Самодельные котлы отопления частного дома на опилках. Котлы на опилках, щепе и древесных отходах. Нужно ли прессовать опилки

В последние годы наблюдается тенденция подорожания традиционных энергоносителей, включая газ, дизельное топливо и электричество, из-за чего большинство потребителей начинают обращать внимание на альтернативные виды топлива, которые более экономичны. И среди них все чаще используются опилки для обогрева.

Хотя об использовании отходов задумывались и раньше, все же, чтобы оборудование по сжиганию древесного мусора демонстрировало высокий КПД , нужно правильно подойти к реализации этого замысла. Помня о том, какими свойствами обладает материал, не так уж сложно уменьшить затраты на отопление, добившись от используемой установки требуемой мощности.

Конструкция котла на опилках

Наибольшее распространение древесные опилки получили в водяных отопительных системах. Имеется в виду, что они служат топливом для водогрейных котлов и печей с водяной рубашкой.

В классическом исполнении отопительный котел на опилках представлен следующими элементами:

В самом низу корпуса расположена колосниковая часть, которая является местом для размещения колосников и емкости, в которую поступает образующаяся в процессе горения зола. Встречаются и такие модели, у которых к колосниковой части прикреплен автомат подачи топлива .

Важно! Хотя преобладающее количество котлов для отопления частного дома используют в качестве топлива рассыпные опилки, все же встречаются такие модели, в которые поступают брикеты взамен уже прогоревших.

Над колосниками выделено место под топку, где и сжигаются опилки. Чтобы топливо горело равномерно, в топке предусматривают отверстия или размещают специальный нагнетатель воздуха. Топка изготавливается со стенками, обладающими достаточной толщиной и прочностью, тем самым это исключает ее прогары и не позволяет уходить теплу.

Над топкой отведено место под теплообменник . Именно сюда направляется раскаленный газ, доводит температуру водяной рубашки до необходимого уровня, после чего покидает модуль через дымоход.

Выпускаемые сегодня водонагреватели, использующие для работы древесные отходы, предусматривают систему автоматизации. Благодаря ей удается поддерживать на постоянном уровне температуру воды в теплообменном баке, ограничивать доступ кислорода в топку или сокращать количество подаваемых опилок, что приводит к замедлению горения. У подобных моделей имеется собственное название - «устройства длительного горения».

Требования к материалу

Если кто-то задается целью перейти на использование системы отопления, работающей на древесных отходах, то чаще всего предполагается, что весь процесс сводится к подаче щепы или стружки в топку, ее поджиганию, а это в конечном счёте позволяет добиться требуемой температуры.

Но при этом нужно не забывать, что некоторые из опилок не подходят в качестве топлива . Чтобы сделать правильный выбор, необходимо обращать внимание на такие характеристики, как влажность и плотность материала. Как раз эти параметры и влияют и на эффективность работы котла.

Многое могут сказать следующие цифры:

1. Для влажных мелких опилок, изготовленных на ленточной пилораме, характерна плотность порядка 250 кг/м3. Чтобы котел вырабатывал 1 кВт тепла, нужно при непрерывной эксплуатации установки сжигать 0,5 кг/час.
2. Для пористой сухой стружки, полученной в результате работы на фрезерном станке, характерна плотность порядка 100-150 кг/м3. Чтобы котельная установка могла стабильно поддерживать 1 кВт тепловой энергии, каждый час нужно расходовать 0,25 кг топлива.

Таким образом, становится ясно, что лучше всего использовать для поддержания работы котла топливо, прошедшее операцию сушки . В этом случае аппарат сможет демонстрировать наиболее эффективную работу при минимальных затратах опилок.

В то же время следует иметь в виду, что среди всех узлов отопительной системы, которая работает на сыпучих отходах деревообрабатывающего производства, наибольшего внимания заслуживает место, где хранится топливо. При использовании котла, мощность которого составляет 25 кВт, в условиях средней отрицательной температуры необходимо ежедневно тратить порядка 0,5 куб. м. опилок. Поэтому для снабжения аппарата топливом придется решить проблему регулярного подвоза древесных отходов либо организовать достаточно просторный склад.

Нужно ли прессовать?

Рассмотренные выше особенности обогрева относились к сыпучим материалам. Но в последние годы стали доступны новые технологии, при помощи которых можно придать топливу небольшие размеры. Речь идет о прессовании стружки с целью получения компактных брикетов.

В целом технология изготовления общеизвестна, поэтому имеет смысл остановиться на общих рекомендациях:

• несмотря на то что сегодня известно множество способов изготовления топливных брикетов, самый легкий из них сводится к использованию гранулятора промышленного производства. В то же время следует иметь в виду, что грануляторы можно применять для создания топлива при условии, если они обладают необходимой влажностью и плотностью;
• при наличии возможности проблему изготовления прессованного топлива может решить и самодельный ручной пресс. Для подобных прессов используют цилиндрические пеллеты, которые без труда входят в любую топку;
• альтернативным решением может стать и композитное топливо, для производства которого берут опилки и 10% глины. Эту смесь нужно смешать с водой, довести до однородной консистенции и поместить на солнечное место для высыхания.

Вне зависимости от того, какая была выбрана технология, конечным продуктом будут выступать компактные горючие бруски, во время сжигания которых образуется большое количество тепла.

Плюсы и минусы системы обогрева опилками

Для получения максимально полного представления о стружке, которая может выступать в качестве топлива для современных отопительных систем, весьма полезно рассмотреть преимущества и недостатки , присущие рассматриваемому методу.

Достоинства

Недостатки

При всех своих достоинствах установки, использующие опилки, обладают и рядом недостатков. К ним следует отнести трудности, возникающие с хранением топлива . Хотя прессованная щепа и стружка отличается компактными размерами, все же нужно позаботиться о наличии достаточно большого помещения, чтобы в нем можно было держать запас этого горючего.

