Шахтный котел длительного горения: устройство, принцип работы, чертежи

Котёл Холмова

Эта модификация печи отличается тем, что она оборудована двумя камерами — для установки теплообменника и отдельно для сжигания топлива. Эти устройства с нижним горением и высотой топки на всю высоту, что стало названием для них. Принцип действия зависит от конструкции.

Самыми популярными сегодня являются две конструкции:

  • пиролизные котлы Холмова (ПК);
  • обычного горения.

Топливо сгорает внизу закрытого топочного пространства. Вторая шахта меньшего размера, служит для дожига уходящих газов и охлаждения их в бойлере подогрева воды на отопление.

Энергонезависимые устройства контролируют температуру термостатом RT3, установленного на фронте конструкции. Для полноты горения топлива Подача воздуха в него, регулируется дверкой поддува расположенной на основной двери зольника.

Шахтный котел длительного горения: устройство, принцип работы, чертежи
Котел Холмова. Вид сверху и сбоку

Специальный ограничивающий затвор установлен для того, чтобы обеспечить минимальный воздухопроход. В верхней тыловой части агрегата находится патрубок для присоединения дымовой трубы, обеспечивающей естественную тягу.

Котел оборудован клапаном-отсекателем и компенсаторами на наружной части и внутри корпуса, предназначенных для предотвращения от разрыва сварных швов во время аварийного перегрева.

Преимущества и недостатки

Шахтные котлы имеют и достоинства и недостатки. К их преимуществам можно отнести:

  1. Универсальность. Благодаря тому, что они способны работать практически на любом виде топлива.
  2. Высокую производительность. В зависимости от выбранной по мощности модели ими можно отапливать частные коттеджи, дачные домики и промышленные помещения.
  3. Автономность. Это оборудование не зависит от электричества. При использовании экономного режима, одной закладки топлива хватит на 12 часов бесперебойной работы.
  4. Наличие разных режимов работы благодаря широкому диапазону мощности.
  5. Простота и удобство в обслуживании. Загружать топливо и чистить котел можно через разные люки. Наличие специального ящика для золы позволяет чистить шахту, не останавливая работу оборудования.
  6. Безопасность в эксплуатации. Данное оборудование порадует своих владельцев длительной и бесперебойной работой в течение всего отопительного сезона.

Для использования шахтных котлов нет необходимости применять сложную автоматику. С таким оборудованием практически полностью исключается возможность попадания в помещение дыма или угарного газа. А вот к недостаткам шахтных котлов некоторые относят слишком простую его конструкцию, из-за чего некоторые стремятся сделать агрегат своими силами, что приводит к довольно неприятным последствиям.

В заключение стоит отметить, что шахтные котлы являются довольно эффективными, производительными и удобными в работе. Такое отопительное оборудование радует владельцев экономным расходом топлива, доступной стоимостью. Если вы не хотите зависеть от центрального отопления или у вас просто нет возможности подвести к дому газ, обязательно обратите внимание на твердотопливные котлы шахтного типа.

Изготовление шахтного пиролизного котла

Большим спросом сегодня пользуются модифицированные ПК, с высокими КПД, позволяющими сэкономить значительное количество топлива и функционирующие от одного заполнения более суток. Простота конструкции позволяет изготовить котел при наличии даже небольшого опыта сварочных работ.

Шахтный котел длительного горения: устройство, принцип работы, чертежи
Чертеж обыкновенного пиролизного котла

Основание для создания эффективного котла Холмова своими руками послужит надежная конструкторская документация: чертежи, спецификации и расчеты, которые сегодня можно найти в интернете.

Выбирая нужный чертеж агрегата обращают внимание на объем загрузки устройства, чем он больше, тем продолжительнее будет работа и от чего зависит мощность теплогенератора.

Алгоритм создания котла своими руками.

