Разница между открытой и закрытой камерой сгорания. Котел внутреннего сгорания

ПАРО-ВАКУУМНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | мир транспорта

Более 30 лет назад, будучи увлеченным затеей: «Построить свой, самодельный автомобиль.» — столкнулся с проблемой поиска подходящего двигателя. Мотоциклетный двигатель меня не устраивал, по разным причинам. Автомобильный двигатель был для меня слишком дорогим удовольствием, да и великоват он был для моей малолитражки. Пришлось призадуматься о том, чтобы сконструировать самодельный, простой двигатель. Можно было, конечно, использовать готовые детали от различных двигателей и собрать двигатель внутреннего сгорания, но мне хотелось создать простой, необычный двигатель, который можно было бы изготовить в домашних условиях. Надо ли говорить о том, как я был поглощен этой идеей. И днем и ночью все мысли мои были направлены на поиски вариантов нового двигателя. Однажды на работе (а работал я в то время художником-оформителем, на Одесском заводе кабельных изделий), обдумывая возможность применения пневмо-двигателя, я вспомнил статью в журнале «Техника Молодежи», в которой приводились примеры нестандартных решений в изобретательстве, когда изобретатели поступали наоборот, чтобы достичь желаемого результата. И я подумал: «В большинстве двигателей используется высокое давление газов, даже в паровом двигателе старались использовать высокое давление пара, а если сделать наоборот? Если использовать вакуум?» Так, постепенно, шаг за шагом, пришел я к идее паро-вакуумного двигателя замкнутого цикла. Чтобы не расписывать все подробности и не испытывать ваше терпение — перейду сразу к делу. Далее представлены схемы и описание двигателя. в том виде, какими они были лет пятнадцать назад. Все началось с пневмо-двигателя наоборот. То есть, для работы двигателя использовалось не высокое давление газа в баллоне, а частичный вакуум. Работа двигателя обеспечивается разностью давлений: — атмосферного, и в баллоне.

Одесса 002

Использование такого двигателя на транспорте, конечно же не целесообразно, из-за ограничения продолжительности его работы, связанного с небольшими габаритами баллона. Увеличение объема баллона тоже не приведет ни к чему хорошему. Вот если в двигатель подавать не атмосферный воздух, а водяной пар, тогда совсем другое дело. Так, постепенно определился один из вариантов паро-вакуумного двигателя, с использованием жидкого, либо газообразного топлива для нагрева воды до рабочего состояния, 75-95 градусов по Цельсию. Почему именно такая температура? а больше и не нужно.

Одесса 005

Рассмотрим более подробно принцип работы данного двигателя. Чтобы двигатель заработал, необходимо, между внутренней и внешней оболочками водяного бака, создать частичный вакуум. Почему частичный? да потому, что если перестараться, то оболочки просто сплющит атмосферным давлением. Чтобы этого не случилось, предусмотрен предохранительный клапан 5. На схеме изображен вакуумный насос, но он предназначен лишь для автоматического поддержания заданного значения вакуума. Создать рабочее разрежение гораздо проще путем впуска небольшой порции пара в пространство между оболочками. После этого, достаточно лишь дождаться когда пар, охладившись, снова превратится в воду, уменьшившись, при этом, в объеме, в 1600 раз! Итак, между стенками емкости для горячей воды мы имеем область низкого давления, а снаружи — обычное, атмосферное давление воздуха. Разность давлений поддерживается в пределах прочности стенок емкости, с некоторым запасом, чтобы емкость не сплющило атмосферным давлением. Внутри емкости находится горячая, (75-95 градусов) вода. При открывании вентилей 2 и 3, в рабочих камерах двигателя, разделенных ротором и заслонкой, возникает разность давлений, что приводит в движение ротор двигателя. В зоне вентиля 3 создается разрежение, благодаря которому, вода из емкости начинает поступать в дозирующее устройство, а из него в предварительную камеру парообразования, в которой превращается в пар. Как это происходит и почему вода превращается в пар? Давайте рассмотрим график зависимости температуры кипения воды от давления воздуха. (Источник — книга «Мир воды», автор В.Ф. Дерпгольц, 1979 год)

Одесса 006

На графике четко видно, что с понижением давления воздуха, понижается и температура кипения воды. Следовательно, вода, нагретая до температуры кипения при нормальном атмосферном давлении, попав в камеру с низким давлением воздуха, быстро закипает и превращается в пар. Совершив работу по перемещению рабочего ротора двигателя, пар поступает в охладитель, состоящий из многочисленных трубок, где охлаждается и снова превращается в воду. Из охладителя вода попадает в специальную емкость, а оттуда снова закачивается насосом в основную емкость для воды. Вот, собственно и весь нехитрый процесс превращения воды в пар и последующее превращение пара снова в воду. Принцип работы паро-вакуумного двигателя думаю вполне понятен по приведенной схеме и более подробных объяснений не требует, но если я что-то упустил и у кого то возникнут вопросы — всегда готов помочь.

Теперь рассмотрим данный двигатель в сравнении с традиционным паровым двигателем и современным двигателем внутреннего сгорания. Сейчас много разговоров о том, что двигатель внутреннего сгорания губит окружающую среду своими ядовитыми выхлопными газами. Учитывая то, что автомобилей сегодня очень много и количество их стремительно увеличивается — угроза экологической катастрофы приобретает все более реальные очертания. Тем не менее, решение этой проблемы оказывается давно уже есть, просто его всячески пытаются скрыть и «похоронить». Я говорю о водородном топливе, которое вполне способно заменить бензин и дизельное топливо уже сейчас, но все попытки воплотить в жизнь эти новшества наталкиваются на жесткую блокировку, вплоть до физического уничтожения изобретателей. АВТО НА ВОДЕ — YouTube

Однако, вернемся к сравнению достоинств и недостатков упомянутых двигателей.

Современный двигатель внутреннего сгорания, за долгие годы своего существования, претерпел много доработок и усовершенствований, «оброс» множеством дополнительных электронных датчиков и устройств, облегчающих его эксплуатацию и обеспечивающих оптимальный режим работы. Все это хорошо. Двигатель достаточно компактен, оснащен эффективной системой шумо-понижения от выхлопа отработанных газов. Достаточно экономичен и так далее. Все мы к нему давно привыкли и не представляем себе автомобиля с другим двигателем. Однако, есть у него и много недостатков. Например;

— для запуска двигателя обязательно нужен стартер,

— для охлаждения двигателя нужна система охлаждения,

— для трогания с места нужен механизм сцепления,

— для разных режимов движения нужна коробка передач,

— для понижения шума от выхлопа отработанных газов нужна система шумо-понижения,

— высокие обороты двигателя приводят к недолговечности конструкции,

— во время остановок двигатель продолжает работать, что также сказывается на долговечности.

Паровой двигатель лишен всех этих недостатков, он прост конструктивно, надежен и долговечен. Может работать на дешевых видах топлива и экологически чист, то-есть не загрязняет окружающую среду. Современные технологии позволяют сделать его достаточно компактным и безопасным, чтобы использовать на автомобильном транспорте и даже в авиации. Но, паровой двигатель высокого давления по прежнему не экономичен. Кроме запаса топлива, ему нужен еще и запас воды, а это значит, что нужно дополнительное место для емкости, а в зимнее время еще и подогрев этой емкости, чтобы вода не замерзла.

Паро-вакуумный двигатель, сохранил в себе все достоинства парового двигателя, то-есть;

— может работать на любом виде топлива,

— бесшумен и ему не нужны ни стартер, ни сцепление, ни коробка передач, ни глушитель,

— обороты двигателя в три раза меньше, чем у двигателя внутреннего сгорания, а значит и долговечность выше,

И в дополнение к этому, паро-вакуумный двигатель обладает уникальными свойствами, которых нет ни у одного другого двигателя. Использование вакуума вместо высокого давления пара, резко повышает КПД двигателя, поскольку энергозатраты значительно снижаются. Кроме того, мощность двигателя напрямую зависит от прочности материалов, из которых двигатель изготовлен. То-есть, если задать высокое значение вакуума в системе двигателя, то атмосферное давление просто расплющит емкости и трубопроводы системы.

Но самое важное достоинство паро-вакуумного двигателя в том, что он может работать от солнечной энергии. Правда пока лишь в стационарном режиме.

На схеме (внизу), изображен еще один вариант двигателя, в режиме теплового аккумулятора. Это когда нет дополнительного подогрева воды, а просто в емкость заливается горячая вода. При нормальном, атмосферном давлении, она остается водой, а попадая в емкость с частичным вакуумом — закипает и превращается в пар.