Следует иметь в виду, что в процессе сжигания древесины возникает много золы и сажи. Многие знают, что зола может служить удобрением. Однако извлечь выгоду от сажи нельзя. По этой причине такая операция, как чистка дымоходов должна проводиться на регулярной основе.

Вывод

Большинство потребителей считают, что, используя отопительные котлы на опилках, они смогут решить наиболее острые для себя вопросы, касающиеся отопления. На самом деле это заблуждение. Однако все же этот метод обогрева позволяет уменьшить затраты. К тому же нужно помнить о том, что эти аппараты работают на экологически чистом топливе . Поэтому у этого горючего достаточно преимуществ, чтобы остановить на нем выбор.

Но прежде чем решиться на установку таких котлов, нужно решить все вопросы, касаемые создания условий для работы подобного оборудования. Ведь в любом деле очень важно все правильно рассчитать. Причем это нужно делать в самую первую очередь, чтобы сразу получить представление о будущих затратах и выгоде, которую принесет выбранный вариант обогрева.

Если учесть все детали, то даже такой способ отопления будет более предпочтителен , нежели традиционные варианты. Причем это касается не только фактора экономии, но и удобства в обслуживании отопительного прибора.

С повышением цен на энергоносители все большее количество людей задаются целью получения как можно большего количества энергии из источников, ранее считавшихся бросовыми. При этом в качестве топлива рассматривается отработанное масло, бытовые отходы, старые автомобильные покрышки.

Сегодня мы поговорим, как устроить печь на опилках недорого и своими руками, причем это будет агрегат, работающий по принципу длительного горения.

Ведь ни для кого не будет секретом, что в нашей стране существуют регионы, где щепу и опилки можно использовать для отопления практически даром, если не считать расходов на их доставку.

Существуют печи длительного горения с подключенными водяными и воздушными контурами. Благодаря этому, печь на опилках позволяет отапливать достаточно большую площадь.

Мы в статье об отопительных печах для теплиц уже рассматривали вариант печи на опилках, сделанный своими руками, но данный вариант печи способен отапливать сравнительно небольшую площадь, и это обусловлено не отсутствием водяного или воздушного контура, а небольшой площадью использования горячих газов.

На рисунке представлены чертежи данной печи.

Печь, работающая на опилках, из 200-литровой бочки

Как видно, при полной загрузке тепловая площадь печи составляет примерно 1/3 общей площади . На рисунке эта область выделена красной штриховкой.

При такой компоновке существует потеря тепловой энергии, уходящей через дымоход. Конечно, можно попытаться получить как можно больше тепла, увеличив длину прохождения дымохода через отапливаемое помещение. Но это не совсем рационально, а в отдельных случаях попросту невозможно из-за конструктивных особенностей помещения и его площади.

Данная печь на опилках длительного горения хороша своей простотой, ведь по большому счету изготовить ее можно в течение нескольких часов из подручных материалов.

Решение проблемы – устройство контура

Но сегодня нас интересует печь на опилках длительного горения, которую можно использовать для отопления помещений как можно большей площади.

Конечно, потребуется установка водяного или воздушного контура, но вначале давайте решим вопрос: а можно ли в печи данного типа увеличить тепловую площадь без увеличения длины дымохода?

На первом представлена печь длительного горения с внешним дымовым контуром. Устройство полностью повторяет ранее представленную печь на опилках. Единственное изменение состоит в контуре, через который проходят горячие дымовые газы, и нижнем расположении дымохода.

На первом представлена печь с внешним дымовым контуром. Устройство полностью повторяет ранее представленную печь. Единственное изменение состоит в контуре, через который проходят горячие дымовые газы, и нижнем расположении дымохода.

Как видим, изменения позволили значительно увеличить тепловую площадь печи длительного горения без увеличения длины дымовой трубы. Объем топки остался неизменным.

Как видим, изменения позволили значительно увеличить тепловую площадь печи без увеличения длины дымовой трубы. Объем топки остался неизменным.

Во втором случае внутренний контур устроен внутри существующей печи. Тепловая площадь тоже увеличилась. Единственный недостаток данной установки — это уменьшение загрузочного объема опилок.

Но есть и преимущество: устроить такой контур не составит большого труда, единственное что потребуется, — это установка внутрь 200-литровой бочки меньшего диаметра и перестановка дымохода.

Как видим, небольшая доработка позволит значительно повысить эффективность использования такой на первый взгляд простой печи.

Новая система на старых принципах

Но и это еще не все. Печь самодельная на опилках позволяет создать еще более эффективные конструкции.

На снимке представлен котел длительного горения с возможностью подключения к системе водяного отопления. Что примечательно, котел можно изготовить своими руками, работает он на опилках, мелкой щепе и различных бытовых отходах. Но конечно, в первую очередь он предназначен для работы на опилках.

При более внимательном рассмотрении наши читатели заметят некоторое сходство данного котла с . Но это не совсем так.

Проходящая через крышку труба хоть и является поддувалом, но не имеет форму поршня и при работе котла совершенно неподвижна. На данном рисунке представлен полностью заправленный котел. Как видно, труба утоплена почти полностью внутрь, у «бубафони» она бы значительно выступала из котла.

Материалы для устройства

Давайте рассмотрим, как сделать такую печь на опилках своими руками.

Для его изготовления, без регистра, потребуется:

• Труба диаметром 400 мм, толщина стенки 10 мм . Можно, конечно, использовать и более тонкую стенку, но тогда срок службы котла значительно сократится.
• Труба для поддувала диаметром 76 мм . При прогорании ее всегда можно заменить, поэтому толщина стенки не имеет большого значения.
• Металл для крышки толщиной не менее 10 мм . При этом крышку необходимо усилить по краям. В противном случае ее поведет от высокой температуры.
• Труба для дымохода диаметром 100 мм .

Внутренняя начинка

Как же устроен данный котел?

На рисунке видно, что котел состоит из трех частей:

1. Котла с регистром и дымоходом.
2. Крышки котла.
3. Трубы поддувала.

В таком положении котел находится перед загрузкой топлива.

