Подробная инструкция по сборке самодельного котла на отработанном масле

При доступе к источнику дешевого, выработавшего ресурс масла возможно установить отопительный котел на отработке своими руками из самостоятельно подобранных деталей и механизмов. Газовое или электрическое отопление помещений возможно не везде: первое требует сетевого трубопровода, второе дорого.

Котел на отработке можно сделать своими руками.

Особенности котла на отработке

Эти устройства используют в качестве источника энергии отработанное моторное масло, испаряя его и сжигая смесь паров и воздуха.

Расчеты позволяют судить о выгоде такого топлива:

1. Расход масла для получения 1кВт тепловой энергии котлов производят по формуле:

Q = 860/n x 10000 = 0,102 кг/час,

где

• n – КПД в 84%;
• 1000 – теплотворная способность сырья.

2. Газ тратят в таких объемах:

Q = 860/n x 8000 = 0,113 куб.м/час.

3. Электрокотлы:

Q = 1/n = 1,09 кВт,

где n – КПД (92% для электронагревательных агрегатов).

Отработанное масло очень выгодно использовать.

Для бытового потребителя поставляют:

1. Газ по 5,6 руб. Стоимость 1 кВт тепла составит: 0,113 куб.м/час х 5,6 = 0,63 руб.
2. Масло при цене 10 руб. Тогда 0,102 кг/час х 10 = 1,02 руб.
3. Электричество по 3,5 руб. Итого 1,09 х 3,5 = 3,8 руб.

Цифры по регионам разнятся, но степень выгоды ясна даже при предварительных расчетах.

Самодельный отопительный агрегат при грамотном изготовлении по эксплуатационным характеристикам не уступает промышленным образцам, а по дешевизне приобретения превосходит их.

Источником тепла служат отходы нефтепродуктов:

• моторные масла ДВС (двигателей внутреннего сгорания);
• смазка трущихся деталей механизмов;
• теплоносители в компрессорах и холодильниках.

Самодельный агрегат не уступает промышленным.

Они отличаются по плотности, вязкости и примесям, но все пригодны для вторичного использования.

Функции

Помимо основной задачи – отопления помещений – котлы на отработанном масле решают проблему загрязнения окружающей среды:

1. На автопредприятиях скапливаются объемы использованных смазочных материалов, которые необходимо утилизировать с финансовыми потерями. Продажа ГСМ потребителям или перекупщикам улучшает экономические показатели.
2. Отказ от электрического и газового отопления экономит энергоресурсы.
3. Конечный выброс из котла – двуокись углерода – утилизируется флорой. Масло же разлагается годами, отравляя почву.

Самодельные агрегаты автономны, не требуют прокладки газопровода и линий электропередач.

Принцип действия

Выделение тепла в таких котлах происходит при окислении углеводородов, из которых состоят продукты переработки нефти. Полное сгорание отработки осуществляется тогда, когда конечные продукты химической реакции выделяются в виде углекислого газа. Оно происходит в температурном интервале 6000°С ± 200°C. Для этого масло предварительно разогревают и испаряют, а следом сжигают при избытке кислорода.

Принцип работы котла на отработке.

Процесс температурного разложения органики называется пиролизом и утилизирует использованные смазочные материалы, трансформируя их в газообразные отходы.

В результате получаются:

• двуокись углерода;
• азотистые соединения, необходимые для растительного мира;
• тепло, которое используется хозяином установки по своему усмотрению.

Дополнительную пользу этот процесс приносит рассеиванием ядовитых добавок и присадок в составе масел. Они разлагаются при температурном воздействии и разбавляются атмосферой до безопасных концентраций.

Обогрев помещения осуществляется либо в результате прямого контакта с разогретыми деталями агрегата, либо при нагреве теплоносителя (воды), который циркулирует по системе трубопроводов и радиаторов отопления.

Основные виды и классификация

По назначению отопительные устройства делят на группы:

• печки для бытовых нужд;
• котлы для нагревания воды;
• отопительные агрегаты.

По назначению устройства бывают для бытовых нужд.

По способу нагрева помещения их классифицируют как:

• воздухонагреватели, которые напрямую через контакт с теплыми стенками корпуса повышают температуру комнаты;
• котлы с теплоносителями, по трубопроводам транспортирующие тепло от источника к радиаторам.

Все конструкции котлов делят по функциям на одно- и двухконтурные. Первые предназначены только для отопления площадей, вторые, кроме нагрева теплоносителя или воздуха в помещении, разогревают воду для бытовых нужд. Котел на отработке с водяным контуром позволяет сокращать затраты на энергоресурсы.