Одесса 003

В работе двигателя опять таки используется разность давлений — с одной стороны частичный вакуум, а с другой пар, давление которого равно атмосферному. Работать такой двигатель будет до тех пор, пока температура воды не понизится до критической, когда пар уже не будет образовываться при данном значении вакуума.

205441 Представьте себе такую ситуацию; Утром, собираясь на работу, или просто в поездку, Вы проверяете уровень воды в баке автомобиля, если нужно — доливаете из обычного водопроводного крана и подключаете, к бытовой электро-сети, электрический подогреватель воды. Пока Вы завтракаете — вода уже нагрета до рабочего состояния. Вы садитесь в свой автомобиль и бесшумно, именно бесшумно, трогаетесь в путь. Никакого запаха бензина, или соляры. Никакого дыма и фырчания из выхлопной трубы, никакого стартера, сцепления, коробки передач, и прочих атрибутов современных ДВС. Только две педали; Газ и Тормоз, да рычажок переключения направления движения — «Вперед-Назад». Дозаправиться можно везде и всегда, хоть из лужи воды, (в критической ситуации), а нагреть воду можно даже и на костре. Ну, это уже в очень крайней ситуации.

Еще хочется добавить, что все пневмо-двигатели, в том числе и паровые, очень просты конструктивно, и потому максимально неприхотливы и надежны. А еще и намного долговечнее двигателей внутреннего сгорания. Ведь ДВС работает, даже во время стоянки. Один английский автолюбитель, всю свою жизнь проездил на паровом автомобиле и ни разу не заглядывал в двигатель, — не было такой необходимости. Потому, что двигатель, даже в максимальном режиме развивает обороты в три раза меньшие, чем ДВС, а во время остановок, двигатель тоже стоит. Вот почему у него такой долгий срок жизни.

Ну вот, пожалуй и все, что я хотел сказать о своей идее Паро-вакуумного двигателя. На практике эта идея не применялась, то-есть рабочей модели двигателя не было изготовлено. Все, что здесь изложено, лишь теоретические рассуждения. Будет работать такой двигатель, или нет — покажет практика. У меня лично нет никаких сомнений в работоспособности этого двигателя и перспективности его применения.

Похожие статьи : «Имеет ли будущее паровой автомобиль.»

«Солнечная электростанция»

vseotransporte.ru

Закрытая камера сгорания или открытая

газовый котел для отопления Потребитель при выборе отопительного котла сталкивается с очень большим количеством оборудования, которое ему предлагает современный рынок, поэтому принятие оптимального решения при покупке становится кропотливым и достаточно трудным делом. Изначально необходимо исходить из оценки возможности помещения и предпочтительного способа отопления дома.

напольный газовый котел для отопления Рекомендация большинства специалистов — установить газовый котел настенный с закрытой камерой сгорания, занимающий сейчас основную долю представленных моделей газовых теплогенераторов и применяемый в частных домах и в небольших производственных или общественных помещениях. Его качественными преимуществами являются компактность, экономичность, ценовая целесообразность и простота обслуживания.

Типы газовых котлов

Существует деление по типу камер сгорания котлов. Различают закрытые и открытые. Конвекционные котлы могут быть обоих типов, конденсационные обладают только закрытым типом. Более подробно про другие экономичные котлы отопления для частного дома можно прочитать здесь.

Котлы, с открытой камерой сгорания

настенный котел с открытой камерой сгорания Открытая камера характеризуется естественной тягой. При этом забор воздуха производится из помещения, вывод продуктов сгорания производится через дымоход. В случае недостаточной вентиляции, будет постоянно ощущаться недостаток кислорода и существует риск попадания продуктов сгорания внутрь. Но эти котлы имеют более низкий порядок цены.

Котлы с камерой закрытого типа желательно устанавливать в помещении с оборудованным вертикальным дымоходом.

Котлы, с закрытой камерой сгорания

Имеющий в своем устройстве принудительную тягу, газовый котел с закрытой камерой сгорания делает возможным удалять продукты сгорания с помощью электровентилятора из камеры через коаксиальный дымоход. Последний представляет собой одну трубу, находящуюся внутри другой. В камеру сгорания воздух засасывается через наружную трубу, а выводится через внутреннюю. Обычное расположение такого котла вертикальное.

Настенные и напольные котлы

виды газовых котлов отопления По вариантам исполнения различают напольные и настенные котлы. Тип настенных котлов обладает преимуществом более компактного расположения, занимая немного места, что делает их применимыми даже в городских квартирах. Устанавливая газовый напольный котел с закрытой камерой сгорания, нужно помнить, что может потребоваться отдельное помещение. Но они обладают большей мощностью и оборудованы чугунными теплообменниками. Далее, газовые котлы для отопления дома бывают двухконтурные и одноконтурные.

Одноконтурные газовые котлы

одноконтурный газовый котел Задачей, которую выполняют одноконтурные газовые котлы с закрытой камерой сгорания, — обеспечение отопления. Двухконтурные выполняют одновременно функцию отопления, а также производство санитарно-технической горячей воды. Нередко используемые котлы отопительные газовые одноконтурные в своем устройстве имеют способ нагрева теплоносителя в теплообменнике и дальнейшее его поступление в систему отопления, там производится отдача тепла и нагрев помещения.

Двухконтурные газовые котлы

двухконтурный газовый котел Двухконтурный котел, являясь эффективным обогревательным устройством, имеет несколько иное устройство. Он используется, когда нужно решить задачи потребности наличия горячей воды и обеспечить достаточный уровень отопления. Выбор большинства потребителей остается за настенными газовыми двухконтурными котлами с закрытой камерой сгорания. Подключение, монтаж и дальнейшее использование не потребует многих усилий и времени.

Особенности устройства газового котла с закрытой камерой сгорания

напольный котел с закрытой камерой сгорания Основное различие представленных на рынке котлов с открытой и закрытой камерами сгорания заключено в способе поглощения ими кислорода как конструктивной особенности. Для того чтобы отапливать жилое помещение, более правильным будет выбрать газовый котел закрытая камера сгорания которого обеспечит лучшую применимость для дома.

Вариант приобретения открытой формы лучше использовать в помещениях-котельных. Открытая камера работает по принципу поглощения в комнате кислорода из воздуха. При этом нужно позаботиться о постоянном ее проветривании, чтобы избежать нехватки воздуха.

открытая и закрытая камера сгорания В процессе работы закрытой камеры сгорания воздух, обеспечивающий ее нормальное функционирование, поглощается посредством установленного коаксиального дымохода с улицы. Далее переработанные этой камерой продукты выводятся также на улицу. Это позволяет обходиться без дополнительных вентиляционных сооружений.

настенные газовые котлы отопления Камера сгорания находится отдельно от помещения с теплогенератором. Это приводит к тому, что утечка газа или продуктов сгорания становится невозможной, так как из дома не забирается воздух. При герметичности газового трубопровода и отсутствии повреждений на камере сгорания будет исключена возможность аварии. Забор и удаление воздуха происходят принудительно, используется вентилятор котла.

турбированный газовый котел отопления Часто котлы с закрытой камерой сгорания называют турбированными. Технологически коаксиальная труба и раздельные каналы могут быть выведены горизонтально, что исключает нужду в вертикальном дымоходе.

Преимущества использования газовых котлов с закрытой камерой сгорания

газовый котел отопления в доме Несомненными преимуществами обладает газовый напольный котел с закрытой камерой сгорания, среди них следует выделить главные. При выбросе отработанного материала все продукты газа остужаются. Это делает применение таких котлов безопасным. Помещение, в котором используется такое устройство, прогревается без образования различных загрязнений воздуха, процессы сгорания происходят уже за территорией помещения или дома, на улице. Поэтому применение газовых котлов является комфортным.

виды напольных газовых котлов КПД газового котла имеет достаточно высокий показатель. Это обусловлено тем, что поступающий в трубу воздух согревается. Вследствие этого котлы закрытой формы камеры сгорания обладают качествами экологической чистоты. Газ в них дожигается лучше при существенном снижении выбросов в природу.

напольный газовый котел в доме Наряду с этим, необходимо отметить, что такое оборудование не сможет работать без электричества — в этом случае теплогенератор выключится, и остановится функционирование вентилятора. При появлении электричества запуск котла производится автоматически.

Какой газовый котел лучше – с открытой или закрытой камерой сгорания?

