Шахтный котел на дровах: устройство и рекомендации по эксплуатации

Из-за дороговизны газа и угля владельцы частных домов переходят на более дешевые виды топлива. Котел шахтный на дровах – теплогенератор, обеспечивающий эффективный обогрев помещения. Он не требует постоянного присмотра и частого обслуживания.

Котел шахтный на дровах: описание и особенности

Агрегат отличается высокой теплоотдачей, быстро обогревает помещение, обслуживается просто. Топка по конструкции напоминает шахту и вмещает в себя большое количество дров. Одной загрузки топлива хватает на 8-12 часов работы теплогенератора.

Поддувало выполнено таким образом, что воздуха подается немного. Его не хватает, чтобы загорелось все топливо, поэтому огонь локализуется на нижнем слое. Свежая порция дров поступает непрерывно. Горение не прекращается, пока не закончится все топливо. Благодаря такой особенности рассматриваемые агрегаты называют котлами длительного нижнего горения.

Верхний слой дров тлеет, образуя пиролизные газы. Они затягиваются воздухом во вторичную камеру, где и сгорают. Тепловая энергия газов и открытого пламени нагревает теплообменник.

Устройство и принцип работы котла

Существует несколько видов шахтных теплогенераторов, различающихся исполнением топочной камеры. Из наиболее востребованных – котел Холмова, названный так по имени изобретателя.

Он состоит из:

• 

  стального корпуса;

• топливной шахты;
• отсека с теплообменником;
• дверцы;
• колосников;
• зольника;
• патрубка для дымохода;
• резьбовых труб для подключения водяного отопления.

Энергозависимые агрегаты оборудованы дымоотсосом, контроллером, управляющим процессом топки, предохранительной системой. Большим спросом пользуются агрегаты, работающие без электричества. Режим контролируется терморегулятором.

Шахтный дровяной теплогенератор имеет 2 вертикальных камеры: сгорания и теплообменник. Топка расположена на всю высоту, дрова загружаются через люк сверху. Во втором отсеке размещаются трубы, по которым циркулирует теплоноситель для системы водяного отопления.

Теплогенерация происходит 2 способами: от полноценного горения топлива и дожигания пиролизных газов в нижней части вторичного отсека. Воздуха через поддувало поступает мало, огонь охватывает только нижний слой дров высотой до 20 см, остальные тлеют. На место сгоревшего топлива под собственным весом медленно оседает на жар и поджигается очередная порция.

Между топкой и второй камерой устроена вертикальная перегородка с небольшим просветом снизу. Через это отверстие воздух засасывает пламя. Здесь самая высокая температура, достигающая +800° С. Выделяемая энергия передается теплообменнику.

От высокой температуры из тлеющих дров, которые находятся сверху, образуются органические соединения. Вместе с дымом они затягиваются воздухом, поступающим через поддувало, проходят сквозь угли, превращаясь в пиролизные газы. Они дожигаются во второй камере, отдавая тепло воде, циркулирующей по трубам.

Как правильно топить

Для реализации преимуществ шахтного котла и повышения эффективности теплоотдачи важны 2 момента: качество топлива и правильная укладка. Дрова твердых (например, хвойных) пород содержат много смол, которые скапливаются на стенках камер, и понижают эффективность работы. Древесные брикеты, пеллеты удобны в использовании, хорошо горят, но цена на них выше.

Соблюдают несложный алгоритм:

1. На колосники укладывают немного топлива, поджигают, как в дровяной печи. Спустя несколько минут пламя разгорается. Когда оно становится сильным, котел выходит в рабочий режим.
2. Проводят дозагрузку топлива. Агрегат начинает работать в пиролизном режиме.

Не меньше половины закладки должно приходиться на сухие дрова. Полена повышенной влажности укладывают сверху: к моменту горения они успевают просушиться.

Распространенная ошибка пользователей – неправильная укладка дров, отчего они застревают в шахте. Котел устроен по принципу нижнего горения, поэтому топливо должно само опускаться на жар.

Чтобы горение не прерывалось, полена должны быть немного короче расстояния между стенками загрузочного отсека. Дрова укладывают поперек шахтного отверстия: тогда они смогут беспрепятственно опускаться вниз.

Как увеличить продолжительность горения

Многие желают увеличить время работы теплогенератора от одной закладки топлива, чтобы реже пополнять запас. Используют 2 распространенных метода: влажные дрова и минимальную подачу воздуха.

Внимание: существенно увеличить продолжительность горения не удастся. Недостатков у таких приемов больше, чем преимуществ.

Для наиболее эффективной работы агрегата производители котлов рекомендуют использовать дрова влажностью не выше 20%. Сырое топливо снижает КПД котла, потому что часть энергии расходуется на испарение влаги. Кроме того, образуется много сажи, смолы, все это оседает на стенках, понижая эффективность нагрева воды в теплообменнике. Сужаются газовые каналы, котел дымит.