  1. Выполняют основную частью устройства и разделяют его на две камеры, устанавливая перегородки и задвижки, для воздухоподачи.
  2. На металлический лист переносят схему деталей и вырезают их автогенном.
  3. Сваривают боковые элементы усиленным швом.
  4. Между бойлером и топкой в перегородке прорезают 2 отверстия — вверху и снизу около колосника.
  5. Устанавливают детали топки и обваривают их.
  6. Крепят задвижку у верхнего отверстия и закрепляют ее.
  7. Выполняют колосники с нарезкой узких продольных щелей.
  8. Размещают колосники на металлических уголках (чугунные) или приваривают (стальные).
  9. Выполняют дверки топки и зольника.
  10. Устанавливают и обваривают бойлер из труб 25 мм с водяной рубашкой.
  11. Обустраивают камеру дожига дымогазовой смеси, приварив перегородку рядом с колосником.
  12. Внизу выполняют отверстие, для установки воздушной трубы 50 мм с глухой заслонкой на выходном конце и множеством отверстий для создания равномерного воздушного потока.
  13. Топочную камеры изолируют шамотом, а далее она доутепляется базальтовой ватой, что повышает теплоэффективность котлоагрегата.
  14. Далее выполняют установку изготовленного оборудования, обвязку водяного и дымогазового трактов, монтаж отопления, после чего опрессовку системы.

Лучшие шахтные котлы

ШК пиролизного типа сегодня востребованы у населения, проживающего в одноэтажных и двухэтажных домах, поскольку они доказали свою эффективность и продемонстрировали простоту эксплуатации.

Шахтный котел длительного горения: устройство, принцип работы, чертежи

Рынок довольно быстро отреагировал на запросы покупателей и наполнился большим разнообразием агрегатов отечественных и зарубежных производителей.

В рейтингах покупок в сети 2019 году наибольшим спросом пользуются агрегаты со сроками эксплуатации более 20 лет и инновационными поверхностями нагрева.

Читайте также:  Что такое термопара для газового котла – принцип работы, устройство

Основные характеристики шахтных котлов.

Показатели Пиролиз 43 Кп-10  Heiztechnik (  12 кВт   Wirbel ECO CK Plus 25
Цена 67100 руб. 215760 руб. 277845 руб.
Модель 66694 90128 80023
Производитель Пиролиз 43 Heiztechnik Wirbel
Краткое описание Продолжительность работы на 1 закладке  до 10 час. КПД   85% до 90%. Энергоемкость, Низкое потребление топлива Автоматическое поддержание температуры отопления.  Мощность 12 кВт, новинка ЕС, инновационная техника. Экологический чистая установка отопления  с усовершенствованной   горелкой с  автоподжогом и системой самоочистки  . КПД — 91 %, температура нагрева – 85 С.   Универсальный агрегат для жидкого и твердого топлива. Диапазон нагреваемой среды – 40/90 С, КПД на твердом топливе – 85 %, на жидком – 90 %
Мощность кВт: 10 12 25
Вес, кг 210 350 271
Габариты (ВхШхГ), мм 1070х500х800 1370х1150х550 1260x915x1070
Диаметр дымохода, мм 160 150 160
Страна производитель Россия Польша Германия

Таким образом, подведя черту, можно утверждать, что котлы шахтного типа – эффективные устройства с низким удельным расходом топлива. Такие агрегаты сегодня применяется для индивидуального отопления жилых и общественных, существенно снижая расходы владельцев на обогрев.

Обзор Шахтный котел длительного горения: устройство, принцип работы, чертежи

Каким образом нужно топить котел шахтного типа

Как и любой другой вид котельной техники, рассчитанной на обогрев жилых объектов, шахтный котел имеет во время эксплуатации свои тонкости и нюансы. Первое и что самое важное для нормальной работы агрегата – качество топлива, и каким образом производится загрузка дров топливную камеру. Высокая теплоэффективность твердотопливного шахтного котла достигается за счет правильной укладки дров. Правильно уложенное топливо позволит не только обеспечить максимальный рабочий эффект, но и снизит вероятность задымления жилых помещений.