Содержание:

Атмосферная горелка или открытый способ сгорания
Дутьевая горелка или турбированные котлы
Сравнение моделей рынка

Сегодня для отопления своего жилья можно выбрать любой вариант из сотен представленных на рынке моделей. Однако многие не понимают, какой котёл лучше – с открытой или закрытой камерой сгорания. Хотя по внешнему виду, габаритам и уровню тепловой мощности модели могут почти не отличаться. Небольшие тонкости, основанные на разных принципах работы, могут причинять неудобства в будущем. А иногда – создавать довольно большие проблемы.

Атмосферная горелка или открытый способ сгорания

газовый котел с закрытой камерой сгорания Котел с открытой камерой сгорания представляет собой максимально простое устройство. По сути, это большая газовая горелка, над которой расположен змеевик из тонких трубок для теплоносителя. Сжигание топлива производится при наличии атмосферного воздуха.

Чтобы обеспечить непрерывный приток кислорода в активную зону, любое устройство, будь то одноконтурный настенный газовый котел с открытой камерой сгорания или напольная модель большой производительности, оборудовано каналами для забора воздуха извне.

Обычно котел забирает воздух из помещения. Однако есть модели, которые предполагают настенный монтаж и забор воздуха снаружи, для чего в стене проделывается дополнительное отверстие для воздуховода. Преимущества такой схемы очевидны.

Проверенная временем технология надежна, решения многократно опробованы, поэтому цена на рынке минимальна, если сравнивать с агрегатами другого типа.
Шум при работе котла минимален, поскольку единственный источник звука – пламя, которое горит почти беззвучно.
В конструкции применяется минимум деталей, подверженных износу. Поэтому периодическое техническое обслуживание сводится к проверке зажигания.

Если описывать такой котел в несколько фраз, это прозвучит примерно так: недорогое устройство, практически бесшумное, не требующее периодического обслуживания, ремонт заключается в прочистке трубок змеевика от накипи, а также очистке сопел горелки. Но есть особенности, присущие котлам с атмосферной горелкой:

Поскольку устройство потребляет кислород, необходимо либо организовывать отдельную котельную, либо осуществлять хорошую вентиляцию помещения, где расположен котел. Иногда – принудительную. Это опасность сквозняков и прочие неудобства.
Необходим дымоход. Если котел с открытой системой сгорания устанавливается в многоэтажном здании, ответственные организации обязательно потребуют вывода «выхлопной трубы» за конек крыши. Дымоход жизненно необходим для обеспечения хорошей тяги.
По сравнению с другими устройствами, атмосферные нагреватели – самые неэкономичные в плане потребления топлива.

Как видно из недостатков такого отопительного агрегата, его применение будет предпочтительнее в загородном доме, при необходимости отопления значительной площади, когда удобно применить в составе обвязки теплоаккумулятор, а все оборудование разместится в отдельной котельной с хорошим дымоходом.

Дутьевая горелка или турбированные котлы

открытая модель Газовые котлы одного из последних поколений переходят к принудительному нагнетанию воздуха в активную зону горения. Конструктивно нагревательный блок изменился. Теперь это замкнутая камера, в которой расположена газовая форсунка и канал подачи воздуха от внешнего вентилятора. Стенки блока двойные, между ними проходит вода. При горении газа она нагревается, а отходы (дым) выбрасываются под давлением нагнетателя через дымоотвод.

Подобная конструкция более производительна, так как газ выжигается почти полностью. Дым менее токсичен, по сравнению с атмосферными горелками, а КПД выше, так как площадь соприкосновения воды со стенками камеры возрастает. Исчезает необходимость в дымоходе. Использование давления воздуха при подаче создает необходимую тягу, а продукты горения выбрасываются на достаточно большое расстояние. Широко применяются короткие дымоходы, горизонтально расположенные, для отвода дыма за пределы помещения.

Воздух поступает снаружи по тому же пути, куда отводятся продукты сгорания. Труба дымохода – двойная. Это позволяет подогревать забираемый снаружи воздух с помощью тепла выхлопных газов. Достоинства котлов с закрытой камерой сгорания выглядят примерно так:

меньший расход топлива по сравнению с атмосферными горелками;
при нормальном функционировании турбины гарантируется тяга и стабильная работа котла;
дымоход не требуется, можно монтировать в многоквартирных домах – дым выбрасывается на расстояние почти 3 метра от стены;
не нужно организовывать отдельную котельную или обеспечивать вентиляцию – газовая смесь готовится с участием наружного воздуха. Выбрать системы вентициции и кондиционирования, к примеру мульти сплит-системы, можно на akmeklimat.ru.

Но, как и любое сложное устройство, агрегаты с нагнетательными установками обладают недостатками.

Необходимо периодическое техническое обслуживание, проверка турбины, смазка, очистка лопастей.
Как любое устройство с движущимися частями, турбина имеет конечный срок службы.
Существует опасность перемерзания области сгорания. Из-за короткого дымохода, в который при сильном наружном ветре проникает воздух, при хорошем морозе это может привести к аварии. Современные модели котлов комплектуются автоматическими задвижками и системой контроля температуры – это добавляет сложности и не лучшим образом сказывается на показателе надежности.
Котел довольно шумный из-за работы турбины. Со временем из-за износа втулок и загрязнения лопаток шум увеличивается.
Несмотря на то, что экономится топливо, расходуется довольно много электричества, необходимого турбине и системам электронного контроля.

Если сравнивать экономическую эффективность «чистого» устройства без дополнительной обвязки – показатели атмосферных и турбированных котлов равны. Экономия топлива расходуется на оплату электроэнергии и замену выходящих из строя движущихся узлов котла с закрытой топкой.

Сравнение моделей рынка

Чтобы оценить эти показатели в цифрах, возьмем две произвольные модели котлов одного класса от популярного производителя и сравним.

Модель	VAILLANT atmoTec VUW 240-5	VAILLANT turboTec VUW 282-3
Монтаж	настенный	настенный
Камера	Открытая, дымоход	Закрытая, нагнетатель
Мощность, кВт	24	28
Контуров	2	2
Контроль и регулировка	Электронное управление	Электронное управление
Количество оксида азота в отработанных газах	145 мг/кВтч	135 мг/кВтч
Габариты, см	80х44х33,8	80х44х33,8
Масса	35	40
Цена, USD	1050	1075

сравним лучшее для квартиры и дома Как видно, отличий по габаритам, массе, цене, прочим показателям почти не наблюдается. Турбированный котел показывает ожидаемое преимущество по отдаче тепла и более низкую токсичность выхлопных газов.ВверхПоскольку большой разницы в экономической эффективности, стоимости самого устройства между котлами принудительного и атмосферного горения нет, выбор следует делать на основании побочных факторов. Следует учитывать возможность организации котельной, вентиляции, риск перемерзания, необходимость монтажа дымохода, наличие шума.

kotelstroi.com

Газовый котел с открытой камерой сгорания

Современный рынок климатической техники предлагает потребителю массу разновидностей отопительного оборудования, в особенностях которого порой непросто разобраться даже специалисту. Чтобы помочь нашим соотечественникам с выбором теплогенератора, далее максимально подробно рассмотрим газовый котел с открытой камерой сгорания, его конструктивные особенности, принцип работы, сильные и слабые стороны.

...

Классификация газовых теплогенераторов с открытой топочной камерой

Все газовые котельные установки с камерой сгорания открытого типа принято классифицировать по следующим признакам:

Количеству контуров. Различают одно – и двухконтурные отопительные котлоагрегаты. Первые, отвечают только за отопление помещений; вторые, за обогрев и создание ГВС.
Способу монтажа. Сегодня, на отечественном рынке климатической техники представлены газовые котлы настенного и напольного исполнения. Настенный газовый котел с открытой камерой сгорания отличается небольшими габаритами, сравнительно высокой функциональностью и автоматизацией. Их мощность обычно не превышает 35 кВт, чего достаточно для обогрева помещения, площадью до 300 м2. Напольные модели, чаще всего применяются в системе отопления частных домов и больших помещений.
Типу горелки.
Типу, материалу и конструкции теплообменника.
Набору сервисных функций.

Существует еще масса моментов, которые могут повлиять на выбор потребителя: степень автоматизации, производитель, стоимость и пр.

Конструктивные особенности и принцип работы

...

Чтобы понять, что сбой представляет одноконтурный газовый котел с открытой камерой сгорания, нужно представить себе открытый источник пламени, над которым установлен теплообменник. Принцип работы данного агрегата прост: тепловая энергия, вырабатываемая при сжигании газа, нагревает стенки теплообменника, по которому циркулирует проточная вода. Другими словами, простейший газовый котел – это проточный нагреватель, предназначенный для создания и поддержания необходимой температуры теплоносителя, циркулирующего в системе отопления.