Строим котел на опилках

Как сделать такой котел самостоятельно?

К трубе диаметром 400 мм с одной стороны приваривается заглушка. Это будет днищем котла. Высота котла зависит от ваших потребностей. Рассчитывайте таким образом, что при нормальной работе одного мешка опилок хватает на 8-10 часов.

Наш совет: котел высотой 1500 мм с полной заправкой способен работать до 40 часов без перезарядки.

• Из металла толщиной 10 мм вырезается крышка.
• На снимке выше видно, что она выполнена в виде многоугольника, это не принципиально, просто так намного легче вырезать толстый металл, если вы используете гильотину.
• Ровно посередине крышки необходимо вырезать отверстие такого диаметра, чтобы в него свободно вставлялась труба диаметром 76 мм. Зазор не должен быть слишком большой.

Наш совет! Вырезать в толстом металле совершенно ровное отверстие в домашних условиях довольно затруднительно. Поэтому на токарном станке изготовьте толстую шайбу. Она должна свободно надеваться на 76-ю трубу и одновременно прикрывать неровности в отверстии крышки. Приварив электросваркой шайбу к крышке, вы получите совершенно ровное отверстие, в которое идеально входит 76-я труба.

• Сбоку в верхней части корпуса котла необходимо приварить отвод для дымохода из трубы 100 мм.

Изготовление поддувала

В основном котел готов. Осталось изготовить поддувало.

На рисунке видно, как оно устроено.

• Из трубы диаметром 76 мм отрезается кусок длиной, равной высоте котла.
• В нижней части привариваются 3 или 4 куска арматуры или стального прута таким образом, чтобы поддувало увеличивалось в длине на 100-150 мм. Это как раз то расстояние, на которое оно возвышается над крышкой.
• С помощью шлифовальной машинки в поддувале прорезаются отверстия длиной 100 мм и толщиной 5-7 мм. Количество напрямую зависит от диаметра трубы корпуса и его высоты. Они расположены на 1/3 поддувала.

Как правильно загружать топливо?

На рисунке показана пустая топка. Как работает печь и как ей пользоваться?

В отличие от, к примеру, «бубафони», труба поддувала вставляется сразу в топку штырями вниз. Они должны упираться в днище, при этом поддувало располагается по центру.

Топливо загружено — запуск

• Можно поджигать топливо.
• Поджигать можно и без установленной крышки, но лучше крышку установить сразу, а в поддувало плеснуть немного отработки с керосином или бензином, достаточно 50 г.

Наш совет: для регулировки тяги на поддувале можно установить заслонку в дымоходе.

• После того как топливо загорится, необходимо прикрыть заслонку на ¾ отверстия.
• Через 2-3 минуты заслонку необходимо слегка открыть и отрегулировать нужную подачу воздуха.
• Когда печь выйдет на рабочий режим, можно будет услышать ровное гудение. С помощью заслонки регулируется режим работы печи.

Устанавливаем регистр для теплоносителя

Теперь можно подумать о подключении котла к системе отопления. Для этого потребуется на выходе из котла дымохода установить регистр.

На рисунке хорошо виден установленный регистр с подключенной подачей и обраткой, соединенной с центральной отопительной системой. Это один из вариантов, вы можете использовать совершенно другой. Главное, чтобы он соответствовал тепловым параметрам изготовленного вами котла и полностью удовлетворял объему установленной радиаторной системы отопления.

Мы не будем подробно останавливаться на устройстве регистра. Скажем одно: чем ближе к котлу он установлен, тем эффективнее он работает.

Трубопроводы, подключенные к регистру

Основные правила теплоизоляции

Но это еще не все. Можно значительно повысить эффективность работы котла, если выполнить его теплоизоляцию.

Мы много раз рассказывали на своих страницах о теплопроводности материалов. В статье есть видео, где доступно рассказывается о таком эффекте, как тепловое излучение.

Кратко отметим, что при работе любой печи образуется тепловое излучение, свободно проходящее через металл. Если бы наш котел работал без регистра, это было бы замечательно, он легко бы обогревал помещение, в котором установлен.

• Но ведь наш котел направлен в основном на нагрев теплоносителя, проходящего через регистр, установленный на дымоходе.
• Значит, нам совершенно не нужны потери тепла, уходящие через его стенки, их необходимо направить в дымоход.

Тепловое излучение без потерь

В вышеуказанной статье и в видео этот вопрос подробно рассмотрен. Становится понятным, что обкладка котла кирпичом вплотную к его стенкам создаст переизбыток теплового излучения в топке котла, которое вместе с отработанными, горячими газами устремятся в дымоход. Что нам и нужно, а установленная в дымоходе после регистра заслонка позволит хорошо регулировать работу котла и нагрев теплоносителя.

Можно обложить котел и регистр базальтовой ватой, а сверху сделать кожух из жести.

Устройство котла на постоянной основе

Если в вашем регионе с опилками нет проблем, а такой способ отопления является самым выгодным, можно установить данный котел более рационально и удобно.

На рисунке показана схема установки котла:

• Для его устройства вырыт котлован соответствующего размера.
• На дне котлована устроен фундамент.
• Стенки котлована необходимо укрепить от обсыпания.
• Котел устанавливается в котлован.
• Вокруг котла, внутри котлована, устраивается теплоизоляция.
• Крышка котла теплоизолируется отдельно, чтобы ее можно было снимать.
• Подключаются трубопроводы теплоносителя.
• Регистр также утепляется.
• Подсоединяется дымоход.
• Котел готов к работе.

Обслуживание? Без проблем!

Как видно из рисунка, достигается прекрасная теплоизоляция котла и намного облегчается обслуживание. При достаточно высоком котле загрузка топлива не совсем удобна, а в данном варианте не представляет ничего сложного.

• Достаточно открыть крышку, находящуюся почти на уровне пола, и можно загружать топливо.

У многих может возникнуть вопрос: как чистить котел? Смеем вас заверить, проблем не возникнет.