Конечных потребителей бывает несколько. В таких случаях планируют не один водяной контур.

Нюансы изготовления своими руками

Сложности в изготовлении для новичка зависят от самой конструкции котла. Схема узла утилизации топлива предусматривает наличие 2 частей: испарительного отсека и камеры сгорания.

Из емкости с запасом масла отработка самотеком либо при помощи насоса направляется в нижнюю часть устройства – испарительную. Здесь она согревается до температуры испарения жидкости.

Пары самостоятельно, по законам физики, перемещаются в верхнюю часть сооружения. В этой камере происходит их смешивание с атмосферным кислородом, поступающим по воздуховоду под давлением либо естественным путем.

Пары масла смешиваются с атмосферным кислородом.

Масляно-воздушная взвесь сгорает с образованием газообразных продуктов и выделением тепла. Дым с примесями и несгоревшими частицами удаляется по воздуховоду. Полученные калории используют для поддержания планируемых температур в помещении.

Основные сложности при изготовлении отопительного прибора:

• соблюдение герметичности емкости хранения и путей подачи масла, обладающего повышенной текучестью;
• необходимость исключить прямой контакт с корпусом камеры сгорания из-за высокой температуры стенок;
• прокладка трассы воздуховодов, по которым отводятся ядовитые газы.

Указанные нюансы учитывают на стадии планирования.

Устройство: конструктивные тонкости самодельного агрегата

Производительность аппарата зависит от степени готовности масла к преобразованию в горючее газообразное состояние. При грамотной организации процесса разогрева оно сгорает без остатка, с образованием безвредного дыма, не содержащего ядовитых примесей.

Для достижения этого результата рекомендуют внизу смонтировать емкость в виде толстостенной (свыше 5 мм) чашки, в которую отработка подается прерывисто в виде капель. Испарение происходит полностью до момента поступления следующей порции.

Устройство котла на отработке.

Необходимо разработать механизм предварительного разогрева чаши. Это может быть посторонний источник огня по типу паяльной лампы либо фитиль, пропитанный горючим веществом и перед пуском котла работающий при отключенной подаче масла. Для предотвращения остывания узла возможно предусмотреть поступление отработки в режиме «холостого хода».

Струйная подача масла приводит к накоплению ее неиспарившихся компонентов на стенках агрегата. Важно организовать поступление чистого топлива малыми порциями. Это может быть самодельный дозатор либо модификация механизмов с других агрегатов.

Топливо для котла поступает с загрязненными продуктами трения металлическими деталями в виде крупинок или стружки.

Для устранения твердых фракций в систему подачи горючего включают автомобильный масляный фильтр.

Варианты конструкций

Для сжигания топлива в самодельных котлах применяют 3 способа:

• открытое горение нефтепродуктов в резервуаре с последующим дожиганием во вторичной камере (пиролизную трансформацию горючего агента);
• самостоятельно изготовленные либо промышленные горелки (конструкцию Бабингтона);
• капельный метод с принудительной поддувкой воздуха.

В зависимости от выбора варианта узла для образования пламени разрабатывается дальнейший вариант конструкции.

Для сжигания топлива применяют капельный метод.

Нагреватель воздуха в помещении без водяной рубашки состоит только из емкости для сжигания отработки и иллюстрирует сам принцип работы. Емкость с порцией топлива находится на полу, пламя испаряет масло, которое сгорает в дожигателе, а горячий газ устремляется вверх, накаляя воздухонагреватель.

Конструкцию с капельной подачей отработки новичкам рекомендуют по следующим причинам:

• масляные горелки со сложным устройством требуют дополнительных нагнетательных компрессоров и капризны в эксплуатации;
• процесс поверхностного горения пожароопасен, сделать для такого узла водяной теплоотвод непросто;
• капельницу несложно изготовить, она работает без автоматики, не требует трудозатратных профилактических работ.

От остальных конструкций она отличается по следующим показателям:

• топливо дозируют каплями, которые падают на дно емкости, где испаряются и сгорают в дожигателе;
• теплообменником является металлический корпус, внутри которого помещают вторичную камеру;
• принудительное поступление воздуха осуществляют через нее.

Усложнение конструкции компенсируется экономичностью, безопасностью и удобством в эксплуатации.

Из баллона

Бюджетной заменой технологичной стали корпуса котла служат непригодные для работы кислородные (d=220 мм) и пропановые (d=300 мм) баллоны.

Из баллона можно сделать бюджетный котел.