Камера сгорания

Подавляющее большинство отечественных потребителей, обычно затрудняется с определением, что значит открытая камера сгорания газового котла? Постараемся ответить на данный вопрос максимально понятно.

Как известно, для поддержания процесса горения необходим кислород. Подача воздуха в теплогенератор может осуществляться принудительным или естественным путем. В установках с открытой камерой сгорания тяга создается в дымоходе, а забор воздушной смеси происходит непосредственно из помещения, в котором установлен котлоагрегат. Все отработанные газы выводятся в атмосферу через дымоход.

Следует знать! Тяга, без применения нагнетательных устройств, появляется благодаря разнице в плотности горячего и холодного воздуха. Продукты горения имеют высокую температуру, и, следовательно, меньшую плотность, чем у окружающего воздуха. Исходя из этого, давление газового столба в дымоходе также будет меньше, чем в помещении. Разница давления создает тягу: воздух из помещения выталкивает более легкие отработанные газы и сам участвует в процессе горения топлива.

Теплообменник

Одноконтурный газовый котел с открытой камерой сгорания оснащается одним теплообменником, который может изготавливается из:

...

Нержавеющей стали. Данный материал обладает хорошей долговечностью. Из недостатков – низкая теплопроводность и высокая стоимость. Котлы с таким теплообменником имеют достаточно низкий КПД.
Оцинкованной стали. Самый недорогой и недолговечный тип змеевика.
Меди. Хорошая теплопроводность при сравнительно низкой стоимости. Котлы с медным теплообменником обладают высоким КПД, что делает их наиболее экономичными в плане расхода топлива.

В двухконтурных газовых котлах с открытой камерой сгорания применяются теплообменники двух типов:

Модульный. Конструктивно, данный теплообменник состоит из двух модулей: первичный, выполнен в виде оребренного змеевика, осуществляет нагрев теплоносителя для системы отопления; вторичный, изготовленный в виде набора пластин, отвечает за создание ГВС дома.

Следует знать! Несмотря на то, что такой теплообменник считается одной деталью, модули размещаются в разных местах теплогенератора. Первичный устанавливается над горелкой, вторичный – в нижней части газового котла.

Битермический. Конструктивно, данный тип теплообменника выполнен, как труба в трубе. В полости, между стенками наружной и внутренней трубки циркулирует теплоноситель, который нагревает воду, для ГВС, циркулирующую по внутренней трубке змеевика.

Совет: нагрев проточной воды связан с образованием накипи. В модульном теплообменнике за процесс создания ГВС отвечает пластинчатый теплообменник, который, при необходимости, легко заменить. При образовании накипи во внутренней трубке битермического теплообменника, заменять придется всю деталь целиком, что значительно увеличивает стоимость ремонтных работ.

Атмосферная горелка

За процесс нагрева теплоносителя в котельном оборудовании с камерой сгорания открытого типа отвечают газовые горелки, которые различаются способом управления пламени.

Одноступенчатые.
Двухступенчатые.
Модулируемые.

Алгоритм работы горелок первого типа заключается в следующем: горит – не горит. Для набора и поддержания необходимой температуры теплоносителя горелка зажигается; по достижении – отключается. Частые включения/отключения котлоагрегата создают условия, при которых значительно быстрее вырабатывается его ресурс.

В двухступенчатых, существует два режима работы: 100и 50% производительности. Контроль за мощностью осуществляется за счет автоматики. Горелки такого типа более экономичны и позволяют более точно поддерживать необходимую температуру теплоносителя.

В модулируемых горелках автоматика позволяет устанавливать производительность в пределах от 10 до 100%. На сегодняшний день — это самый экономичный и наиболее дорогостоящий тип горелок.

Производительность теплогенератора

Грамотное определение необходимой мощности – это один из ключевых моментов выбора котельной установки. Для того чтобы правильно определить мощность газового котла нужно рассчитать теплопотери через ограждающие конструкции, крышу, пол, географическое положение и пр.

Точные расчеты можно заказать в проектной организации вашего населенного пункта. Можно пойти и более простым путем. При средней степени теплоизоляции помещения с высотой потолков 2,5 м, подходит следующий алгоритм расчета: на обогрев 10 м2 нужно 1 кВт мощности теплогенератора.

Основные требования к монтажу

Все газовые котельные установки с топочной камерой открытого типа потребляют воздух из помещения, в котором установлены. Это накладывает определенные требования к способу размещения котлагрегата, объему котельной, вентиляционной системе, конструкции дымохода.

В связи с тем, что при работе котла происходит «выжигание» кислорода, а продукты горения могут частично попадать в топочную, размещать такие котлоагрегаты рекомендуется в изолированном помещении. Настенные модели допускается устанавливать в кухнях, с объемом не меньшим 7,5 м3 при высоте потолков не меньше 2 м.

Важно! При монтаже «настенника» в кухне данное помещение должно иметь окно, площадью не менее 0,6 м2.

Система вентиляции в топочной должна обеспечивать необходимый объем приточного воздуха.

Совет: Точный объем приточного воздуха определяется из характеристик котельной установки. Упрощенно, количество воздушной смеси, необходимой для горения топлива, рассчитывается следующим образом: 12 м3 на 10 кВт мощности теплогенератора. К полученной цифре нужно добавить от 20 до 40% избыточного воздуха от расчетного воздухообмена.

Конструкция, высота и сечение дымохода должны обеспечивать необходимую для работы установки тягу и отвод отработанных газов.

Требования, регламентированные СП 42-101-2003, гласят, что сечение дымохода и системы дымоотведения в целом не может быть меньше сечения патрубка атмосферного котлоагрегата. Высота вертикального участка дымохода не может быть меньше двух метров.

Важно! При монтаже напольного газового котла с открытой камерой сгорания нужно строго соблюдать высоту дымовой трубы в зависимости от ее расположения на крыше, расстояния от конька и пр.

Достоинства и недостатки

Газовые котлы с открытой камерой сгорания имеют массу преимуществ и немалый перечень недостатков. Итак, среди основных достоинств можно выделить:

Низкую, по сравнению с турбированными аналогами, стоимость.
Простота конструкции, благодаря которой обслуживание котельной установки данного типа более простое и дешевое.
Отсутствие посторонних шумов за счет отсутствия вентилятора принудительной подачи воздуха.

Вывод№1 По мнению специалистов, основным достоинством газовых котлоагрегатов с топочной камерой открытого типа является возможность автономной работы при отсутствии электричества, так как подача воздуха и отвод продуктов сгорания производится естественным путем.

Недостатки оборудования данного типа:

Жесткие требования к системе отведения продуктов горения.
Обязательное наличие притока воздуха в необходимом объеме.
Повышенная опасность при эксплуатации (возгорание, отравление угарным газом и пр).

Вывод №2 По мнению большинства пользователей, основным недостатком котлоагрегатов с топочной камерой открытого типа является зависимость тяги от погодных условий, работы вентиляционного оборудования и климатической техники. Даже изменение температуры воздуха, как внутри, так и вне помещения, направление ветра, объем приточного воздуха, оказывают влияние на тягу, что может привести к обрыву пламени, сложностям с дымоотведением и пр.

В видео рассказывается обо всех плюсах и минусах эксплуатации атмосферных газовых котлов.

Качестве заключения

Благодаря весьма демократичной стоимости, современные «атмосферники» весьма популярны среди наших соотечественников. Они достаточно функциональны и если обеспечить необходимый приток воздуха – безопасны. Тем не менее, перед приобретением данного агрегата подумайте о том, во что станет организация притока воздуха в помещение или о сквозняках, которые будут «постоянными спутниками» вашего жилища из-за постоянно приоткрытой форточки. Если вы владелец загородной недвижимости, где отключение света – это скорее правило, нежели исключение, или вы имеете недостаточно средств для покупки турбированной модели котла, то приобретение напольного «атмосферника» может стать единственно правильным вариантом.

oteple.com

Разница между открытой и закрытой камерой сгорания

Независимо от колебаний мировых цен на энергоносители, услуги отопления остаются высокими, что заставляет потребителей проводить целый ряд энергосберегающих мероприятий. В их число входит не только утепление домов и замена окон энергосберегающими конструкциями, но модернизация систем отопления путём замены труб, установки современных котлов или перехода на альтернативные виды топлива.