Качество укладки топлива определяет продолжительность горения и соответственно, длительность работы нагревательного агрегата.

На заметку:  отсутствие необходимых навыков приводит к тому, что большая часть потребителей не в состоянии правильно использовать нагревательный прибор. Вместо режима газогенерации шахтные котлы работают в обычном режиме. Соответственно эффективность работа такого агрегата крайне низка.

Шахтный котел длительного горения: устройство, принцип работы, чертежи

Что бы правильно использовать нагревательный прибор шахтного типа достаточно усвоить несложный алгоритм действий.

  1. Первоначальный розжиг дров традиционным способом.
  2. Через 15-20 минут котел сможет выйти на номинальную мощность.
  3. После выхода котла в рабочий режим догружают в топливную шахту остальные дрова и переходят в пиролизный режим работы.

Правильно подобранные и уложенные дрова – гарантия того, что котел будет работать длительное время, обеспечивая ваш дом теплом.

Что касается непосредственно самого топлива, то здесь многое зависит от фантазии и финансовых возможностей владельца дома. Однако, несмотря на то, что отопительные приборы шахтного типа всеядны, КПД котла напрямую зависит, чем вы топите котел.

В топку котла идут топливные брикеты, отходы деревообработки, пеллеты. Брикеты и пеллеты считаются элитным видом топлива, однако их цена намного превышает стоимость обычных дров. Тем более, если брать во внимание неприхотливость шахтного котельного оборудования в плане топливного ресурса. Дрова являются основным топливным материалом для шахтных котлов. Во время эксплуатации, необходимо хотя бы половину закладки делать из дров.

На заметку: лучше для топки котла использовать дрова твердых пород древесины. Сосновые и еловые поленья обладают высоким содержанием смол, что может привести к образованию и скоплению на стенках камеры сгорания дегтя.

Способ укладки дров в шахтный котел

Разобравшись с принципом действия нагревательных приборов шахтного типа, с требованиями, предъявляемыми к топливу, нужно обратить внимание на способах закладки.

Наиболее часты случаи, с которыми приходится сталкиваться владельцам шахтных твердотопливных котлов, связаны с зависанием дров в топливной камере. Причина такого явления  —  неправильная закладка. Учитывая принцип действия шахтного котла, где основное горение происходит в нижней части устройства, дрова должны под собственным весом плавно опускаться вниз.

Несоблюдение рекомендаций по укладке дров в данном случае чревато внезапному прерыванию основного процесса – горению топлива. Перед началом эксплуатации шахтных агрегатов следует придерживаться следующих рекомендаций:

  • поленья, предназначенные для закладки, должны быть меньших размеров, на несколько сантиметров меньше значений периметра топливной шахты;
  • дрова всегда необходимо укладывать поперек шахты, а ни в коем случае вдоль нее;
  • на самый низ укладываются самые сухие поленья, тогда как вверху можно расположить сырые дрова.

Нехитрые советы помогут вам добиться нормальной работы вашего котла. Одной загрузки дров, если соблюдены все правила закладки, должно хватить на 12 часов. Котел все это время будет работать самостоятельно, не требуя вашего участия.

Шахтный котел длительного горения: устройство, принцип работы, чертежи

Пиролизные газы

В процессе горения из топлива выделяется газ. В этот процесс газообразования вовлекается слой, находящийся над основным. Его толщина также составляет от 20 до 25 см. В зависимости от объема присутствующего кислорода его количество будет большим или меньшим. Этот т. н. пиролизный газ имеет ту особенность, что при дожиге с дополнительно поданным воздухом он выделяет большое количество тепла.

Читайте также:  Камин на пеллетах для отопления дома, устройство прибора, его особенности

Собственно, пиролизное и обычное горение сырья — близкие процессы. Разница в том, что обычное горение осуществляется в одном объеме — происходит сжигание и топлива, и выделившегося в процессе нагрева газа, а пиролизное — в различных камерах, что существенно повышает выход тепла и КПД.