• Во время работы котла топливо сгорает полностью.
• В конце остается маленькая горстка пепла, помещающаяся в один совок.
• Думается, что для человека, который делает сам печи на опилках, не составит большого труда сделать щетку и совок на длинной ручке.

А можно установить котел снаружи?

Что еще стоит отметить, установить котел таким образом можно вообще снаружи отапливаемого помещения. Просто потребуется установить сверху короб и хорошо утеплить трубопроводы. В таком варианте котел вообще не доставит хлопот и не займет лишнего пространства в помещении.

Рассмотрев вопрос об устройстве котла на опилках, собранного своими руками, становится понятно, что при определенных навыках и знаниях из простого агрегата может получиться вполне приличный котел отопления.

Электроника в помощь

Мы подали идею и рассмотрели один из вариантов. Но при желании можно еще усовершенствовать данный агрегат:

• Установить заслонку регулировки тяги котла с электроприводом.
• Установить датчик температуры.
• Установить интеллектуальный термостат.

Соединив все это в одну цепь, можно получить котел, способный с успехом поддерживать заданную температуру.

Знания и навыки — залог безопасности и успеха

Установка высокоэффективного регистра способна еще больше увеличить КПД и вполне позволит отапливать данной системой даже небольшой дом.

В заключение несколько слов о безопасности. Собирая котел своими руками, выполняйте все работы качественно и аккуратно. Особенно это относится к сварке и работе со шлифовальной машинкой.

Если вы не обладаете достаточным опытом в работе с данными видами инструментов, лучше пригласите знакомого или наймите специалиста, который сможет выполнить эти виды работ.

Помните, что любая печь и котел являются пожароопасными агрегатами, при неправильной эксплуатации которых последствия могут быть катастрофическими.

Удачи и тепла вашему дому!

1.
2.
3.
4.

Теплогенератор на опилках в настоящее время встречается нечасто, хотя с его помощью можно эффективно обогревать частный дом. В основном отопительные котлы на опилках производятся зарубежными компаниями.

Отопительные котлы на опилках - принцип работы

Отопительные котлы на опилках имеют простую конструкцию, но, несмотря на это, способны эффективно обогревать дом благодаря контролируемому горению, трехступенчатой подаче воздуха и газогенерации продуктов сгорания.

Процесс преобразования топлива в тепловую энергию происходит в несколько стадий:

1. Поступая в топочную камеру, опилки автоматически воспламеняются и сжигаются с помощью трехступенчатой системы подачи воздуха, обеспечивающей завихрения пламени.
2. Под воздействием горения происходит нагрев теплообменника.
3. Образовавшийся в процессе сгорания топлива газ отправляется в специальную камеру, где он дожигается. Обычно данный отсек устанавливают дополнительно. Продукты сгорания выводятся через систему дымоотведения.

Таким образом, котел на опилках является крупномасштабной установкой – в этом можно убедиться, посмотрев на фото. Монтаж данной отопительной системы оправдан лишь в том случае, если есть возможность отвести для хранения топлива большое помещение и обеспечить постоянное пополнение ресурсов. Для одного часа работы котла мощностью 25 кВт потребуется около 40 килограммов опилок.

Конструкция котла на опилках

Котел правильнее называть целой станцией, состоящей из нескольких элементов:

1. Шнековая система . Она обеспечивает автоматизированный процесс поступления опилок в бункер и топочную камеру.
2. Воздушный насос . Такие отопительные котлы не способны работать без принудительного нагнетания воздуха в топку. Воздушный насос присутствует и в устройствах, предусматривающих ручную закладку опилок. Воздух нагнетается в топку вентиляторами таким образом, чтобы образовалось необходимое давление и завихрение пламени.
3. Камера газогенерации . Она присутствует не во всех моделях, иногда ее приходится устанавливать дополнительно. Отопление опилками возможно и без данного элемента конструкции. Эффективность обогрева при наличии газогенераторного отсека увеличивается на 30-40%, а в дымоход уходит почти полностью остывший воздух. В результате этого все полученное от сжигания опилок тепло аккумулируется и передается теплоносителю.
4. Вытяжной вентилятор . Он необходим в том случае, если присутствует камера газогенерации. Так как остывший газ становится причиной снижения тяги, его выведение возможно только благодаря использованию вытяжного устройства.
5. Автоматика . Она служит для контроля над температурным режимом и скоростью поступления опилок в топочную камеру. Если необходимо, можно купить оборудование, позволяющее управлять дистанционно. При возникновении непредвиденных ситуаций хозяин дома получит оповещение на мобильный телефон.

Стоит учитывать, что котлы на опилках могут иметь разную комплектацию в зависимости от типа оборудования и производителя. Также установки создаются и по индивидуальному заказу.

Виды котлов на опилках

• обычные – тепло образуется лишь в результате сгорания топлива, такие котлы менее выгодны, чем те, которые имеют газогенераторную камеру;
• с газогенераторным элементом – более эффективные агрегаты, могут иметь разную конструкцию.

Самодельный котел на опилках при желании собрать можно, но это будет самая простая конструкция. Что касается автоматизированных отопительных систем, то качественное и экономичное оборудование не могут предложить даже отечественные производители.

Самыми лучшими считаются немецкие модели Hargassner – они высокоэффективны, но в то же время дорого стоят. Выпускают качественные котлы и некоторые другие зарубежные компании.

Экономичность отопления опилками

Для дома площадью около 200 «квадратов» потребуется котел мощностью около 25 кВт. Для одного часа работы потребуется 40 килограммов опилок, так что резервуар для хранения топлива должен быть достаточно большим. Стоят они недорого, а если покупать их на деревообрабатывающих предприятиях, то они обойдутся еще дешевле. Прессованные опилки для отопления тоже весьма выгодны.

Для сравнения: газовое оборудование такой же мощности потребляет в час около 3 куб. метров. Стоимость такого объема газа практически равно 40 килограммам опилок. Таким образом, отопление газовым котлом обходится в ту же сумму, что и оборудованием, работающим на опилках. При этом газовые котлы стоят гораздо дешевле и не занимают столь много места (прочитайте также: " ").

