогорания брикетов, дров или стружки;
зона горения или рабочая зона представляет собой самый высокотемпературный участок. В этом слое горючего материала происходят окисляющие реакции с выделением большого количества тепла;
зона отвода горючих газов — пространство с высокой температурой, в котором происходит теплообмен и дожиг продуктов сгорания.

Представленная ниже принципиальная схема котла длительного горения позволяет получить полное представление о его конструкции и принципе действия.

Схема котла длительного горения с вертикальной загрузкой

Для того чтобы ограничить зону горения применяется распределитель воздуха. Это устройство представляет собой плоский металлический круг толщиной 5–6 мм, по центру которого выполнено отверстие для подвода кислорода в рабочую зону. Подача воздуха осуществляется по длинной стальной трубе, выведенной через верхнюю крышку отопительного агрегата. Беспрепятственное движение воздухораспределительного устройства обеспечивается за счёт разности диаметра металлического блина и корпуса агрегата, а высота горящего слоя зависит от ширины крыльчатки. Поскольку последняя определяет воздушный зазор между топливом и поршнем, от её параметров зависит, как быстро будет прогорать топливо.

Распределитель воздуха самодельного котла

Диаметр воздушного канала должен быть не менее 60 мм, в то время как размер отверстия распределителя более 20 мм считается излишним — перенасыщение кислородом увеличивает интенсивность горения, что для агрегата этого типа является недопустимым.

Чаще всего труба распределителя изготавливается с открытым краем, благодаря чему в качестве окислителя используется атмосферный воздух. Место, где воздуховод входит в верхний люк, не герметизируют — свободный доступ кислорода к надпоршневому пространству даёт возможность сгорать летучим углеводородным соединениям. Существует и вариант, когда воздух в зону горения проходит из верхней камеры, где он предварительно подогревается. Такая конструкция повышает производительность отопительного прибора и делает его работу более стабильной. Количество кислорода регулируют специальной заслонкой, установленной в окне подачи воздуха.

Для отвода продуктов сгорания верхнюю часть котла оборудуют дымовым каналом с небольшим горизонтальным участком. Как правило, 50–60 см прямой трубы достаточно для того, чтобы ослабить тягу. Несмотря на то, что в печах этого типа полнота сгорания топлива достигает 90–95%, периодически требуется удалять пепел и золу, которые скапливаются на дне установки. Для этого в нижней части корпуса делают окно и устанавливают герметичную дверцу.

Конструктивные особенности

Закладывая этот принцип горения в систему нагрева печей, инженеры учитывали, что конструкция агрегата сильно изменится. Во-первых, горение должно происходить с минимальным количеством поступающего в топку кислорода.

Во-вторых, для сгорания пиролизных газов необходима отдельная топочная камера, куда будет подаваться кислород в необходимом (большем) объеме.

Топка

Поэтому данный тип отопительных агрегатов в своей конструкции имеет две топки: в первой горят дрова, во второй пиролизный газ. В первую добавляется минимум кислорода, во вторую больше. Разделены топки перегородкой или каналами, по которым газы двигаются, при этом нагреваясь до определенного уровня (300 — 400 °C).

Топливо

Отопительные печи длительного горения работают на твердом топливе, чаще всего на дровах. Для отопления небольших загородных домов (дачи, коттеджа) – это на сегодняшний день оптимальный вариант.

С его помощью достигается увеличение времени между закладками дров, в некоторых моделях дрова одной закладки горят до двух суток. Плюс получение необходимого количества тепла, которое можно регулировать с помощью увеличения и снижения подачи кислорода в камеру сгорания топлива.

Растопка

Есть, правда, у этих печей один нюанс. Начинать растопку надо как обычную дровяную печь. Для этого в первую камеру сгорания подается в большом объеме кислород, заслонка на дымоходе открывается полностью.

Для растопки необходима хорошая тяга. После того как печь разогреется, подачу свежего воздуха снижают, заслонку на дымоходе прикрывают.

Чугунные

Печи для стационарной установки изготавливают из чугуна. Благодаря стойкости материала и его долговечности, печь прослужит до 50 лет без поломок и прогорания стенок. Чугун в дополнение к этому теплоемкий материал и долго держит заданную температуру в топке, от чего стабилизируется режим горения.

Естественный недостаток чугунных печек – это их огромный вес. Их устанавливают стационарно и обязательно на подготовленное основание в виде бетонного фундамента. Для защиты окружающих конструкций следует придерживаться рекомендованных производителем расстояний.

До деревянной стенки расстояние должно быть не менее 1,2 метра, до стен из негорючих материалов не менее 35 см.

Особенности работы котла «Суворов»

Чертеж и изготовление запатентованы в России. Выпускается и сейчас. Весь модельный ряд представлен водяными котлами, которые подойдут для отопления частных домов, коммунальных предприятий. Оснащены системой принудительной или естественной циркуляции воды.

«Суворов», кроме доступной цены, имеет и другие преимущества:

Высокоточное регулирование поступления кислорода внутрь изделия, так что процесс горения проходит длительно и стабильно, в автоматическом режиме.
Одной загрузки топлива хватает до 35 часов работы.
Возможность оборудования контуром серии ВК либо блоком ТЭНов. Это обеспечивает постоянную температуру теплоаккумулятора на низкой мощности, даже если горение завершилось.
Внутри системы использована технология дожига газов. Она заключается в наличии на стенках теплоизолирующих деталей, за счет которых температура в камере горения увеличивается, повышается выделение пиролизных газов.
При условии оптимальной работы КПД достигает 92%.
Двухступенчатая заслонка. С ее помощью регулируется подача первичного, вторичного воздуха.
Футеровка топки. Исключает появление смолистых отложений, сажи на внутренних стенках конструкции.
Контур сделан из нержавеющей стали.
5 режимов регулировки мощности.
Подходит для открытой и закрытой систем отопления.
Энергонезависимость.
Контроль за температурой дымовых газов.
Не нуждается в постоянной чистке.
Гарантийный срок – 3 года с момента покупки.

Фото: котел «Суворов»

Пиролизные котлы «Суворов» можно купить на официальном сайте предприятия. Доставка осуществляется во все регионы России и страны СНГ от трех рабочих дней, в зависимости от удаленности региона.

С водяным контуром

Способность печки длительного горения поддерживать постоянную температуру в топке идеально подходит для включения в одну из камер топки водяного контура. В другом исполнении трубы водяного контура располагаются вокруг всей топки, по внешней стороне занимая часть конвекционных теплообменников.

Ермак-Термо 350-АКВА с водяным контуром

Отопительный котел длительного горения обеспечит беспрерывный нагрев теплооносителя в течение долгого времени без необходимости регулярно подбрасывать дрова. За счет точной регулировки процесса тления и горения газов КПД печи достигает 85% и есть возможность плавной регулировки температуры в котле.

Однако монтировать водяной контур в печь длительного хранения, которая не предназначена напрямую для этого, чревато нарушением ее работы. Водяной контур отнимает тепло от камеры сгорания газа, и он не прогорает полностью.

Список источников