Применительно к котлам длительного горения: в подколосниковое пространство подается воздух, разделяемый на два потока. Меньшая (около 20 %) его часть участвует в процессе горения (тления). Большая (около 80 %) — проходит под колосниками во вторую камеру. Это вторичный воздух, нагреваясь от тепла колосников, вступает в реакцию горения дымовых газов из первой камеры. Горение происходит над катализатором из высокотемпературного материала, как правило, шамотного кирпича с находящимися в нем каналами. Эти обе камеры разделены в нижней части небольшой газовой щелью, через которую и поступают вследствие тяги дымовые газы из камеры горения и вторичный воздух из-под колосникового пространства.

Особенности процесса горения в камере дожига

Исходные условия горения таковы, что котел работает с некоторым недожогом, и полноценного окисления не происходит, а образуется много угарного газа (СО) вместо углекислого (СО2). Вторичный воздух, нагревшись под чугунными колосниками, на которых тлеет топливо, поступает под сварную часть колосников во второй камере (горбик). При прохождении через многочисленные отверстия катализатора создается избыток поступающего воздуха, что поднимает температуру горения дымовых газов, протекающих через газовую щель, до тысячи градусов. Происходит реакция преобразования СО в СО2. Далее продукты сгорания поднимаются вверх и обтекают теплообменник, отдавая тепло. После — направляются в дымоход.

Контролируемое горение

Немаловажным условием организации процесса горения и отбора тепла является обустройство поступления воздуха. Оно возможно тремя способами:

  • посредством регулирования угла наклона заслонки на поддувальной дверце
  • принудительным наддувом;
  • посредством установки дымососа на дымовой патрубок котла.

Механическое регулирование тяги

В первом случае заслонка приоткрывается как вручную, так и механически. Принцип действия таков, что в зависимости от температуры теплоносителя приоткрывается или закрывается заслонка подачи воздуха. Регулятор, находящийся в специальной погружной гильзе, крепится в определенное место корпуса так, чтобы осуществлялся контакт с теплоносителем. Термочувствительный элемент реагирует на температуру воды и, изменяясь в объеме, воздействует на шток. К штоку и рычагу заслонки присоединена цепочка. Ослабляя и натягивая цепочку, рычаг меняет угол наклона заслонки и, соответственно, количество поступающего воздуха.

Принудительный наддув

Принудительная подача воздуха нужна:

  • в период розжига;
  • в случае некачественного топлива;
  • при использовании сырья с низким содержанием летучих веществ (угли, кокс);
  • в случае ускоренного запуска котла для быстрого прогрева помещений.

Вентилятор позволяет исключить влияние плохой тяги и колебаний погоды. Регулировка осуществляется специальной автоматикой. Управляемое сжигание топлива дает возможность экономить его количество, получая при этом более высокую теплоотдачу.

Использование дымососа

Дымосос также является вентилятором, но защищенным от высоких температур и летучих включений. Дымосос, в отличие от вентилятора, создает не повышенное давление, а разрежение топки, величиной 20–25 Па.

Так же как и вентилятор наддува, дымосос позволяет управлять процессом горения. Кроме того, он исключает возможность задымления помещения при дозагрузке топлива в процессе работы котла. Использование дымососа устраняет проблемы горения, связанные с дымоходами. Поскольку разрежение создается во всем газовоздушном тракте, то именно дымосос ограждает от излишнего дыма при открытой дверце камеры сгорания. А также от протечек токсичного угарного газа, который, как известно, не имеет ни цвета, ни запаха.

Изготовление шахтного пиролизного котла

Наибольшей популярностью сегодня пользуются усовершенствованные конструкции пиролизных котлов, которые обладают высоким КПД, позволяют экономить топливо, могут работать от одной загрузки 24 часа и более, обеспечивая качественный нагрев помещения. Благодаря простоте конструкции такой установки, ее можно изготовить самостоятельно, даже при наличии минимального опыта работы со сваркой.