Надёжный котёл отопления – залог тепла и комфорта в доме

Каждый потребитель решает данную проблему по-своему, но одно можно с уверенностью сказать: с морально устаревшим котлом все мероприятия по энергосбережению не дадут ощутимого эффекта. Надёжный котёл, независимо от используемого топлива, — сердце любой системы отопления. Именно от его работы зависит тепло в доме, которое нам так необходимо в холодное время года. Но чтобы стоимость тепла не разоряла семейный бюджет, старый котёл необходимо заменить новым, современным и экономичным. Котлы Ассортимент котлов необычайно велик, а потребитель может выбрать модель, рассчитанную как для отопления частного дома, так и для организации автономного отопления в квартире.

Классификация котлов и общий принцип их работы

Котлы отопления классифицируются по нескольким параметрам:

Вид топлива.
Мощность.
Количество контуров.
Способы установки (напольные или настенные).
Тип камеры сгорания (открытая или закрытая).

Если в электрическом отопительном котле вода нагревается непосредственно ТЕНами, то в газовых, твердотопливных и дизельных котлах для нагрева теплоносителя используется открытое пламя, которое создаётся путём сгорания топлива в специальной камере. Камеры сгорания топлива бывают открытыми или закрытыми, а процесс горения и температурный режим контролируется надёжной системой автоматики.

Принцип работы любого котла отопления прост. Топливо сгорает, нагревает теплоноситель, который через радиаторы отдаёт тепло помещению. В дизельных котлах используются открытые камеры, а различные модели газовых и твердотопливных котлов могут иметь как открытую, так и закрытую конструкцию камеры сгорания. Рассмотри их отличительные характеристик, а также преимущества и недостатки.

Особенности открытой камеры сгорания

Открытая камера сгорания представляет собой горелку, нагревающую змеевик, по тонким трубкам которого протекает теплоноситель (вода). Как известно, для поддержания процесса горения необходимо наличие кислорода. Конструкция открытой камеры предусматривает забор кислорода из окружающего воздуха по специальным каналам. Отвод отработанных газов производит естественным путём через дымоход.

Котел с открытой камерой сгорания

В помещении, где устанавливается котёл, должно присутствовать окно с открывающейся форточкой, что обеспечивает естественный приток свежего воздуха и исключает высокую концентрацию угарного газа. Конструкция открытой камеры сгорания довольно проста, а техническое обслуживание таких котлов состоит из следующих мероприятий:

Очистка горелки.
Очистка змеевика от накипи.
Прочистка дымохода.
Контроль работы приборов автоматики.

Следует учитывать, что при всех преимуществах и недостатках открытых камер сгорания цена таких котлов на порядок ниже стоимости котлов с закрытой камерой, что нередко является основным критерием выбора отопительного оборудования. А ощутимой экономии топлива удастся достичь только при установке водяного насоса, а также тщательном утеплении дымохода и стен дома.

Особенности закрытой камеры сгорания

Закрытая камера сгорания представляет собой замкнутую зону с горелкой, куда по коаксиальному дымоходу, который является трубой в трубе, нагнетается воздух и происходит удаление продуктов сгорания. Принудительная циркуляция воздуха обеспечивается за счёт использования электрического вентилятора, что делает отопительную систему зависимой от наличия электроэнергии, а также повышает уровень шума в помещении.

Нагнетаемый воздух согревается отработанными газами, что способствует полному сгоранию топлива. Это, в свою очередь, повышает КПД котлов с закрытой камерой и улучшает их экологическую безопасность. Котлы с закрытой камерой отличаются несложным монтажом, им не требуются громоздкие дымоходы, и они прекрасно подходят для организации автономного отопления в квартирах. Закрытая камера сгорания

Из недостатков можно назвать регулярное техническое обслуживание, значительный расход электроэнергии и опасность промерзания области сгорания топлива из-за малой длины коаксиального дымохода. Экономия топлива, которую дают котлы с закрытой камерой, как правило, перекрывается расходами на электроэнергию, техническое обслуживание и приобретение запчастей, необходимых в случае ремонта.

vchemraznica.ru

Принцип работы газового генератора | Строительный портал

В поисках альтернативного источника энергии пришло понимание, что не обязательно добывать газ в шахтах, чтобы затем сжигать его в котлах и двигателях внутреннего сгорания, горючий газ можно добывать из отходов производства и древесины. Газогенератор или как его еще называют генератор газов путем сжигания местного топлива – дров, торфа, древесного угля, опилок и других отходов древесины, а также иногда других органических остатков способны выделять/генерировать горючие газы, такие как СО, СН4, Н2 и другие. Вариантов использования полученного газа несколько, но в любом случае в основу каждого устройства положен принцип газогенератора. О том, как работает газогенератор, из каких элементов он состоит, а также какие процессы проходят внутри него, мы расскажем в данной статье. Также рассмотрим варианты дальнейшего использования полученного газа и места, где можно устанавливать подобные агрегаты.

Преимущества и недостатки генераторов газа
Принцип работы газового генератора – газогенератора
Типы газогенераторов
Место установки газового генератора
Дровяной газовый генератор своими руками

Итак, какие же существуют варианты использования газа, полученного в газогенераторе?

Использование газогенераторов

Первый – горючий газ направляется к газовой плите на кухне и используется для приготовления пищи. Второй – горючий газ сжигается сразу же в пиролизном котле отопления с газогенератором, соответственно, используется для отопления дома или теплиц. Кстати, подобные котлы могут называться газовым котлом на дровах, твердотопливным пиролизным котлом, газогенераторным котлом на дровах. Все они могут использоваться как для бытовых нужд, так и для отопления огромных производств и цехов или предприятий. Третий – горючий газ может направляться в двигатель внутреннего сгорания, который служит приводом насосной станции или генератора электроэнергии. Газовый генератор на дровах позволяет получать электроэнергию в тех регионах, где нет возможности провести линии электропередач, выполнить прокладку газопровода и затруднен подвоз газа в баллонах. Помимо автономности у газогенераторов есть и другие преимущества, которые мы раскроем ниже.

Преимущества и недостатки генераторов газа

Устройство газогенераторного котла

В качестве примера рассмотрим преимущества и недостатки газогенераторных котлов отопления. Пиролизные котлы относятся к категории твердотопливных, но существенно отличаются от обычных печей на дровах или угле, где происходит обычный процесс сгорания топлива.

Преимущества газогенераторных котлов:

КПД газогенераторных котлов находится в диапазоне 80 – 95 %, в то время как КПД обычного твердотопливного котла редко превышает 60 %.
Регулируемый процесс горения в газогенераторном котле – одна закладка дров может гореть от 8 до 12 часов, для сравнения в обычном котле горение длится 3 – 5 часов. В газогенераторных котлах с верхним горением сгорание дров длится до 25 часов, а уголь может гореть 5 – 8 дней.
Топливо сгорает полностью, поэтому чистить зольник и газоход приходится не часто.
Благодаря тому, что процесс горения можно регулировать (мощность регулируется в диапазоне 30 – 100 %), работу котла можно автоматизировать, как например, газового или жидкотопливного.
Выброс вредных веществ в атмосферу из газогенератора минимален.
Газогенераторные котлы экономнее обычных.
Топливо для газогенераторов не обязательно должно быть подсушено до 20 % влажности, существуют модели котлов, в которых можно использовать древесину до 50 % влажности и даже свежесрубленную.
Возможность загрузки в котел неколотых поленьев до 1 м длиной и даже больше.

Топливо для газогенератора

Помимо дров и отходов древесной промышленности в пиролизных котлах можно утилизировать резину, пластмассу и другие полимеры.
Высокая безопасность котла по сравнению с обычным твердотопливным котлом обеспечивается автоматикой и материалами, из которых изготовлен агрегат, а в особенности камеры сгорания.

Если говорить о газогенераторах, которые используются для производства электроэнергии, то они обладают точно такими же достоинствами, такими как экологичность, экономичность, высокий КПД, высокое октановое число 110 – 140, универсальность в плане используемого топлива и большая эффективность в зимнее время.

Недостатки газогенераторных котлов:

На газовый генератор цена в 1,5 – 2 раза выше, чем на обычный твердотопливный котел.
В большинстве своем газогенераторы энергозависимы, так как для подсоса воздуха используется вентилятор, но также существуют модели, которые могут работать и без электричества.
Если использовать газогенераторный котел на мощности ниже 50 %, то наблюдается нестабильное горение – как результат выпадение в осадок дёгтя, который скапливается в газоходе.
Температура обратки отопления не должна быть ниже 60 °С, иначе в газоходе будет выпадать конденсат.
Обычно газогенераторы требовательны к влажности топлива, но как уже писалось выше, есть модели, в которых можно сжигать даже свежесрубленную древесину.

