Своїми руками Специальный котел своими руками для отопления частного дома

Здравствуйте.
Выкладываю для участия в конкурсе фото пошагового изготовления а так же подробное описание конструкции печи с высоким КПД по сжиганию дров и различной органики.
Текстовую часть описания смотрите после фотографий.

фото 1

фото2

фото3

фото4

фото5

фото6

фото7

фото8

фото9

фото10

фото11

фото12

фото13

фото14

фото15

фото16

фото17

фото18

фото19

фото20

 

На конкурс предоставляется специальный котел для отопления частного дома дровами и прочей органикой.

Котел проектировался в рамках программы по экономии газа и электричества в частном доме. Задачей максимум программы является сведение к нулю потребление этих энергоносителей. Дров, веток, листьев и другого горючего материала еще довольно много. Поэтому решил ориентироваться на этот вид топлива, чтобы практически продемонстрировать возможность полной замены природного газа дровами. В моем случае это 900 м3 природного газа за год. Изготавливал котел самостоятельно в основном из металлолома.

Эксплуатируется он уже три отопительных сезона.
Основные технические особенности данного котла.
ПЕРВОЕ - котел устанавливается снаружи дома вплотную к стене и теплоизолирован стекловатой толщиной 250 мм.
ВТОРОЕ - теплообменник котла подключен к системе отопления дома параллельно газовому котлу, последний стал резервным и включается очень редко.
ТРЕТЬЕ - тепловые развязки выполнены с большим сопротивлением. В качестве тепловых развязок в некоторых местах применена вместо металла и стеклоткань.
ЧЕТВЕРТОЕ - в нерабочем режиме, это около 18 часов в сутки, вытяжная труба снимается, туда вставляется теплоизолирующая пробка и котел превращается в термос с минимальными тепловыми потерями.
ПЯТОЕ - простое обслуживание и быстрая очистка котла от сажи, такая процедура занимает 1.5 - 2 часа. Это одно из главных достоинств конструкции. Без периодической очистки от сажи теплообменника сильно падает кпд и возрастает расход топлива.
ШЕСТОЕ - конструкция модульнвя, легко обслуживаемая, имеется доступ ко всем блокам и возможность их ремонта. Во внутреннем горячем корпусе монтируются камера сгорания, теплообменник, газосборник и вытяжка. Наружный корпус состоит из каркаса обшитого оцинкованной сталью. Между внутренним и наружным корпусами уложена стекловата толщиной в среднем 250 мм.

Максимальная мощность котла составляет около 30 кВт. На мощности 20 кВт за 5-6 часов в систему отопления вносится примерно 100 квт-часов тепловой энергии. Такого количества достаточно на целые сутки. А так как теплообменник находится за стеной вне дома, но в теплоизоляции, то и вытяжку в нерабочем режиме необходимо закрывать.

Производится такая процедура следующим образом. Из котла вынимается труба с заслонкой для регулировки тяги и туда затем вставляется теплоизолирующая пробка. В таком состоянии котел превращается практически в термос с минимальными тепловыми потерями на 19 - 18 часов в сутки. Когда котел необходимо топить, пробка вынимается, на ее место вставляется труба с заслонкой и котел готов к работе. Конструкция котла простая и технологичная, что позволяет выпускать его и серийно. Так как он находится в эксплуатации уже 3 года и показал хорошие эксплуатационные характеристики, то одна фирма для собственных нужд по работающему образцу изготовила аналогичный котел только большей мощности - 50 кВт. Я давал консультации и проделал необходимые тепловые расчеты. Фирма как юридическое лицо платит за природный газ 5 грн за м3. Это для справки, почему они обратились по этому вопросу ко мне.
Процесс изготовления и некоторые эксплуатационные моменты приведены на фотографиях.