Производители оборудования допускают использование топлива влажностью до 45% и выше, учитывая при этом возможные негативные последствия такой эксплуатации.

К подобному результату приводит перекрытие подачи кислорода ниже нормального уровня. Горение замедляется, дрова тлеют, образуется излишек сажи, который оседает на стенках, снижая эффективность теплопередачи. Перекрытие задвижки на дымоходе приводит к аналогичным последствиям.

Эффективная работа котла возможна при 60-90% мощности. Увеличить время горения можно, но в небольших пределах. Если этим злоупотреблять, дом будет хуже прогреваться, затраты на топливо окажутся выше.

Достоинства и недостатки

Главные преимущества по сравнению с котлами других типов:

1. Способность сжигать топливо любого качества. Кроме дров, используют древесные брикеты, пеллеты, отходы деревообработки.
2. КПД, достигающий 85%.
3. Возможность регулировать мощность.
4. Продолжительная работа без подачи дополнительной порции топлива.
5. Удобная конструкция с отдельными люками для загрузки дров и удаления пепла.
6. Безопасность эксплуатации. Возможность проникновения угарных газов в помещение нулевая.

К недостаткам относятся повышенное образование сажи, оседание на стенках дегтя. Для поддержания оптимальной теплоотдачи требуется периодическая чистка. К тому же большие размеры и вес оборудования усложняют монтаж.

Как сделать шахтный котел в домашних условиях

Существует много чертежей агрегатов длительного горения для самостоятельного изготовления.

Для домашней сборки котла Холмова понадобится изготовить:

• топку;
• загрузочную шахту;
• зольную камеру;
• колосники;
• теплообменный отсек;
• дверцы;
• заслонки;
• дымовую трубу.

Наиболее важно правильно изготовить теплообменник. Если расположить его слишком низко, котел мгновенно закипит, что повлечет за собой непредсказуемые последствия.

Что нужно для изготовления

Чтобы собрать отопительный агрегат, понадобятся:

1. Листовой металл Ст 20 толщиной 3 мм и более. Высокоуглеродистая сталь не подходит, т.к. быстро прогорает. При возможности приобретают легированный металл.
2. Трубы бесшовные различного диаметра для теплообменника.
3. Асбестовый шнур.

Для работы требуются болгарка, сварочный аппарат, дрель, слесарные инструменты.

Пошаговая инструкция изготовления шахтного котла на дровах

Начинают с изучения чертежа, после чего переносят размеры деталей на листовой металл. Вырезают элементы, сваривают корпус.

Далее приступают к изготовлению и монтажу внутренних частей:

1. Вырезают по размерам перегородку для установки между камерами котла. В ней проделывают отверстия: сверху и немного выше колосника.
2. Деталь устанавливают внутрь корпуса, приваривают.
3. Со стороны топки на верхнем отверстии перегородки устанавливают задвижку. С обратной стороны монтируют патрубок дымохода.
4. Приваривают стальные колосники: чугунные быстро деформируются. Делают их самостоятельно из листа металла или покупают.
5. В нижней части топки вырезают отверстие для зольника. Аналогичную операцию выполняют в стенке камеры теплообменника.
6. К проделанным отверстиям приваривают горловины, выступающие наружу на 6 см, внутрь – на 3 см.
7. Готовят основание для водяной рубашки: изнутри второго отсека горизонтально приваривают уголки. Расстояние до верха должно составлять 4 см, нижний ряд – располагаться на уровне с дном камеры догорания.
8. Устанавливают водяную рубашку, теплообменник из труб. Готовую деталь вставляют внутрь, обваривают.
9. В камере догорания на одном уровне с колосником приваривают дно. У внутренней перегородки треть детали расположена горизонтально, дальше она поднимается согласно чертежу.
10. Выше дна вырезают отверстие под трубу для воздуха. В ней проделывают много отверстий, вваривают ее в корпус. Наружу труба выходит на 60 мм, и на этом участке дыр нет.

Чтобы удобнее было устанавливать теплообменник, боковину корпуса со стороны этой камеры приваривают после монтажа водяной рубашки.

Внутреннюю часть камер котла футеруют шамотным кирпичом. Для прохода газов оставляют отверстия напротив проделанных в металле.

Советы и рекомендации по эксплуатации

Перед запуском проводят испытания: нагнетают воздух под давлением 1,5 атм. Наблюдают за швами, предварительно промазанными мыльным раствором: нет ли разгерметизации.

Полностью загруженный топливом котел выходит на номинальную мощность за 20 минут. В течение часа расходуется в среднем 3 кг дров. Продолжительность горения при нормальном режиме зависит от вместимости бункера.

Если погода не требует высокой температуры теплоносителя, многие агрегаты переключаются на тлеющий режим. Производители советуют загружать меньше топлива. Тление плохо сказывается на состоянии газоходов, внутренней поверхности котла.

Из всех твердотопливных агрегатов шахтные самые удобные, эффективные, неприхотливые. Для загородных домов это лучшее решение проблемы с отоплением.