Других существенных недостатков газогенераторов не выявлено.

Автомобиль на дровах - газогенератор на авто

Кстати, газогенераторы – не такое уж и новое изобретение. Еще в середине прошлого века, когда большая часть нефтяных ресурсов Германии шла на вооружение, в качестве топлива для автомобилей использовались дрова. Даже на грузовые автомобили устанавливались газогенераторы. Современные агрегаты не слишком далеко ушли в своей конструкции, но, тем не менее, основательно усовершенствованы.

Принцип работы газового генератора – газогенератора

В генераторе газов или газогенераторе из твердого топлива добывается горючий газ. Основной секрет заключается в том, что в камеру сгорания подается воздух, объема которого недостаточно для полного сгорания топлива, при этом соблюдается высокая температура порядка 1100 – 1400 °С. Полученный газ охлаждается и направляется к потребителю или двигателю внутреннего сгорания, если, например, планируется добывать электричество. Более детально принцип работы газогенератора рассмотрим ниже, уточнив какой процесс в каком элементе агрегата происходит.

Устройство газового генератора на древесине

Рассмотрим устройство газогенератора бытового назначения. Сразу хотелось бы отметить, что пиролизные котлы с газогенератором отличаются от предложенной схемы, так как сгорание газа происходит внутри котла во второй камере сгорания. Мы же рассмотрим лишь сам газогенератор, на выходе из которого получается горючий газ.

Схема газогенератора:

Схема газогенератора

Корпус газогенератора изготовлен из листовой стали и имеет сварные швы. Самая распространенная форма корпуса – цилиндрическая, но она вполне может быть и прямоугольной. К нижней части корпуса приварено днище и ножки, на которых будет стоять газогенератор.

Бункер или камера заполнения служит для загрузки внутрь газогенератора топлива. Он также имеет цилиндрическую форму и изготовлен из малоуглеродистой стали. Бункер установлен внутри корпуса газогенератора и закреплен болтами. На крышке люка, ведущего в бункер, на кромках использован асбестовый уплотнитель или прокладка. Так как асбест запрещен для использования в жилых помещениях, то существуют модели газогенераторов, уплотнители крышки которой изготовлены из другого материала.

Камера сгорания находится в нижней части бункера и изготовлена из жаропрочной стали, иногда внутренняя поверхность камеры сгорания отделывается керамикой. В камере сгорания происходит горение топлива. В нижней ее части происходит крекинг смол, для чего там установлена горловина, изготовленная из жаропрочной хромистой стали. Между корпусом и горловиной находится прокладка – уплотнительный асбестовый шнур. В средней части камеры сгорания находятся фурмы для подачи воздуха. Фурмы представляют собой калиброванные отверстия, которые соединяются с воздухораспределительной коробкой, связанной с атмосферой. Фурмы и распределительная коробка также изготавливаются из жаропрочной стали. На выходе из воздухораспределительной коробки установлен обратный клапан, который препятствует выходу горючего газа из газогенератора. Чтобы повысить мощность двигателя или иметь возможность использовать дрова повышенной влажности (более 50 %), перед воздухораспределительной коробкой можно установить вентилятор, который будет нагнетать внутрь воздух.

Колосниковая решетка служит для того, чтобы поддерживать раскаленные угли. Она располагается в нижней части газогенератора. Через отверстия решетки зола от сгоревших углей проваливается в зольник. Чтобы колосниковую решетку можно было очищать от шлака, ее средняя часть сделана подвижной. Для поворота чугунных колосников предусмотрен специальный рычаг.

Загрузочные люки оснащены герметично закрывающимися крышками. Например, верхний загрузочный люк откидывается горизонтально и уплотнен асбестовым шнуром. В креплении крышки есть специальный амортизатор – рессора, которая приподнимает крышку в случае избыточного давления внутри камеры. Сбоку корпуса есть также два загрузочных люка: один сверху – для добавления топлива в зону восстановления, второй снизу – для удаления золы. Отбор газа производится в зоне восстановления, поэтому чаще всего в верхней части газогенератора, но также возможно отведение газа и из нижней части агрегата. Отбор газа производится через патрубок, к которому приварены трубы газопровода. Не обязательно сразу же выводить газ за пределы корпуса газогенератора, пока он горячий, его можно использовать для подогрева и подсушивания дров или другого топлива в камере загрузки. Для этого отводящий газопровод проводится по кольцевой вокруг камеры, между корпусом газогенератора и бункером.

Фильтр «Циклон» и фильтр тонкой очистки располагаются за корпусом газогенератора. Они изготовлены из труб, наполненных фильтрующими элементами.

Прежде чем поступить в фильтр тонкой очистки, газ проходит через охладитель. А после фильтра тонкой очистки очищенный газ поступает в смеситель, где смешивается с воздухом. И только затем газо-воздушная смесь поступает в двигатель внутреннего сгорания.

Более наглядно последовательность движения горючего газа, после того как он вышел из газогенератора, показана на схеме ниже.

Процесс газогенерации в газогенераторе

Дрова или другое топливо горит в камере сгорания, окисляясь воздухом, поступающим в камеру сгорания через фурмы из воздухораспределительной коробки. Полученный горючий газ поступает в фильтр Циклон, где очищается. Затем охлаждается в фильтре грубой очистки. Затем уже охлажденный газ поступает в фильтр тонкой очистки, а затем в смеситель. Из смесителя полученная смесь поступает в двигатель.

Процесс превращения топлива в газ

И все же: как из твердого топлива получается газ? Внутри газогенератора происходит некий процесс превращения, который разбит на несколько этапов, происходящих в разных зонах:

Процесс превращения топлива в газ в газогенераторе

Зона подсушки находится в верхней части бункера. Здесь температура порядка 150 – 200 °С. Топливо подсушивается горячим газом, который движется по кольцевому трубопроводу, как было описано выше.

Зона сухой перегонки расположена в средней части бункера. Здесь без доступа воздуха и при температуре 300 – 500 °С топливо обугливается. Из древесины выделяются кислоты, смолы и другие элементы сухой перегонки.

Зона горения находится внизу камеры сгорания в зоне, где расположены фурмы, через которые поступает воздух. Здесь при подаче воздуха и температуре 1100 – 1300 °С обугленное топливо и элементы сухой перегонки сгорают, в результате чего образуются газы СО и СО2.

Зона восстановления находится выше зоны горения между колосниковой решеткой и зоной горения. Здесь газ СО2 поднимается вверх, проходит через раскаленный уголь, взаимодействует с углеродом (С) угля и на выходе образуется газ СО – окись углерода. В данном процессе также участвует влага из топлива, поэтому помимо СО образуется СО2 и Н2.

Зоны горения и восстановления называются зоной активной газификации. В результате генераторный газ состоит из нескольких компонентов:

Горючие газы: СО (оксид углерода), Н2 (водород), СН4 (метан) и СnНm (непредельные углеводороды без смол).
Балласт: СО2 (углекислый газ), О2 (кислород), N2 (азот), Н2О (вода).

Полученный газ охлаждается до температуры окружающей среды, затем очищается от муравьиной и уксусной кислоты, золы, взвешенных частиц и смешивается с воздухом.

Типы газогенераторов

Различают три типа газогенераторов: прямого процесса газогенерации, обратного и горизонтального.

Газогенераторы прямого процесса

Газогенераторы прямого процесса могут сжигать уголь полукокс и антрацит – топливо небитуминозное. Конструктивное отличие данного типа агрегатов в том, что воздух поступает через колосниковую решетку снизу, а забор газа производится сверху. В газогенераторах прямого процесса влага из топлива не попадает в зону горения, поэтому ее подводят специально. Обогащение генераторного газа водородом из воды повышает мощность генератора.

Газогенераторы обращенного процесса

Газогенераторы опрокинутого или обращенного процесса предназначены для сжигания смолистого топлива – дров, древесного угля и отходов. Их конструктивное отличие в том, что воздух подается в среднюю часть – в зону горения, а забор газа производится ниже зоны горения – в зольнике. Обычно в агрегатах такого типа отобранный горячий газ используется для подогрева топлива в бункере.