Отопительный котел на опилках - видео:

2. Хранение опилок

3. Расположение котла на опилках, теплогенератора

4. Подача топлива в бункер котла

5. Модели котлов на опилках GRV

6. Модели теплогенераторов на опилках GRV

7. Отдельные горелки на опилках GRV

8. Отличие поршневой подачи топлива от шнековой

9. Оперативный бункер на котле, теплогенераторе

10. Пожаротушение, риски

11. Экономическая эффективность

12. Особенности эксплуатации котлов на опилках

13. Зарубежные котлы на опилках, опыт

Требование к опилкам как к топливу

На сколько известно опилки – это очень мелко измельченная древесина полученная входе воздействия режущим инструментом: пилками, станками. Как правило опилки относят к отходам деревообработки от этого стоимость сырья для топлива минимальна и в некоторых случаях даже бесплатна.

Состав опилок – до 70% углеводов (это целлюлоза и гемицелюлоза), 27 % лигнина. Количество углерода в опилках доходит до 50%, водорода 6% и кислорода 44%, содержание азота – 0,1 %.

Рис. 1 Виды древесного топлива, древесных отходов производства

А – Обзольная доска переработанная в дрова; Б – Горбыль хвойных пород; В – Щепа различных фракций; Г – Опилки естественной влажности с размером до3 мм; Д – Опилки уличного хранения, сырые; Е – Опилки игольчатой формы естественной влажности; Ж – Опилки влажностью W до 30%; З – Перегнивший остаток опилок и щепы; И – Сухие опилки и стружка; К – Мелкая стружка уличного хранения; Л – Мусорный древесный отход (бывшая мебель, поддоны, двери, строительные конструкции; М – Длинная стружка

Для использования опилок в качестве топлива нужно знать их технические характеристики. Основные параметры которые нас интересуют это переменные и постоянные. Переменный но очень важный параметр опилок – W влажность. С ростом влажности остаточная калорийность уменьшается, соответственно при одном и том же объеме опилок разной влажности можно получить разное количество тепла при чем количество тепла можно отличаться в разы. Влажность опилок можно не только контролировать но и доводить до нужного значения. Второй важный параметр зольность – чем выше зольность опилок, тем больше в них примесей в виде песка, коры. Наличие примесей в топливе несколько снижает его теплотворную способность, влияет на количество прочисток за единицу времени. Если опилки производятся, получаются в результате работы станков по ЛДСП, ДСП, МДФ и т.д. то есть из древесины склеенной, то в опилках будет обязательно присутствовать смолы и клеи, использование данных опилок возможно только при дополнительных исследованиях на содержание формальдегидов, и особо вредных веществ. Для зольного остатка вредных веществ нужно так же предусмотреть утилизацию.

Фракция опилок влияет на их плотность, зависание опилок в системах автоматической подачи. После настройки оборудования как правили опилки стараются выдерживать одной и той же фракции или в определенных пределах, дабы снова не производить настройку оборудования. Так опилки измельченные в пыль горят хуже при большом протоке дутьевого воздуха чем опилки по структуре более близкие к стружке.

Рис. 1 – Б Показана классификация древесного топлива по ГОСТ 33103.1 – 2014. Компания GRV разработала и производит универсальные котлы работающие на всех видах древесного топлива

При покупке опилок по контрактам и договорам следует придерживаться ГОСТ 33103.1 – 2014 в котором подробно указаны все характеристики на которые следует обращать внимание, так же ГОСТ регламентирует методы определения влажности топлива и теплоты сгорания, что не мало важно так как на момент заключения договора о вывозе опилок может быть одна влажность и зольность, а по факту через некоторое время вывоза влажность опилок может вырасти в разы, например в весенний период в сравнении с осенью.

Таблица № 1 – Общий состав и содержание веществ в древесном топливе

Хранение опилок

Основа для хранения: чем выше влажность тем ниже теплотворная способность опилок.

Опилки могут содержать в себе много влаги, достаточного для процесса гниения и разложения. По этому хранение опилок не должно долго протекать под атмосферными осадками. В процессе гниения опилок меняется их структура (рис. 1 – З) и теряется теплота сгорания. Перед непосредственно сжиганием опилки должны быть подсушены, храниться под навесом (рис. 2).

Рис. 2 Складирование опилок под навесом вентилируемого склада

Сушка опилок производится в сушильных барабанах, на площадках с защитой от осадков обязательно проветриваемом. Для просушки опилок, щепы ее следует переворачивать с нижних слоев на верхние. Дополнительно можно организовать принудительную подачу под давлением воздуха через воздуховоды с нижних слоев опилок. При хранении опилок следует соблюдать все нормы и правила пожарной безопасности. Если опилки являются вторичным сырьем после обработки древесины то следует учитывать их влажность, и при не высокой влажности в 20-30% желательно как можно раньше отправить опилки на сжигание в котел или теплогенератор.

Расположение котла, котельная

Первым правилом любой котельной является – не горючие стены, крыша. К опилкам так же добавляется требования к расположению основного склада топлива, оно не должно находится в том же помещении что и котел или теплогенератор. На оборудовании предусмотренный бункер называется оперативным, так как его объема хватает только на несколько часов работы, это прежде всего связанно с требованиями по пожарной безопасности. В котельной обязательно должна быть приточно вытяжная вентиляция, или возможность проветривания помещения. Так как воздух для процесса горения забирается изнутри котельной то следует предусмотреть наличие приточки.

Рис. 3 Котлы на опилках GRV и основной бункер для хранения опилок

Размеры котельной так же зависят от способа наполнения оперативного бункера. При использовании транспортера или шнека размеры котельной меньше чем при заезде в нее спец техники для выгрузки опилок. Возможно расположение оперативного бункера котла в отдельном помещении для того чтобы уменьшить размеры основной котельной.