 

Комментарии к фотографиям.
фото 1 - Каркас внутреннего горячего корпуса
фото 2 - Каркас внутреннего горячего корпуса обшитый листовым железом толщиной 1,5мм с отверстиями для труб теплообменника. Внизу видны четыре стойки из арматуры диаметром 10мм. Тепловые развязки между горячим корпусом и бетоном.
Фото 3 - Одна из тепловых развязок между внутренним горячим корпусом и наружным холодным. Развязка сделана в виде уголка из стали толщиной 1,5мм. Имеет большое термическое сопротивление.
Фото 4 - Внутренний и наружный каркасы в сборе у стены дома. Сборка подготовленная к дальнейшему монтажу.
Фото 5 - Завихритель для теплообменника. Количество 20 штук.
Фото 6 - Газосборник со стыковочным местом с промежуточной съёмной трубой вытяжки. Видны две трубы для стыковки теплообменника с системой отопления внутри дома.
Фото 7 - Блок теплообменника с корпусом, газосборником и подставкой в сборе.
Фото 8 - Теплообменник закрыт двумя крышками.
Фото 9 - Теплообменник полностью закрыт крышками.
Фото 10 - Котел в сборе. Верхняя крышка, закопченная, закрывает блок теплообменника. Под этой крышкой находится и теплоизоляция. Через эти съёмные крышки имеется прямой доступ к теплообменнику для периодической очистки его от сажи в процессе эксплуатации. Нижняя дверца закрывает блок камеры сгорания и поддувало.
Фото 11 - Котел в сборе с открытой дверцей с доступом до камеры сгорания и поддувала. Видны тепловые развязки из стеклоткани между камерой сгорания горячего корпуса и холодным наружным корпусом. Видны так же тепловые развязки из стеклоткани на боковых поверхностях дверцы.
Фото 12 - Котел в процессе работы. Открыта дверца камеры сгорания где горят дрова. Видны так же тепловые развязки из стеклоткани между внутренним горячим корпусом и наружным холодным
Фото 13 - Я на фоне котла.
Фото 14 - Съемная часть трубы с заслонкой для регулировки тяги.
Фото 15 - Съемная часть трубы с заслонкой для регулировки тяги.
Фото 16 - Приспособление для загрузки измельченного топлива в камеру сгорания.
Фото 17 - Отодвигаю трубу вытяжки.
Фото 18 - Вынимаю (вставляю) трубу вытяжки.
Фото 19 - Отодвигаю вытяжку.
Фото 20 - Вытяжка в сборе, котел готов к работе.

 

Теперь постараюсь ответить на некоторые вопросы.
Как решать проблему очистки сажи.
Да, если поддерживать стационарный режим горения, постоянно высокую температуру в камере сгорания,
избыток кислорода (т. е. бедную смесь), равномерную подачу топлива и воздуха то коєффициент сгорания топлива будет близок к единице и сажи практически не будет. Но тогда котел превращается в
авиационный или ракетный двигатель.

 

О чертежах и технической документации. Это очень большой объем работ и мне он не был нужен.
Материалы - в основном черный металл, максимально использовался металлолом.
Изготовление, компоновка и сборка по месту - такой подход снимает массу проблем.
Более тщательно прорабатывалась конструкция теплообменника с точки зрения сборки, сварки и
возможности ремонта.
Рассчитывались основные технические параметры:
Площадь теплообменника.
Гидравлическое сопротивление теплообменника и магистралей.
Диаметр и высота вытяжки.
Тепловые потери котла в нерабочем режиме - это важнейший вопрос.
И более мелкие вопросы в процессе изготовления.
Производилось фотографирование на всех этапах изготовления-примерно 60 фотографий.
Фирма которая изготовила для себя котел пошла по такому же пути, например изготовила
теплообменник из прямоугольных труб. Для изготовления конструкции под свои требования
оказалось достаточно прототипа, фотографий и дополнительных консультаций с моей стороны.
КАК ОРГАНИЗОВАТЬ НАМ СОТРУДНИЧЕСТВО НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНО В ВОПРОСЕ
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ ПРЕДЛАГАЮ ВЫСКАЗАТЬСЯ ВСЕМ ЗАИНТЕРЕСОВАННЫМ
УЧАСТНИКАМ ФОРУМА.
Свои соображения буду излагать в процессе дискуссии.