Особенности изготовления:

• капельницу делают из нержавеющей стали толщиной не более 3 мм по чертежу 2.
• берут готовую чашу для пламени или изготавливают ее с учетом последующих извлечений через ревизионный люк;
• вырезают отверстия для дымохода и нижнего люка, на нем крепят дверцу;
• на дожигателе первоначально высверливают 3-4 ряда дырок, остальными отверстиями дополняют конструкцию при отладке;
• монтируют воздуховод с креплением для вентилятора, который оснащают регулятором оборотов для дозирования потока воздуха;
• присоединяют топливопровод с регулятором подачи (автоматической поилкой для скота);
• к корпусу приваривают раму, обеспечивающую вертикальную устойчивость;
• после пробных пусков проводят настройку продуктивного режима работы агрегата (при этом ориентируются на цвет пламени: синий – полное сгорание, желтый – норма, красный – сигнал для регулировки путем высверления дополнительных дырок во вторичной камере).

Основной признак верно отрегулированного котла – бесцветный, без копоти от несгоревших углеводородов и сажи дым из трубы.

При смене масла с иным составом меняют характеристики горения и скорость капельной подачи.

Подготовительные мероприятия

Первоначально находят источник топлива и изучают целесообразность его использования для обогрева. При положительном решении проводят мониторинг цен магазинных котлов и их эксплуатационных характеристик. Рассчитывают стоимость материалов и работ, которые будут выполнять с оплатой. Если сравнение не выявляет преимуществ самоделки – покупают магазинный агрегат.

Агрегат иногда выгоднее купить, чем сделать самому.

Схемы и чертежи

Первоначально рисуют детальный план системы отопления:

• само обогреваемое помещение с обозначением окон, дверей;
• предполагаемое место для котла;
• размещение резервуара для топлива;
• отведение продуктов горения;
• схему циркуляции жидкости по трубам и радиаторам отопления.

Потом составляют чертежи для каждого элемента отдельно.

Для котла делают самостоятельный рисунок с размерами и пояснительными заметками о способах сборки деталей.

Схема котла на отработке.

Перечень необходимых материалов и инструментов

Изготовление деталей, их сборка и монтаж отопительной системы требуют навыков в проведении слесарных и сварочных работ. Инструмент подбирают соответствующий.

Для работ по металлу нужны:

• тиски;
• молотки;
• ножницы по металлу;
• инструменты для нарезания резьбы;
• напильники;
• дрели с набором сверл;
• углошлифовальные машинки;
• разметочный инструмент;
• набор гаечных ключей.

Для работ по металлу нужны тиски.

Для сварки необходимы аппарат-инвертор, оборудование к нему, асбестовое полотно. Большинство герметичных соединений осуществляют сварными швами и при отсутствии соответствующих навыков эти работы перепоручают сторонним исполнителям.

Материалы подбирают с учетом рекомендаций:

• газовые баллоны (2 шт.), которые сформируют корпус с удаленными сферическими частями;
• нержавеющую сталь для чаши испарения и камеры дожига толщиной 3-4 мм;
• трубу из того же материала для подачи топлива;
• полосу металла 45х5 мм для обода верхней крышки;
• жаровые (d=32 мм, толщина стенок > 3,5 мм) и теплообменные (толщина стенок от 4 мм) трубы;
• асбестовые пластины и шнуры;
• пластину для нижнего лючка.

Все работы проводят со средствами индивидуальной защиты.

Подробная инструкция по сборке

Котел на отработанном масле функционирует по схеме:

• топливо поступает по трубе внутри камеры дожига, где предварительно разогревается;
• порции в виде капель испаряются в чаше и сгорают в потоках нагнетаемого воздуха;
• тепло отводит жидкость водяной рубашки;
• использованная газовая смесь вытесняется в воздуховод.

Топливо поступает по трубе, капли испаряются, газовая смесь вытесняется в воздуховод.

Этапы изготовления:

1. Корпус баллона применяют как наружный кожух, трубу 150 мм – как стенку камеры сгорания. К ней с торцов приваривают пластины, на которые сваркой укрепляют 10-12 теплообменных труб. Снаружи они будут омываться жидкостью, изнутри согреваться исходящими продуктами сгорания.
2. В кожух вваривают патрубки со шлицами для подачи теплоносителя в систему отопления. Верхнюю половину корпуса прикрывает крыша из металлической пластины.
3. В нижнем баллоне вырезают проемы для дымохода и ревизионного лючка.
4. В верхнюю крышу котла вваривают горловину для монтажа системы подачи масла и воздуха.
5. Оба корпуса баллонов сваривают в цилиндр метровой высоты. Поверх шва пластиной и асбестовым шнуром формируют кожух соединения – обечайку.
6. Из труб, скрепленных сваркой, изготавливают комплект из воздуховода, трубы подачи топлива и крышки для соединения с горловиной котла. Нижний торец дожигателя закрывают пластиной с 4 отверстиями. В центральное вставляют трубу подачи масла. Систему укрепляют сверху болтами для последующей регулировки камеры.
7. На дне нижнего баллона размещают чашу воспламенения с учетом ревизионного лючка. Далее обрезают пластины теплообменника по месту и завершают его установку внутри корпуса.
8. Приваривают верхнюю крышку, соединение укрепляют обечайкой.
9. Размечают, изготавливают и приваривают ножки к низу котла. Размещают его на запланированном месте и проверяют на устойчивость.
10. Приступают к работам по монтажу дымохода, емкости для горючего и труб отопления.

Самостоятельная установка отопительного прибора

При монтаже соблюдают рекомендации по сборке деталей агрегата:

1. Корпус нагревательного прибора и незащищенные термоизоляцией секции дымохода устанавливают на расстоянии полуметра от деревянных и пластиковых элементов строения. Для огнестойких конструкций – не ближе 10 см.
2. Выходное отверстие и внешние фрагменты дымохода утепляют и защищают сэндвич-укрытием для предотвращения накопления конденсата и отложений сажи.
3. Установленные жидкостные магистрали оснащают предохранителями от избыточного давления и удаления пузырьков воздуха, скомпонованными в группу безопасности.
4. Котельную оборудуют системой вентиляции с рекуперацией для удаления запахов и поступления новых порций кислорода к пламени.
5. Для управления мощностью агрегата устанавливают нагнетатель подачи топлива с управлением числа оборотов как дополнение к обязательному регулировочному крану. Котел оснащают термостатом, блокирующим поступление солярки при перегреве корпуса.

При монтаже котла соблюдают правила по сборке.

Для местностей с неплановыми отключениями электричества автоматику, нагнетающие устройства и оборудование дублируют автономными источниками питания. Возможны монтаж параллельной подачи топлива автомобильными насосами и удаление продуктов горения вентиляторами, работающими от резервных 12-вольных аккумуляторов.

Безопасная эксплуатация

Безразличие топки к составу смеси, из которой состоит отработка, не отменяет контроля за ее качеством. Наличие легковоспламенимых примесей (бензина, ацетона, керосина) приводит к нарушению работы, в тяжких случаях – к порче аппарата.

Необходимо исключить вероятность попадания воды в камеру сгорания. Протечка водяной рубашки выведет аппарат из строя. Возможен разлив горящей солярки.

Рабочие поверхности имеют опасную температуру, поэтому при установке котла контакт с ними при нахождении рядом предотвращают во избежание получения ожогов.

Необходима периодическая очистка горелок и испарительной камеры в холодном состоянии. Загрязнение снижает коэффициент полезного действия установки и приводит к неполному сгоранию топлива с образованием копоти, оседающей на воздуховодах.

В помещении, где установлен отопительный прибор, выгорает кислород, что требует продуманной вентиляции. Воздух в котельной от соприкосновения с котлом и дымоходом становится сухим, поэтому необходимо его увлажнение.

Загрязнение горелок снижает КПД установки.

Отработка огнеопасна, важно соблюдать осторожность при хранении запасов.

Преимущества и недостатки самодельных котлов на отработанном масле

Достоинства:

1. Низкая стоимость самоделки. В цену заводского изделия помимо сырья и работы включены расходы фирмы.
2. Всеядность. Энергоносителями служат любые сорта масел и нефтепродуктов, вплоть до солярки и их смеси.
3. Постоянное улучшение производительности. Автор самодельной конструкции способен снизить эксплуатационные расходы путем модернизации котла (установки автоматики и пр.).
4. Удобство в ремонте и обслуживании. Хозяин подгоняет характеристики изделия к особенностям его использования.

Недостатки:

1. Отработка «грязнее» газа и электричества. Ущерб окружающей среде ощутимее.
2. Сгорание происходит при высоких температурах, что заставляет применять толстостенные заготовки.
3. Требуется изолированное помещение для установки котла и емкости для топлива из-за невозможности устранить запах нефтепродуктов.
4. Обязательна утилизация твердых отходов с соблюдением экологических требований.
5. Сложны разогрев и пуск агрегата.
6. Необходима обязательная очистка масел от примесей.
7. Коэффициент полезного действия заводских изделий выше из-за проведения предварительных инженерных расчетов.

Выбор конструкции отопительных приборов зависит от баланса положительных и отрицательных качеств.