Часто на мебельных производствах используют накопительные бункера закрытого типа, что очень удобно и максимально безопасно (см. рис. 3).

Рис. 4 Котел на опилках и котельная не большой мощности GRV

Для котлов на опилках мощностью до 50- 400 кВт можно обойтись одним бункером под топливо, при этом не нужно организовывать транспортную систему от основного склада топлива к оперативному бункеру.

Подача топлива - опилок в бункер котла

Для мощностей оборудования свыше 1 МВт следует использовать основной склад с топливом с системой «подвижное дно» данный склад заполняется с использованием погрузчика фронтального типа или же самосвалами. Из основного склада опилки подаются с помощью транспортеров в оперативный бункер котла. Следует отметить что топливо в виде стружки (рис. 1 – М) практически не возможно подавать стандартными транспортерами и шнеками, очень высокая степень зависания такой стружки, по этой причине следует выбирать на первоначальном этапе все характеристики топлива, в том числе и геометрическую форму. Отлично подходит для транспортировки следующие виды: рис. 1 - В – К.

Модели котлов на опилках GRV

В основном преобладают универсальные котлы на опилках, дровах, щепе и угле. Автоматически подается сыпучие топливо, например опилки в вихревую горелку. Факел от горелки далее вырывается во внутрь топки, в которой полностью происходит догорание топлива. Стенки топлива воспринимают тепловую энергию и передают теплоносителю, продукты горения в виде смеси газов раскалены и перемещаются в теплообменник котла, за счет развитой площади теплообменника происходит теплопередача от продуктов горения к теплоносителю.

Рис. 5 Модели котлов на опилках производства GRV

А) – Универсальные котлы мощностью до 300 кВт с использованием вихревой горелки; Б) – Котел универсальный на опилках с подвижным колосником, без подогрева воздуха; В) – Котлы универсальные на опилках, щепе, пеллетах без подвижного колосника, с автоматической выгрузкой золы; Г) – Универсальный котел на опилках, щепе с прочисткой колосниковой решетки, подогревом дутьевого воздуха

Отличительная особенность котлов универсальных на опилках:

· Бункер для топлива используется с ворошителем опилок препятствующий зависанию

· Все универсальные котлы GRV имеют колосниковую решетку которая так же как и стенки топки охлаждается теплоносителем

· Увеличенные размеры топки универсальных котлов

· Вместительный зольный отдел котла, площадь зольного отдела перекрывает полностью площадь топки

· Теплообменник только с протеканием продуктов сгорания снаружи трубок, а не наоборот что существенно увеличивает интервалы между прочисткой от нагара, накипи

· Универсальные котлы на опилках, так же на полную мощность работают на ручной загрузки, при этом размеры (длина и ширина топки) позволяют сжигать обзол, поддоны, утилизировать крупные ветки и т.д.

· Отдельный дутьевой вентилятор устанавливается для горения на дровах, при этом у горелки на опилках свой вентилятор дутьевой. Данная конструкция более надежная, всегда можно перейти на резервное топливо без изменений в настройках и конструкции котла на опилках

· Использование стали от 5 до 12 мм обеспечивает высокий ресурс оборудования

Рис. 6 Котел на опилках. Бункер для котла с системой ворошителя и подвижным дном

Рис. 7 в процессе производства

На рис. 6 и 7 представлена технология GRV для котлов на опилках, с системой подогрева дутьевого воздуха для процесса горения. Такие системы используются на больших ТЭЦ работающих на отопления для выработки электроэнергии. Использование тепло от уходящих продуктов сгорания на нагрев дутьевого воздуха в данном случае обеспечивает устойчивую работу котла на опилках с влажностью в 50-55%, что существенно экономит расходы на подготовки топлива.

Рис. 8 без системы подогрева дутьевого воздуха

Использование сухих опилок с влажностью W<20% позволяет использовать котлы серии GRV (показанной рис. 8 и рис. 5 А, Б, В) в которых нет предварительного подогрева воздуха. Данные котлы имеют на 7-8% меньшее аэродинамическое сопротивление и их можно устанавливать для работы на естественной тяги, требования к дымоходу в таком случае – до 10-12 метров, исключение котлы мощностью свыше 400 кВт.

Рис. 9 Котел GRV на опилках, можно рассмотреть привод подачи топлива

Модели теплогенераторов на опилках GRV

Универсальные теплогенераторы на опилках представлены в разделе нашего сайта:

Отдельные горелки на опилках марки GRV

Горелка на опилках часто используется для модернизации уже существующего оборудования, или установки в составе сушильных комплексов, сушильных барабанов.

Раздел нашего сайта посвященный горелкам:

Отличие поршневой подачи топлива от шнека

Использование поршневой подачи от пневмоцилиндра обеспечивает быстрое заполнение топливом, безопасность так как поршень которым сдвигается топливо так же является затвором для предотвращения обратного горения. Сама по себе пневматика используется во многих сферах автоматизации, как наиболее надежная и не прихотливая. При попадании посторонних предметов, контроллер который управляет котлом не за медлительно включает сирену оповещения, останавливает подачу дутьевого воздуха. Данная система разработанная инженерами компании GRV проверена на таких видах топлива как пеллетные гранулы, опилки разной влажности, щепа, древесная масса, уголь.

Оперативный бункер на котле и теплогенераторе

Оперативный и промежуточные бункера разъединены между собой воздушным пространством. Для контроля подачи порции и для соблюдения пожарной безопасности.

Пожаротушение, риски, предупреждение

Перед тем как использовать в виде топлива опилки, стружку нужно в полной мере осознавать опасность возгорания, изначально предпринять все меры для соответствия пожарной безопасности.

Утилизация опилок, и древесной массы в котлах в десятки раз более эколочно чем хранение опилок на полигонах, в связи с тем что в результате это приводит к пожару и опилки сгорают с большим химическим недожогом больше относящимся к процессу пиролиза, при этом отравляется не только воздух но почва продуктами пиролиза, в том числе кислотами. На рис. 11 приведен пример горения опилок в зимнее время под слоем снега.