Необходимые инструменты и материалы

При наличии на руках схемы изготовления шахтного пиролизного котла, выполнить его не составит сложности. Для такой работы не потребуется использование какого-либо сложного профессионального оборудования, можно обойтись следующими инструментами и материалами:

  1. Газовый резак.
  2. Сварочный аппарат.
  3. Различные столярные инструменты.
  4. Листовая сталь толщиной в 5 и 2 миллиметра.
  5. Трубы различного диаметра.
  6. Высокотемпературный шамотный кирпич.
  7. Уголки 4 на 4 сантиметра.
  8. Двойная зольная дверка с асбестовой прокладкой и задвижкой для регулировки подачи воздуха.
  9. Три задвижки, которые необходимы для дымохода и перегородок между камерами.
  10. Дверки для обслуживания теплообменной камеры.
  11. Лист оцинкованной стали.
  12. Базальтовая вата.

Обязательным условием выполнения качественного шахтного твердотопливного котла станет наличие на руках соответствующей схемы изготовления такого оборудования. Составить чертёж можно самостоятельно, но проще подыскать его в открытых источниках в интернете. В последующем вся работа, в частности раскрой металла, выполняется на основании имеющихся чертежей и документации.

При выборе конкретного чертежа изготовления котла следует обратить внимание на объем топочного отделения. Чем оно больше, тем дольше шахтный котел нижнего горения будет работать от одной заправки. Можно изготовить такое оборудование, размер топочного отделения которого позволит котлу нагревать помещение двое-трое суток, что существенно упрощает обслуживание техники и проживание в частном доме.

Читайте также:  Установка печи камина в деревянном доме: монтаж дымохода, фото, как установить своими руками, какое место выбрать для конструкции

Выполнение основной части

Под основной частью котла принято понимать самодельный корпус, который разделяется на несколько камер. Между ними выполняются перегородки и задвижки, которые позволяют регулировать объем поступления воздуха в камеру сгорания. Корпус изготавливают следующим образом:

  1. Изучают чертёж и определяются с размерами и способом раскроя листового металла.
  2. На листе металла с помощью футеровки выполняют схему раскроя и разрезают листовую сталь автогенной сваркой или плазменным резаком.
  3. Боковые части корпуса свариваются двойным швом.
  4. В перегородке между теплообменной и топливной камерой делают два отверстия, одно из которых располагается сверху, а второе — на уровне колосника.
  5. Заготовку топочной камеры устанавливают в корпус и прихватывают сваркой. К верхнему отверстию перегородки крепят задвижку и приваривают основание.

Длительное горение
Создайте теплую атмосферу в своем доме с пиролизными котлами

  1. Изготавливают колосник, для чего в листовой стали при помощи футеровки вырезают неширокие продольные отверстия. Можно использовать покупной чугунный или стальной колосник, что несколько упростит изготовление котла своими руками.
  2. Колосник приваривается или устанавливается на уголках.
  3. В боковых стенках вырезают необходимые отверстия, которые потребуются для дверок камеры сгорания и зольника.
  4. Внутри тепловой камеры приваривают два ряда профильной трубы или уголков. В последующем на них будут крепиться элементы водяной рубашки, располагать которую внутри пиролизной камеры не рекомендуется, так как это может нарушить процесс дожигания газов.
  5. В корпус устанавливают и приваривают теплообменник, внутри которого располагается водяная рубашка. Ее изготавливают из труб диаметром 2,5 сантиметра.
  6. На уровне колосника приваривают перегородку, служащую дном камеры дожига топлива.
  7. В донной части вырезают отверстие, которое потребуется для трубы подачи воздуха.
  8. Для подачи воздуха в пиролизную камеру используют трубу с диаметром в 5 сантиметров, в которой высверливают большое количество маленьких отверстий. На конце трубы приваривают глухую заслонку.
  9. Стены камеры сгорания обкладывают шамотным кирпичом. При необходимости его подрезают, после чего, используя высокотемпературный раствор, выполняют кладку.
  10. Дополнительно кирпичная кладка может быть утеплена базальтовой ватой, что улучшает показатели теплоэффективности оборудования.