Газогенераторы горизонтального процесса

Газогенераторы горизонтального или поперечного процесса газификации отличаются тем, что воздух в них подводится сбоку – в нижней части корпуса, причем подается он с высокой скоростью дутья через фурмы. Отбор газа производится напротив фурмы через газоотборную решетку. Активная зона газификации в газогенераторе горизонтального процесса очень мала и сосредоточена между концом фурмы и газоотборной решеткой. Время пуска такого генератора намного меньше, также он легко приспосабливается к смене режимов работы.

Место установки газового генератора

Газогенераторы для помещений

Газогенераторы и газогенераторные котлы отопления можно устанавливать как внутри жилых помещений, например, в подвалах и цокольных этажах, так и на улице.

Так называемые пеллетные котлы чаще всего устанавливают в доме, так как их загрузка не сопряжена с большим количеством мусора, а также мешки с пеллетами весят немного и могут храниться где-то рядом с котлом.

Газогенераторные котлы для уличной установки

Газогенераторы на дровах, а в особенности на дровах большой длины, имеет смысл устанавливать на улице недалеко от места хранения дров. Так можно будет подвезти дрова на тачке непосредственно к котлу или газогенератору и не спускать их в подвал дома. Стоящий на улице котел избавляет от грязи и золы в подвале. Особенно это актуально для деревянных домов, где повышенные нормы пожаробезопасности. Внешний корпус котла изготавливается из нержавеющей стали, которая не подвержена коррозии. Также котлы теплоизолированы насыпной теплоизоляцией, чтобы температура окружающей среды минимально влияла на процесс газификации и скорость пуска котла. Система регулирования размещается в стальном кожухе под крышкой, чтобы на нее не попадали осадки. Дымовая труба имеет двойные стенки. Если вас интересует, как подключить газовый генератор, если он стоит на улице, то ответ прост – трубы прокладываются в земле, чтобы они минимально охлаждались, если это котел отопления. Трубы отопления подходят к котлу снизу, а сам котел устанавливается так, чтобы при длительных перерывах в использовании он не замерзал.

Кстати, как уже отмечалось, длительность процесса горения топлива в котле может быть от 12 часов и достигать 25 часов. В зависимости от мощности котла и площади отапливаемого помещения, его придется топить раз в два дня, а иногда и раз в неделю. Чтобы сохранить вырабатываемое котлом тепло на столь длительный период, используется теплоаккумулятор.

Дровяной газовый генератор своими руками

Газогенератор своими руками

В том чтобы изготовить газогенератор своими руками, нет ничего сверхсложного. Многие используют такой агрегат для бытовых нужд или устанавливают на автомобиль. Перед тем как начать изготавливать газогенератор самостоятельно, необходимо ознакомиться с принципом его действия и выбрать подходящую для себя схему работы.

Понадобятся – бочка, трубы или старая батарея радиаторов, фильтры тонкой и грубой очистки газа, вентилятор. С другой стороны набор элементов может быть самым разным, все зависит от фантазии исполнителя.

Ниже посмотрите видео пример газогенератора самостоятельного изготовления.

Схема газогенратора:

Схема газогенератора

В интернете можно найти как фото, так и чертежи по монтажу газовых генераторов и пиролизных котлов. Есть даже умельцы, которые берут за основу готовый проверенный котел и полностью повторяют его в домашних условиях. Получается дешевле намного.

Схема газогенераторного котла:

Схема газогенераторного котла

Отличие пиролизного котла от обычного газогенератора в том, что он состоит из двух камер сгорания: в одной сгорает топливо и образуется газ, а в другой – сгорает газ и находится теплообменник. Устройство и принцип работы газогенератора мы уже рассмотрели, добавьте в него только вторую камеру сгорания, которая должна располагаться вверху, и теплообменник сверху. Иногда теплообменник располагают сбоку. Также не забудьте о разных типах газогенераторов, так что вторая камера сгорания может находиться не только сверху.

Устройство газогенераторного котла

При сборе дымохода постарайтесь собирать его в последовательности, обратной движению дыма, так на его стенках будет меньше оседать всякой гадости. Сам дымоход лучше сделать легкоразбираемым, чтобы его можно было легко и быстро чистить. Пространство вокруг котла отопления должно быть свободным, так как он нагревается в процессе работы. После монтажа котла придется изучить его «повадки» и подобрать оптимальный для себя режим работы, при котором сгорают все смолы.

Хотелось бы отметить, что газогенератор может рассматриваться не только как сжигатель полезной древесины, но и как утилизатор отходов. В нем можно сжигать остатки линолеума, пакетов, мешков, резины, пластиковых бутылок и другого бытового мусора.

strport.ru

Принцип работы котла длительного горения простыми словами

Котел длительного горения стал отличной заменой для печей различных типов, которые требуют постоянной подпитки топливом. Его преимущество заключается в долговременной отдаче тепла в помещение, а значит, налицо экономия не только времени, но и топлива.

Внешний вид котла длительного горения

У такого котла существуют и другие полезные положительные качества, которые помогут решить некоторые домашние проблемы. В продаже представлено немало моделей котлов подобного класса, из которых можно выбрать устраивающий по характеристикам и цене, но есть еще один вариант — изготовить такой отопительный прибор самостоятельно.

Содержание статьи

Принцип работы

Одна их принципиальных схем котла

Длительное горение котлов достигнуто благодаря конструкции отопительного прибора, в которую включена дополнительная камера для сжигания выделенного в процессе горения древесного топлива газа.

Принцип таков — топливо, заложенное в печь, при почти полном отсутствии кислорода, не подвергается активному сжиганию открытым пламенем, а значит, происходит его долгое тление с отдачей тепла. Чтобы образовалось достаточное количество газа, при сжигании топлива, после закладки дров, растопки котла и появлении активного пламени, автоматически включаются вентиляционные насосы, которые отводят из топки излишний кислород и переводят горение в состояние тления.

Кроме тепла, исходящего от топлива, при медленном горении выделяется газ, который поступает в дополнительную камеру через керамические или металлические трубы или форсунки. В камере происходит дожиг газа, чему способствует система поддува воздуха. Здесь же происходит окончательное сжигание остальных продуктов сгорания топлива, например, сажных и других тяжелых соединений.

При обычной конструкции печи, топливо после сгорания оставляет немало продуктов (отходов), которые способны также при их сжигании давать тепло. Это и учли разработчики котлов длительного горения. Камера, где происходит вторичное сгорание, задерживает выделенное тепло внутри конструкции, не давая ему сразу же уходить в трубу.

Еще одно преимущество сгорания выделенных веществ заключается в экологической чистоте дыма, исходящего из печи, так как все токсичные продукты от горения уничтожаются в дополнительном отделении дожига.

Те поняли текстом? Посмотрите видео!

Кроме того, такой котел имеет одну особенность: если во всей печах горение топлива происходит снизу вверх, то в печах длительного горения, наоборот, сверху вниз. Этот фактор также замедляет процесс горения, не давая быстро нагреваться топливу, расположенному ниже огня.

В такой котел загружается сразу большое количество дров, т.е. топочная камера заполняется доверху. После розжига она герметично закрывается дверцей. Количество поступающего кислорода контролируется регулятором подачи воздуха.

Система дожига пиролизных газов

Камера сгорания отходов горения и выделенного газа может быть расположена в нижней, верхней или задней части котла — это зависит от конкретной модели.

В качестве топлива для этого агрегата может быть использованы: дрова и уголь, опилки и торф, а также другие материалы. Неважно, какой из видов твердого топлива будет использоваться для загрузки котла, но главное, чтобы оно было достаточно просушено. Излишняя влажность будет снижать мощность отопительной установки, которая будет уходить на просушку дров, и снижать выработку вторичного топлива — пиролизного газа.

Могут использоваться самые разные виды твердого топлива

После сгорания любого топлива в печи длительного горения остается небольшая кучка пепла, поэтому для его удаления предусмотрена совсем небольшая дверца.

Отличия двухконтурного котла

Котел длительного горения может иметь не один контур, а два. Таким образом, он не только может отапливать помещение, но и греть воду для хозяйственных нужд. Такие агрегаты оборудованы теплообменником или водяной рубашкой — в этом отделе происходит нагрев воды.

Котел может работать по двухконтурной схеме

Встроенный в систему теплообменник может иметь проточную систему воды или в виде аккумулирующего бойлера. Для отопительной системы, естественно, теплообменник должен работать по проточному ппринципу, а вот для ГВС он может быть как проточным, так и бойлерным.

Для ГВС удобнее выбрать бойлер косвенного нагрева большого объема. Он позволит всегда иметь горячую воду, так как она постоянно будет подогреваться, и сохранять температуру даже после завершения топки в течение длительного времени.