Рис. 10 Пожары свалок горбыля и опилок

Рис. 11 Тление свалок опилок в зимнее время

Меры предосторожности и контроля предусмотренные на котле, теплогенераторе:

1. Контроль за положение поршней, при отклонение положения поршня от заданного включается сигнализация и котел на опилках останавливает свою работу

2. Контроль включения дымососа, при отключенном дымососе для того чтобы избежать возможность обратной тяги и задымления помещения дутьевые вентиляторы котла GRV и автоматическая подача топлива прекращается

3. Контроль температуры туннеля подачи топлива, при превышении нормально заданной температуры котел останавливает свою работу, туннель может нагреваться из за не своевременной прочистки теплообменника

4. Закрытие бункера с топливом автоматической заслонкой после подачи топлива

5. Обязательный контроль за температуры теплоносителя, в том числе на теплогенераторах марки GRV

6. Конечно же следует проектировать отдельно склад топлива от котельной, на самом котле используется только промежуточный бункер и оперативный объем оперативного бункера ограничен

7. Прочистка теплообменника должна происходить при включенном дымососе, и без процесса горения в котле

8. Все люки для прочистки теплообменника снабжены специальными отражающими пластинами

Экономическая эффективность котлов на опилках

Котлы и теплогенераторы используются для получения тепла при сжигании топлива, в данном случае БИО массы в виде опилок. На экономическую эффективность влияет транспортные расходы, стоимость сырья, обслуживание оборудования. Вы можете влиять на все эти факторы, но самым основным показателем в данном случае является теплотворная способность топлива. Опилки влажностью в 30% и влажностью в 50 % будут в два раза отличаться по теплотворной способности. Для того чтобы довезти влажность опилок до 30% нужны площади, склады для хранения возможно дополнительные сушильные установки все зависит от масштабов переработки опилок в тепло.

Перспективным направлением над которым трудятся специалисты компании GRV является получение пиролизного газа из массы опилок в ретортных установках, очистка газа и использование его в ДВС. Данная технология достаточно давно известна. Мы работаем над совмещением выработки газа и получения тепла на нужны производства, систем отопления. За счет того что установка размещается на улице, то в таком случае не требуется решать массу вопросов по защиты от угарного газа.

Использование пиролизной установки совмещенной с теплогенератором или котлом позволяет разместить ТЭС на своем предприятии лесопереработки, сельскохозяйственном предприятии, а так же на тепличных комплексах и т.д.

Особенности эксплуатации котлов на опилках, теплогенераторы на опилках

Использование опилок в виде топлива подразумевает наличие минимальной инфраструктуры под хранение опилок, наличие котельной и ответственного лица за эксплуатацией котельного оборудования.

Обзор моделей зарубежных производителей

На рис. 12 представлен конструктив Австрийского производителя котельного оборудования, котел на опилках данного производителя имеет подвижную колосниковую решетку. Подача опилок осуществляется сразу несколькими шнеками для того чтобы равномерно по большой площади подавать опилки, щепу. Топка для поддерживания нужно температуры выложена огнеупорным кирпичом, удаление золы производится шнеками, теплообменник трубчатого типа, газы проходят внутри трубок.

Данный конструктив не работает на крупных отходах деревообработки, режимы старт стоп из за наличие футеровки так же не желательны. Теплообменники данного типа имеют хороший КПД только при постоянной прочистки, иначе снижается проходное сечение падает мощность и снижается теплоотдача. Так же существенное ограничение по влажности топлива. Наличие подвижно колосниковой решетки и большого числа шнеков приводит к высокой стоимости оборудования.

В целом преимуществ у данного типа несколько а именно: компактные размеры, автоматическая выгрузка золы, хорошая работа на сухом топливе и в постоянном режиме.

Рис. 12 Котел на опилках и щепе Австрийского производства

Таблица №2 Прайс на универсальные котлы GRV. Для работы котла на опилках, щепе он комплектуется автоматической подачей топлива представленной на рис. 6

КОНТАКТЫ

• +79094663995 Анна Олеговна
• +79181650301
• +79654613474 Инженер-конструктор Груздев Василий

Много видов отопления существует для обогрева частных домов. Всё большую популярность приобретают отопительные котлы. Твердотопливные, газовые, электрические. Все эти виды агрегатов изготавливаются промышленным способом, но топливо для них довольно дорогое. Более экономичным будет котёл на опилках.

К сожалению, в массовое производство такой котёл не запущен.

Но топить опилками можно и твёрдотопливный котёл. Опилки считаются отходами деревообрабатывающего производства. Что делает топливо бесплатным. Отопительный элемент довольно долго сохраняет тепло. Что делает расход топлива экономичным. Опилки – сырьё почти безотходное, прогорая, они оставляют минимум золы. Конструкция котла, рассчитанного на длительное горение, одна.

В корпусе содержится:

• топка;
• зольник;
• змеевик;
• труба дымовая;
• поддувало;
• распределитель тепла;
• датчики.

Есть конструкции с одной секцией горения, но это не практично.

Принцип работы котла

В основу отопительных самодельных котлов на опилках легла конструкция пиролизного котла. Он больше известен по фамилии своего изобретателя Попова. Принцип его действия состоит в том, что при пониженном доступе воздуха в камеру сгорания, топливо превращается в элементы термического разложения. Они состоят из нескольких газов и гидролизной смолы.

Котлы на щепе и опилках нагреваются до 200 градусов и выше. Продукты распада топлива перетекают в другую камеру, где приток воздуха достаточный, для их полного сгорания. Именно вещества распада при сгорании дают максимальное количество тепла. Посредством специальных теплообменников происходит прогрев теплоносителя (воздуха или воды), в зависимости от конструкции аппарата.

Отопительный агрегат, сделанный своими руками, по изготовлению не будет дешёвым, но работающие на опилках котлы отопления быстро оправдывают вложенные в них средства, благодаря тому, что топливом может послужить щепа, ореховые скорлупки, опавшие листья, строительный мусор и другие отходы, за которые не придётся платить.

Отопительные котлы на опилках достаточно заправлять 2 раза в сутки, чтобы поддерживать комфортную температуру частного дома зимой.

Водяной котёл

Отопление помещения может производиться при помощи воды или воздуха. При наличии в доме водопровода, можно собрать своими руками систему с циркулирующей водой между отопительным котлом и радиаторами или системой «тёплого пола».

В корпусе самого котла для водяного отопления трубы находятся в воде, которая будет нагреваться под действием проходящего внутри них горячего воздуха. Эта система схожа с калорифером газовой колонки

Циркуляция воды по системе начинается ещё до попадания её в котёл.

Для оптимальной работы системы необходимы:

• контроллер за уровнем воды в баке;
• перелив, чтобы вода не превышала допустимого уровня;
• насос, поднимающий воду из контура для радиаторов;
• нижний выход для воды, предназначенной для обогрева пола.

Такой котёл на опилках сделать своими руками трудно, но дом оснащённый таким оборудованием, будет очень комфортным для проживания в нём круглый год.

Встроенная система защиты оборудования

Памятуя о том, что в процессе сгорания, топливо выделяет очень много разнообразных газов способных вызвать взрыв, контроль над работой оборудования должен быть на высшем уровне. Этим объясняется количество разнообразных датчиков. Данные с них поступают на термостат, что позволяет оставлять работающий котёл без присмотра на длительное время.

• Три датчика следят за температурой воды:
  1. на входе;
  2. над топкой;
  3. на выходе.
• датчик тяги;
• датчик давления;
• аварийный и рабочий датчики для воды;
• датчик температуры газов.

Котлы на щепе и опилках, а также другом твёрдом топливе нуждаются в постоянном уходе. Чтобы этот процесс был более простым, в системе должны быть специальные люки. Они позволят прочистить систему, не разбирая котёл по частям. Топливо для котла

На одной закладке топлива, отопительный котёл может проработать дней 5-7. Это зависит от количества, отправленного в топку материала. Опилки, перед отправкой в топку должны быть хорошо спрессованы. Если их плотность будет как у ДСП – это великолепный материал, который будет поддерживать температуру помещения долго. Поэтому лучше сразу брать не опилки, а строительные отходы ДСП.

Заменить спрессованные опилки может щепа. Прекрасно работают твердотопливные котлы на щепе и опилках. Дрова, чтобы теплоотдача была максимальной, придётся просушивать не менее 2 лет. Щепа сохнет значительно быстрее, но её невозможно спрессовать. Поэтому её КПД находится на среднем уровне между ДСП и дровами. По цене щепа значительно дешевле дров, она тоже является отходом производства.

Отопительные котлы на опилках, ДСП, щепе используются как в частных домах, так и для обогрева городских квартир.

Отопительный котёл с подачей топлива, не нарушающей процесса

Котлы, работающие на опилках, имеют такое преимущество, как подача топлива без открывания дверцы топки, что может привести к потере аппаратом, набранной температуры.

Механизм подачи прост. Он состоит из:

• металлической профильной коробки;
• вала;
• ручки;
• воронки для засыпания опилок.

В механизме подачи использован принцип ручной мясорубки. Чтобы опилки попали в топку, необходимо засыпать их в чашу. Они при вращении вала будут продвигаться по металлическому жёлобу с открытым краем, заканчивающимся внутри котла. Такой нехитрый механический способ подачи позволяет сберечь тепло.

Самодельные котлы, работающие на опилках

Чаще всего самодельные котлы на опилках в основе своей имеют металлическую бочку, что делает их схожими с привычными, для деревенских жителей, голландскими печами. Длительный цикл работы на одной подаче топлива, расширяет возможности котлов, работающих на опилках. Его можно использовать как коптильню. Без дополнительной обшивки кирпичом, выглядит он не очень презентабельно и тепло сохраняет хуже.

Для изготовления котла на опилках, своими руками понадобятся инструменты:

1. болгарка;
2. сварочный аппарат;
3. линейка.

Материалов для котла понадобится немного больше, чем инструментов:

• бочка металлическая на 180 -200 л;
• немного листовой стали;
• профильные трубы с прямоугольным сечением 40х60;
• круглые трубы 2 видов – диаметром 40мм и 50 мм;
• кирпич;
• бетонный раствор.

Поэтапный ход работы

Топка

1. От бочки отрезается верхняя часть, она пригодится для создания нижней камеры.
2. Листам тонкой стали придаётся цилиндрическая форма. Один цилиндр должен идеально входить в другой. К верхнему (более узкому) краю цилиндра прикрепляется крышка. Так создаётся конус горения и трамбовочный конус.
3. Крышка и дно котла делаются из толстой стали, для установки дна, собственное днище бочки необходимо вырезать.
4. В днище делается отверстие диаметром 10 см. В него будет вставлен конус горения.
5. Трубы с прямоугольным сечением или швеллера навариваются вертикально внутри бочки. Их размер немного меньше высоты бочки. Это необходимо для того, чтобы они не мешали крышке с трамбовочным конусом легко закрывать котёл. Предварительно в них должны быть высверлены отверстия, соответствующие диаметрам круглых труб.
6. На этом же уровне будут находиться отверстия и в корпусе агрегата.
7. Через эти отверстия вставляются трубы для подачи холодной воды и отведения горячей. Также обстоит дело с дымоходом.
8. Из отрезанной части бочки сооружается камера поджига. Дверцу можно сделать из тонкого листа стали или использовать готовую, приобретённую в магазине. Для хорошей тяги, нужно просверлить внизу камеры несколько отверстий.

Самодельные котлы на опилках, поставленные в подсобных помещениях, кирпичом можно не обкладывать. В жилом помещении эта мера предосторожности необходима, чтобы избежать ожогов. Фундамент под котёл необходимо сделать обязательно.