Котел шахтного типа

Шахтный котел – конструкция и принцип действия

Шахтный котел длительного горения отличается от других продолжительностью горения и особенностями устройства. Часто подбрасывать топливо не требуется, он имеет топливную камеру большого объема, горение медленное. Разработано два вида шахтных котлов: с обычным горением и пиролизный. Каждый имеет сходное устройство из двух камер: в одной сжигается топливо, во второй устроен теплообменник.

Шахтный котел с обычным сгоранием более простой по устройству. Половину всего объема занимает топка высотой почти на весь агрегат, но небольшой ширины и глубины. Сбоку или сверху находится люк для загрузки топлива. Топочное отделение при взгляде сверху внутрь напоминает шахту, отсюда такое название. Под топочной камерой находится зольник, отделенный от нее колосником. Через зольниковую дверку открывается доступ не только к нему, но и к топке. Шибером, расположенным под дверкой, регулируется поступление воздуха.

Вторая важная часть – камера с теплообменником, наполненным водой или, если котел не используется для водяного отопления, жаротрубный. Газы поступают в нее из топливника через отверстие и выходят через дымоход, попутно нагревая теплообменник. Из него вода по трубам поступает в систему или горячий воздух прогревает помещение.

Пиролизный котел шахтного типа имеет схожую конструкцию, но изготавливается с некоторыми дополнительными элементами:

1. Камерами, в которых сгорает и догорает угарный газ. Располагаются снизу теплообменного пространства, стенки обложены шамотным кирпичом.
2. Несколько труб с большим количеством маленьких дырочек. Через них подается воздух для камер сгорания и догорания.
3. Вверху у стенки расположены задвижки для разделения двух камер.

Принцип действия пиролизного котла несколько другой. При топке ограничивают поступление воздуха, медленное горение вызывает образование большого количества газов, которые поступают в дополнительные камеры и сгорают. В котлах сжигают любое твердое топливо: уголь, дрова, пеллеты. Одной закладки угля хватает для пяти суток, дров – не более тридцати часов. За счет полного сгорания такие котлы обладают высоким КПД – до 90%.

Источник: obustroen.ru

Описание оборудования

Шахтные котлы длительного горения — это эффективная техника, которая характеризуется максимально возможной продолжительностью горения топлива и уникальными особенностями конструкции. Наличие топливной камеры с увеличенными размерами избавляет от необходимости частой загрузки, а благодаря специальной конструкции поддувала обеспечивается медленное горение с выделением большого количества тепла.

Наибольшее распространение сегодня получили две конструкции шахтных котлов:

Пиролизные.
С обычным горением.

Обе этих схемы исполнения имеют две камеры, в одной из которых устроен теплообменник, а вторая используется для сжигания топлива. Котел шахтного типа с нижним горением отличается простотой конструкции и имеет топку высотой на весь агрегат, что позволяет существенно упростить загрузку. Топочное отделение напоминает по своему виду шахту, что послужило названием для отопительного оборудования данного типа.

В данном видео рассмотрим шахтный котел:

Камера теплообменника выполняется по классической жаротрубной технологии. Внутри этого отсека проложены многочисленные трубы, по которым циркулирует теплообменник, нагреваемый горячим воздухом, поступающим из топливника. Дымоход может выполняться как в виде вертикальной трубы, так и коаксиального типа, который выводится через ближайшую стену на улицу.

Шахтные котлы длительного нижнего горения на дровах получили видоизменённую конструкцию, что позволило обеспечить максимально длительное горение. Такой котёл дополнен следующими элементами:

В дополнительных камерах, которые располагаются под теплообменником, происходит сжигание угарного газа, что позволяет обеспечить улучшение показателей КПД котла.
В пиролизную камеру проведены трубы с многочисленными мелкими отверстиями, что позволяет подавать воздух, необходимый для сгорания угарного газа.
Непосредственно над пиролизной камерой располагается задвижка, которая позволяет уменьшать и увеличивать интенсивность горения топлива.

Принцип действия такого пиролизного шахтного котла основывается на ограничении поступления в топочное отделение воздуха. Соответственно, дрова горят крайне медленно, что приводит к образованию большого количества угарного газа. Подобная конструкция позволяет обеспечить эффективность оборудования на уровне в 90%.

Преимущества и недостатки

Благодаря отличным эксплуатационным характеристикам и простоте использования шахтные котлы пользуются популярностью у отечественных владельцев частных домов. К основным преимуществам таких агрегатов можно отнести следующее:

Простота конструкции.
Длительная работа на одной загрузке топлива.
Отличная эффективность.
Возможность загрузки различного твердого топлива.
Полная безопасность эксплуатации.
Легкость обслуживания.
Доступная стоимость.
Возможность выбора агрегатов с различной мощностью.

К недостаткам можно отнести громоздкую конструкцию с увеличенной топочной камерой, что приводит к необходимости устанавливать такое оборудование в отдельной котельной, куда подводятся трубы и полноразмерный дымоход.

Правильно подобрав конструкцию, мощность и размеры топливного отделения, можно не только эффективно обогревать дом, но и существенно упростить обслуживание котла, который будет отличаться надежностью и беспроблемностью эксплуатации техники.

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:

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

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:

Изучают чертёж и определяются с размерами и способом раскроя листового металла.
На листе металла с помощью футеровки выполняют схему раскроя и разрезают листовую сталь автогенной сваркой или плазменным резаком.
Боковые части корпуса свариваются двойным швом.
В перегородке между теплообменной и топливной камерой делают два отверстия, одно из которых располагается сверху, а второе — на уровне колосника.
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

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.
Колосник приваривается или устанавливается на уголках.
В боковых стенках вырезают необходимые отверстия, которые потребуются для дверок камеры сгорания и зольника.
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.
В корпус устанавливают и приваривают теплообменник, внутри которого располагается водяная рубашка. Ее изготавливают из труб диаметром 2,5 сантиметра.
На уровне колосника приваривают перегородку, служащую дном камеры дожига топлива.
В донной части вырезают отверстие, которое потребуется для трубы подачи воздуха.
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.
Стены камеры сгорания обкладывают шамотным кирпичом. При необходимости его подрезают, после чего, используя высокотемпературный раствор, выполняют кладку.
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:

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.
В обечайке вырезают два отверстия, совпадающие с расположением задвижки в перегородке котла и с отверстием для очистки пиролизной камеры.
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.
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.

Источник: kaminguru.com

Устройство и принцип работы шахтного котла

Котел шахтного типа на дровах получил свое название по причине особенностей конструкции. Топочная камера или шахта, располагается не горизонтально, как у большинства аналогов, а вертикально. В устройстве используется принцип нижнего горения.

На практике, бытовые шахтные ТТ котлы на дровах нижнего горения, работают следующим образом:

Дрова укладываются в вертикальную топочную камеру и поджигаются через специальное отверстие внизу котла.
Постоянный поток воздуха не дает загореться верхнему слою поленьев.
По мере прогорания, дрова, под собственным весом, опускаются вниз.
В топочной камере нагнетается высокая температура, что позволяет просушить поленья перед сжиганием.
Газ, образующийся в процессе пиролиза, отправляется в камеру дожига. Блок обложен шамотным кирпичом, что позволяет уменьшить теплопотери и постоянно поддерживать достаточную температуру для оптимального сжигания древесного газа.

Существуют разновидности шахтных котлов, обычно называемые по фамилиям их создателей (Холмов, Ефимов и т.п.). Конструктивной особенностью каждой модели является вместительная топочная камера с вертикальной закладкой дров.

Как топить шахтный котел дровами

Чтобы добиться максимальной теплоэффективности, потребуется научиться правильно топить шахтный дровяной котел длительного горения. Только в таком случае, удастся достичь указанных в технической документации параметров:

Автономной работы в течение 6-8 часов.
Отсутствия задымления помещения.
Достаточная теплоотдача.

Как показывает практика, большинство потребителей затрудняются перевести обычное горение дров в шахтном котле в режим газогенерации. Для этого выполняют следующие шаги:

Разжигают дрова в обычном режиме.
Ждут в течение 15-20 минут, пока котел выйдет на рабочую мощность.
Переводят прибор в режим газогенерации.

Если дрова подобраны и уложены правильно, топка котла не принесет никаких неудобств.

Какие дрова лучше для котла шахтного типа

Несмотря на «всеядность» оборудования, КПД у шахтного котла напрямую зависит от степени влажности дров. В инструкции по эксплуатации указано, что в качестве сырья, помимо дров, для топки могут использоваться:

Брикеты.
Отходы древесины.
Пеллеты.
Опилки и щепа.

Но основным видом топлива для котла на дровах с шахтной топкой, остаются дрова. Даже если планируется использовать альтернативные типы топлива, необходимо позаботиться, чтобы как минимум около 40% закладки составляли хорошо просушенные поленья. Так, можно обеспечить максимальную теплоотдачу оборудования.

Как правильно укладывать дрова в шахтный котел

Одна из основных проблем, свидетельствующих о неправильной закладке – зависание дров в шахте. Дело в том, что горение происходит только внизу топочной камеры. Дрова опускаются под собственным весом, естественным путем.

Любые несоблюдения рекомендаций приводят к застреванию поленьев и как следствие, остановке процесса горения. Чтобы этого не произошло, соблюдают следующие рекомендации:

Закладка выполняется поленьями, на несколько сантиметров меньше, чем размер топочной камеры.
Дрова укладываются поперек топки, а не вдоль ее.
Снизу располагают сухие поленья, сверху можно уложить более влажные.

Подробные инструкции, относительно закладки топлива и розжига, находятся в инструкции по эксплуатации, прилагаемой заводом – изготовителем.

Преимущества и недостатки дровяных котлов шахтного типа

Водогрейные котлы с шахтным бункером для дров, отличают несколько положительных моментов:

Универсальность – котлы способны работать практически на любом виде твердого топлива. Допускается использование дров, с относительной влажностью 45%.
Производительность – модели, предлагаемые различными изготовителями, предназначены для обогрева частных домов, коттеджей, промышленных и складских помещений.
Автономность – энергонезависимые шахтные ТТ котлы длительного нижнего горения на дровах, не зависят от наличия электричества. В экономном режиме, одной закладки дров хватит от 12 до 24 часов. При максимальной загруженности, добавить топливо придется уже через 6-8 часов.
Простое обслуживание – загрузка топлива и чистка камеры, выполняется через разные люки. Чтобы почистить шахту, нет необходимости останавливать котел. Зола ссыпается в специальный ящик, после чего удаляется.
Безопасность – эксплуатация котла не требует применения сложной автоматики, происходит простым, но эффективным способом. Опасность попадания дыма в помещение и отравление угарным газом почти полностью исключается.

Хорошие технические характеристики шахтного котла и при этом простота конструкции, и внутреннего устройства, привели к тому, что появилось множество схем и чертежей, указывающих, как сделать теплогенератор данного типа своими руками.

Полностью повторить качество заводской сборки в домашних условиях нереально. Результатом самостоятельного производства, стали участившиеся несчастные случаи. Безопасность могут обеспечить только отопительные агрегаты, изготовленные на заводе и имеющие соответствующую сертификацию.

Источник: AvtonomnoeTeplo.ru

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Конструкция шахтной печи длительного нижнего горения на дровах и других видах твердого топлива заключается в расположении топки и основной зоны горения в нижней части одного из двух вертикальных отсеков котла (шахт), являющегося местом укладки запаса горючего.

Принцип действия: после поджига начального объема горючего материала топливная шахта заполняется доверху. Продукты горения попадают в соседнюю шахту, представляющую собой камеру с трубчатым теплообменником, заполненным теплоносителем (водой), нагревают воду и выводятся в отверстие дымохода.

Эффективность использования топлива повышается за счет того, что конфигурация зоны горения способствует образованию и дожигу пиролизного газа, в результате чего теплотворная способность горючего материала используется наилучшим образом. Уменьшению потерь тепла способствуют водяные колосники, через внутренние каналы которых пропускается часть потока теплоносителя.

Котлы шахтного типа – это всеядные котлы нижнего горения с верхней загрузкой, рассчитанные на работу с топливом как дровяного, так и угольного типа (поленья, брикеты и т.п.). Большая камера загрузки вмещает запас горючего, которого хватит на 6–10 и более часов непрерывного горения.

Шахтные котлы поставляются в комплекте с терморегулирующим устройством (авторегулятором) либо без него. Авторегулятор управляет интенсивностью горения, изменяя положение дверцы поддувала в зависимости от степени нагрева воды в системе.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Нагревательные агрегаты шахтного типа – простые, надежные и относительно недорогие устройства. Они неприхотливы в обслуживании, нетребовательны к типу топлива и его влажностным характеристикам. Например, сырые дрова, помещаемые в верней части загрузки, по мере опускания в камеру сгорания теряют большую часть влаги и горят не хуже сухого материала.

Шахтный твердотопливный котел – оптимальный выбор нагревателя для отопления в районах с отсутствием или перебоями в энергоснабжении.

Источник: pc43.ru

Устройство

Котёл Холмова состоит из следующих деталей:

корпус;
топливная шахта;
камера с теплообменником;
колосники;
дверцы;
зольник;
компенсаторы расширения;
патрубок для дымоходной трубы;
выходы и входы для подачи, обратки, слива и установки группы безопасности или предохранительного клапана;
терморегулятор.

Отопительный прибор мощностью 12 кВт весит около 255 кг. Его высота составляет 124 см, ширина 48,5 см, а длина 66 см. Занести этот котёл в дверной проём проблем не составит. Устройства на 10 кВт внешне и по габаритам не отличаются от предыдущей модели, различия состоят только во внутренней конструкции.

загрузочная камера котла — Загрузочная камера

Верхние дверцы котла двойные, внутри находится теплоизолятор, благодаря которому их температура не превышает 80°С. Края оклеены асбестовым шнуром (уплотнитель). Окраска проведена термостойкой краской. Задняя крышка закрывается четырьмя быстросъёмными винтами, а остальные специальными запорами. Нижняя дверца зольной камеры закрыта теплоизолятором лишь на 40%. При этом её температура не бывает больше 90°С, так как постоянные потоки воздуха охлаждают её.

Это не только позволяет увеличить КПД, но и обеспечивает пожарную безопасность помещения. В итоге прибор можно устанавливать даже на деревянный пол.

Энергозависимые котлы Холмова дополнительно оснащаются дымососом или вентилятором, а также контролёром для управления топочного процесса. Но наибольший спрос в основном на энергонезависимые модели. В них контроль над котлом осуществляется терморегулятором типа RT3. Расположен он на передней стенке. С помощью цепочки терморегулятор соединяют с маленькой поддувальной дверцей через специальное ушко.

котел холмова с дымососом — Котел с дымососом

Поддувальная дверца предназначена для подачи кислорода в котёл, чтобы поддерживать в нём горение топлива. Расположена она на большой двери зольной камеры. Полностью никогда не бывает закрытой, так как предусмотрен специальный зазор для минимального прохода воздуха.

Сзади сверху расположен патрубок, к которому подсоединяется дымовая труба. Именно благодаря этому элементу создаётся естественная тяга. В итоге через поддувальную дверцу в котёл начинает поступать кислород. Воздух проходит в подколосниковую камеру с двумя чугунными колосниками (вытаскиваемыми). За ними распложен дополнительный сварной колосник, по-другому его ещё называют горбик, так как он находится выше предыдущих.

Под колосниками находится ящик для сбора золы. Открыв дверцу, его можно легко вытащить и очистить от отходов. Для слива теплоносителя внизу котла предусмотрен патрубок на полдюйма, такой же установлен для группы безопасности или предохранительного клапана. Патрубки подачи и обратки большего размера, выходной расположен сверху, а обратный снизу.

Они расположены по всему периметру отопительного прибора. Также имеются внутри корпуса между камерами в виде стержней и перегородок. Разделительные стенки установлены на расстоянии 24 см друг от друга. В теплообменнике компенсаторы расширения не предусмотрены, так как его размеры позволяют удерживать свою форму.

Принцип работы шахтного котла

Через поддувальную дверцу воздух поступает в подколосниковую камеру и котёл, благодаря чему горит топливо. Во время горения выделяются дымовые газы, которые проходят дальше через газовую щель. Котёл сконструирован таким образом, чтобы количество поступаемого воздуха через поддувальную дверцу, было изначально недостаточным для полноценного горения. В итоге прибор работает с определённым химнедожогом.

Химический недожог означает то, что в процессе окисления углерода получился неконечный продукт сгорания углекислый газ, а углекислый газ вместе с угарным газом. Проходящий под дополнительный сварной колосник воздух, протягивается в отверстия в нём. Количество этих отверстий рассчитано таким образом, чтобы объём вторичного воздуха был избыточным. Это место имеет высокую теплонапряжённость – 600-800°С. Благодаря этому окисляется оставшийся угарный газ.

Окисленный полностью газ протягивается с высокой скоростью в радиационную часть топки. Перемешиваясь, он поднимается выше и разделяется на 2 потока теплообменником. После чего через выходной патрубок вытягивается в дымоходную трубу.

Теплообменник и стенки возле него забирают конвективное тепло. Теплоноситель, попадая через входной патрубок, сначала ударяется о стену, а затем растекается внутри и проходит насквозь котла между камерами и в теплообменник. Выходит нагретый теплоноситель в систему отопления через выходной патрубок наверху прибора.

Котел шахтного типа

Шахтный котел – конструкция и принцип действия

Описание оборудования

Преимущества и недостатки