Кроме водяного контура, конструкция котла ничем не отличается от обычных котлов, работающих по этому принципу.

Комбинированные котлы

Котлы, работающие только на твердом топливе, устанавливают в основном, в строениях, расположенных в районах, где недоступны другие виды энергоресурсов. Если же есть возможность подключения к газовому трубопроводу, лучше воспользоваться комбинированным котлом. Он будет гораздо удобнее в применении и экономнее в финансовом плане.

Особое удобство в эксплуатации — комбинированные котлы

Конструкция комбинированных вариантов дополнена газовой горелкой и автоматикой. Начинают топить печь, например, дровами, а при их прогорании и остывании котла ниже установленной температуры, срабатывает автоматика, и включается газовый подогрев, который поддерживает теплоноситель в нужном температурном режиме. Такой котел может быть одноконтурным, но иметь в общей системе встроенный бойлер.

Котел можно встроить в универсальную систему отопления и горячего водоснабжения

Кроме того, есть модели котлов, которые работают на электричестве вместо газа.

Положительные характеристики котла

У любого из агрегатов, описанных выше, есть объединяющие и индивидуальные положительные качества, именно поэтому сегодня их устанавливают в загородных домах и заменяют ими старые кирпичные печи.

Котлы длительного горения имеют хорошие показатели и обладают очень высоким КПД, который доходит до 90—95%.
Если в котле встроена система автоматической подачи топлива, то он может долгое время работать без участия человека. Срок такой работы указан в паспорте агрегата.
Эффективность работы прибора объясняется способностью конструкции при нормальной эксплуатации достигать температуры до 600—650 градусов.
Котлы — экологически чистые приборы, так как сжигается не только заложенное топливо, но и угарный газ, образующийся при его работе.
Всегда есть возможность регулировать интенсивность горения.
Современные котлы оборудованы автоматикой, которая позволяет управлять ими через пульт, а также через него же получать сигнал о возникших при работе неполадках.
Удобство комбинированных котлов заключается в использовании разного вида топлива, что позволяет существенно на нем сэкономить.
В котлах с водяным контуром реализована возможность регулирования температуры воды, как для отопления, так и для ГВС.
При большом количестве положительных качеств агрегата, он имеет вполне доступную цену.
Простота в монтаже и эксплуатации, а также неприхотливость в уходе и возможность делать это самостоятельно, не привлекая специалистов.
Компактность, по сравнению с кирпичными строениями.

Объективные недостатки

К отрицательным моментам в использовании котла можно отнести:

Загрузка топлива в прибор производится вручную.
В некоторых моделях отсутствует регулировка температуры воды, поэтому при выборе котла на это нужно обратить особое внимание.
Требуется достаточно много места для хранения дров или другого твердого топлива.
Есть определённые требования к просушке топочного материала.
При использовании комбинированных моделей, нужно будет отвести для системы отдельное помещение — котельную.

Это достаточно существенные недостатки для тех, кто имеет небольшую площадь дома, но при необходимости установить отопление, всегда можно найти выход из положения.

Реально ли построить такой котел своими руками?

При желании и при наличии некоторых навыков, вполне возможно сделать котел длительного горения на твердом топливе самостоятельно. Для эффективности его работы совершенно не важно, какой формы будет котел — круглый, изготовленный из бочки или газового баллона, или сваренный из металлических листов. Главное — правильно устроенная внутренняя система.

Видео-пример постройки самодельного котла длительного горения «от Максима»

Простейшая конструкция котла длительного горения

Лабиринт из камер дожига и труб теплообменника

На предложенной схеме хорошо видно, каким совершенно несложным образом можно создать условия внутри котла для задержки горячего воздуха, что существенно продлит процесс остывания.

Из всех вариантов котлов, которые можно выполнить самостоятельно, имеющий прямоугольную форму будет самым компактным и эстетичным. Он отлично подойдет для отопления небольшого помещения, а если его несколько доработать, то согреет и большую площадь.

Примерная схема топочной части котла с размерами

Конструкция котла достаточно проста и для нее потребуется вполне доступные материалы, а их количество будет зависеть от размера задуманного агрегата.

Смысл конструкции состоит в том, чтобы не дать возможности нагретому воздуху напрямую уйти в трубу. Для этого и устраиваются внутри приспособления, состоящие из металлических пластин и труб, приваренных особым образом и создающих между собой своеобразный лабиринт, по которому и должен медленно уходить нагретый воздух. Верхние отсеки, при грамотной организации подачи дополнительного воздуха, будут играть функцию камер дожига. При желании, котел изнутри обложить шамотной плиткой или же кирпичом, установленным на ребро. Можно устроить кладку из кирпича и снаружи отопительного прибора.

Для того чтобы сделать такой котел нужно подготовить: металлический лист не менее трех миллиметров толщиной, стальной уголок 4×4 или 5×5 см, крышку для отверстия в варочной плите, дымоходную трубу требуемой конфигурации, длины и диаметра. Весь материал закупается, опираясь на заранее составленную схему.

Первым шагом идет раскройка всех деталей из металла после разметки по размерам согласно схемы. Детали необходимо вырезать аккуратно, затем выровнять края с помощью зачистки шлифмашинкой.

Вырезаются следующие детали: дно и стенки котла, панель колосника, варочная панель, две или три внутренние панели для создания лабиринтного выхода нагретых газов.

Далее, в варочной панели вырезаются отверстия для конфорки и дымохода. В передней панели устраиваются два прямоугольных отверстия для топки и поддувала. Вырезанные пластины обвариваются — они будут использованы для дверец, и должны плотно закрываться. Крепятся они на петли, которые привариваются к панели и дверцам. Затем на них закрепляются задвижки.
Продолжается работа с передней панелью — приваривается одна пластина с ее внутренней стороны. Она должна быть меньше размера боковой стенки на 7—8 сантиметров, т.е. она не должна доходить до задней стенки на указанное расстояние. От верхней панели ее располагают на расстоянии 10—12 сантиметров.
Далее, идет работа с задней стенкой — на нее с внутренней же стороны привариваются две металлические панели, такой же величины, как на передней. Одна из них закрепляется на расстоянии от верха 5—6 сантиметров, а вторая 15—17. При сборке котла, пластина с передней панели должна располагаться между пластинами задней стенки.
На боковые стенки, на всю их длину приваривают по одному уголку, на одной высоте — в дальнейшем они будут служить кронштейнами для колосника.
К нижней части привариваются ножки, выполненные из уголка. Для устойчивости котла, лучше приварить к их торцу металлические круглые или квадратные пластины.
Чтобы сделать колосниковую панель, в подготовленной металлической заготовке высверливают многочисленные отверстия или вырезают длинные полосы, идущие вдоль боковых стенок. Можно поступить и другим образом — сварить колосник из арматуры. Если удастся найти в продаже колосник чугунный, точно подходящий под нудный размер – это будет идеальным вариантом. При проектировании котла этот вопрос можно продумать заранее.
Решающим и завершающим шагом является сборка всех деталей вместе. Их можно соединить с помощью уголка, а можно сварить детали между собой встык, но это нужно делать очень аккуратно, швы должны быть ровными и герметичными.
К готовой конструкции с помощью сварки присоединяется патрубок дымоходной трубы.
Чтобы конструкция была аккуратной, нужно зачистить сварочные швы и покрыть весь котел полностью жаростойкой краской.

После высыхания краски, можно проводить испытания перед установкой. Испытывают котел на открытом воздухе.

Видео – оригинальный самодельный котел длительного горения

Ранее было рассказано о самой простейшей конструкции. Однако креативные идеи не имеют границ. Посмотрите на пошаговый процесс создания котла совершенно необычной конструкции.

Установка

Установку котла нужно проводить, соблюдая правила противопожарной безопасности.

Для установки котла стационарно нужно подготовить для него поверхность. Она должна быть ровной и огнестойкой — это может быть бетонный пол, кирпичная кладка или кафельная плитка.
Стены около котла отделываются жаростойким гипсокартоном, плиткой, кирпичной или каменной кладкой. Можно выбрать и другой негорючий материал.
Помещение, где располагается котел должно иметь хорошую вентиляционную систему.

Если котел изготавливается своими руками, нужно постараться выбрать качественный материал, чтобы изделие прослужило долгий срок.

При выборе готового котла, необходимо внимательно ознакомиться с его характеристиками и функциями, чтобы он удовлетворял всем зависящим от него запросам. Если нет необходимости или возможности приобретать котел заводского производства, то можно сделать его самостоятельно или заказать у опытного мастера.

kamin-expert.ru