Котлы на щепе для дома
Содержание
Идея использовать в качестве топлива отходы и обрезки строевой и промышленной древесины давно реализована в многочисленных конструкциях пеллетных котлов. Но пеллеты обходятся в производстве достаточно дорого, не менее 7-8 долл. за тонну, поэтому на сегодня более актуальными становятся котлы на щепе и опилках. В этом случае расходы на топливо снижаются примерно на 40-50%.
Как устроен котлоагрегат для сжигания щепы
Большая часть узлов и деталей котла на щепе унифицирована с пеллетными и дровяными агрегатами. Тем не менее, в устройстве котлов, работающих на щепном топливе, есть свои особенности:
- Топка или камера сгорания выполняется из листовой легированной стали, обладающей повышенной стойкостью к образованию окалины и воздействию водяных паров;
- Размеры жаровой части топки увеличены почти вдвое против камер сгорания на твердом или газожидкостном топливе;
- Отопительные котлы, работающие на чистой щепе, оборудуются надувочным вентилятором и специальной системой подачи топлива в зону горения;
- В котельных агрегатах промышленного производства обязательно устанавливается регенерационный теплообменник подогрева воздуха дымовыми газами.
Например, немецкие и шведские котлы на щепе, кроме наддува, оборудуются датчиками оценки влажности топлива, встроенной в систему розжига, и даже устройством автоматической очистки колосниковой чашки от накопившейся золы. Благодаря надежной подаче котел способен работать в автоматическом режиме месяцами.
Варианты устройства котельных агрегатов на щепе
Котел промышленного изготовления после установки и введения в эксплуатацию потребует первоначальных настроек и регулировок подачи щепы своими руками или с помощью специалистов, и далее, если не меняется состав и влажность щепы, агрегат способен работать в течение двух-трех месяцев практически в автономном режиме.
Топки котлов на щепе обычно изготавливают в нескольких модификациях:
- Камеры горения пиролизного типа;
- Топочные камеры прямого сжигания щепы в потоке воздуха;
- Конструкции для смешанного горения, в которых щепа может сжигаться параллельно с трудно воспламеняемыми видами топлива.
По оценкам специалистов, через 10-15 лет парк котлов на щепе для дома увеличится на 70%, и половину из них будут составлять агрегаты с многотопливными камерами горения и независимой подачей топлива.
Принцип работы основного узла котла
Центральным элементом котла является его топка и система теплообменников.
Для пиролизных типов устройство камеры сгорания рассчитано на сжигание щепы самого низкого качества, поэтому большая часть топлива подается шнеками в нижнюю часть топки, где рубленая древесина первоначально подсушивается, после чего подвергается пиролизу, или процессу разложения с выделением большого количества горючих газов, паров смолы, дегтя и воды.
Меньшая часть щепы подается на колосники, где, собственно, и сгорает в потоке пиролизных газов. Такая схема позволяет эффективно сжигать даже сильно переувлажненную щепу.
Использование подсветки пиролизными газами позволяет достичь высоких температур по фронту горения, уменьшается количество ядовитых веществ.
Новые модификации котлов могут оборудоваться двумя бункерами для различных видов топлива. Один из контейнеров заполняется сухой рубленой древесиной, другие могут использоваться под сырую стружку, обрезки веток и даже отходы гидролизного производства. В этом случае стоимость одной гигакаллории тепла уменьшается на 40-50%.
Второй тип топочной камеры котла известен давно, и ранее применялся для отопления английских каминов угольной пылью и крупкой. Устройство камеры соответствует обычному печному топочному своду с колосниками. Преимуществом такой камеры является простота конструкции.
Система подачи топлива в камеру
Независимо от особенностей конструкции камеры сгорания, все котлоагрегаты на щепе оборудуются бункером промежуточного хранения рубленой древесины и устройством подачи топлива в котел.
Так как щепа, особенно с повышенным содержанием влаги, способна слеживаться и уплотняться, в топливном бункере обычно устанавливают пневматические или механические разрыхлители.
Подача щепы в камеру сгорания может осуществляться тремя способами:
- С помощью аэролифта или воздушного потока;
- Шнековыми винтами;
- Осыпанием щепы под собственным весом.
Первые два способа применяются преимущественно для пиролизных камер горения и топок на смешанном топливе. Такое устройство позволяет точно дозировать подачу топливной щепы в камеру, обеспечивая эффективное горение при любой температуре и влажности воздуха. Шнековая подача не зависит от состояния топлива, влажности щепы, степени ее лежалости. К недостаткам относят зависимость шнекового привода котла от наличия электропитания.
Самые простые схемы подачи топлива могут иметь воздушный лифт, при котором часть воздушного потока используется для захвата и заброса стружки на колосники. Труба для подвода топлива устанавливается в верхней части камеры сгорания котла, заброшенная воздухом щепа падает на раскаленные угли под собственным весом.
Наиболее простой способ подачи топлива использует осыпание части стружки под собственным весом. В этом случае топливный подвод выполняется в боковой стене камеры в непосредственной близости к колосникам. По мере прогорания нижних слоев топлива свод стружки проседает и обрушивается на колосники. Примерно раз в две-три недели зольник и решетку требуется очищать от скопившейся золы своими руками.
Как сделать котел на щепе своими руками
Несмотря внешнюю простоту, схема подачи топлива самоосыпанием позволяет построить своими руками свою версию котла на щепе. Для корпуса котлоагрегата можно использовать отрезок водопроводной трубы высокого давления, диаметром 30-40 см. В нижней части устанавливают колосники от обычной угольной печки или сваренные из арматурного прутка.
В боковой стенке на высоте 20-25 см вырезают окно размером 100-120 мм, к которому с внешней стороны приваривают колено с подающим конусообразным бункером стружки. Чтобы сделать процесс осыпания более управляемым, в бункер вмонтируют маломощный электродвигатель с приваренным к валу отрезком арматуры. При вращении вала стержень подбивает стружку к входному отверстию и увеличивает количество осыпавшейся щепы на колосниках. Для нормальной работы самодельного котла потребуется сделать вытяжную трубу, высотой не менее трех метров.
Заключение
Котлы на щепе используют, прежде всего, из-за низкой стоимости топлива. Такой котлоагрегат можно устанавливать, если имеется неистощимый ресурс для пополнения запасов щепы, или отопительный агрегат планируется установить в помещении, где нет газа, а использование угля невозможно по экологическим соображениям. В других случаях переход на использование отходов лесопильного производства в качестве топлива особой выгоды не дает.
Обсудить статью на форуме