На этом изготовление основной части завершено. Останется выполнить теплообменник, внутри которого будет циркулировать жидкость, нагреваемая раскаленными газами и в последующем отдающая тепло через установленные в доме радиаторы.

Сборка теплообменника

Теплообменник или, как его еще по-другому называют, водяная рубашка, включает несколько рядов горизонтальных труб. Приобрести уже готовые варианты можно в специализированных магазинах, которые занимаются продажей запчастей для отопительного оборудования. При необходимости можно своими руками изготовить качественный и долговечный теплообменник или использовать старый. Выполняется такая работа следующим образом:

  1. В соответствии с имеющейся на руках схемой сваривают прямоугольную или квадратную обечайку. Ширина и глубина ее должна быть приблизительно на 6 сантиметров меньше размеров теплообменной камеры.
  2. В обечайке вырезают два отверстия, совпадающие с расположением задвижки в перегородке котла и с отверстием для очистки пиролизной камеры.
  3. С противоположных сторон обечайки высверливают отверстия для трубы диаметром 2,5 сантиметра. Для такой работы используют дрель с алмазной коронкой или специальное сверло по металлу. Отверстия располагаются в шахматном порядке, что обеспечивает максимальную эффективность нагрева.
  4. Трубы разрезаются, после чего их вставляют в имеющиеся просеки в корпусе котла и приваривают двойным швом.

При наличии на руках качественной схемы с подробными размерами каждого элемента шахтного котла, изготовить его можно даже при наличии простейшего оборудования и минимального опыта работы со сварочным аппаратом. Необходимо лишь использовать качественную сверхпрочную сталь, что позволит обеспечить максимально возможную долговечность.

Шахтный котел длительного горения отличается эффективностью, топливной экономичностью и простотой в эксплуатации. Отопительное оборудование данного типа сегодня широко используется при организации автономного отопления на базе твердотопливных котлов. Такие агрегаты отличаются простотой конструкции, что при наличии на руках качественной схемы изготовления оборудования позволяет выполнить его самостоятельно, существенно сокращая расходы домовладельца на обустройство инженерных коммуникаций в частном доме.

Заключение

Шахтные котлы на твердом топливе из всего модельного ряда твердотопливных нагревательных приборов являются самыми удобными, самыми эффективными и самыми неприхотливыми в эксплуатации. Для каждого из нас, кто имеет свою дачу или загородный дом, такой вид отопительной техники будет лучшим инженерно-техническим решением.

Потребителя подкупает в плане выбора нагревательного оборудования относительно доступная цена шахтных котлов, минимум сложных устройств и механизмов в их конструкции.

Для той категории потребителей, которые хотят получить автономное домашнее отопление, твердотопливные котлы длительного горения шахтного типа обеспечат массу свободного времени, высокий уровень комфорта в доме.

Видео – Шахтный котел на твердом топливе

Видео – Самостоятельное изготовления шахтного котла

Источники

  • https://kotle.ru/tverdotoplivnye/shahtnyj-kotel
  • http://kladempech.ru/shahtnyj-kotel/
  • https://ZnatokTepla.ru/kotly/tverdotoplivnie/printsip-raboty-i-preimushhestva-shahtnyh-tverdotoplivnyh-kotlov.html
  • https://termico.com.ua/printsip-dejstviya-kotla-holmova/
  • https://kaminguru.com/kotel/piroliznyj-shahtnyj.html
  • https://v-teplo.ru/kotel-xolmova.html

Рейтинг
( Пока оценок нет )
ffKAQ8xEcPXWBr/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: