Как рассчитать твердотопливный котел

Выбираем тип изготавливаемого котла

Практически все самодельные котлы отопления на твердом топливе для частного дома, являются просто хорошей копией того оборудования, что выпускается на заводах отечественных и зарубежных производителей. Хотя полностью воссоздать технологический процесс без специального оборудования невозможно, при изготовлении используются схемы и чертежи уже готовых моделей.

При выборе типа котла, обращают внимание на КПД, требования, предъявляемые к качеству топлива и другие характеристики. Все популярные конструкции, делятся на два вида, по особенностям расположения топочной камеры.

Такая конструкция, впервые стала использоваться в котлах длительного горения отечественных производителей. В устройстве шахтного оборудования имеются следующие особенности:

  • Используется принцип нижнего горения. В конструкции предусматриваются две дверцы: топочная и загрузочная.
  • Топливо загружается в вертикальную топочную камеру. Размеры топки рассчитываются таким образом, чтобы поленья свободно опускались вниз, по мере прогорания нижнего слоя.
  • Воздух подается сразу с двух сторон. Первый воздушный поток направляется сверху топочной камеры вниз, второй, распространяется внизу под колосниками и направлен к встроенному дымовому каналу.

Шахтный твердотопливный котел работает по принципу длительного горения, с применением газогенерации или пиролиза. Изготовление модели данного типа трудоемко и требует проведения грамотных теплотехнических расчетов. На выходе, получается котел с КПД около 88%, неприхотливостью к качеству дров (допускается влажность до 42%).

Конструкция с боковой загрузкой является классической и чаще всего, именно ее выбирают при самодельном изготовлении твердотопливного котла. По внутреннему устройству, модель напоминает обычную дровяную печь.

Как рассчитать твердотопливный котел

Самодельный твердотопливный отопительный котел с водяным контуром, использующий боковую загрузку, имеет следующие особенности:

  • Вместительная топочная камера – объем топки рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить работу котла от одной закладки, в течение 4 часов.
  • Топочная камера должна отделяться от зольного ящика, решеткой. В котлах, для сжигания угля, используются металлические или чугунные колосники. Дверка зольного ящика используется для регулировки интенсивности горения. Открытием и закрытием изменяются параметры тяги.
  • Система дымоотведения – в зависимости от используемого принципа горения, изготавливается прямой или ломаный дымоходный канал.

Котлы с боковой загрузкой и горизонтальной топкой, имеют простую конструкцию, наиболее подходящую для самостоятельного производства.

Определяем тип горения топлива

Если же Вам недостаточно приблизительного расчета мощности твердотопливного
котла, и вы хотите, чтобы теплопотери вашего дома и мощность котла были
рассчитаны с высокой точностью, Вам нужно обратиться к нашим квалифицированным
специалистам.

Специалисты компании Ройек почти четверть века занимаются изготовлением и
установкой современных котлов по всей Украине. Кому как не нам знать, как лучше
всего рассчитывать мощность котла для жилых домов и крупных предприятий.

Поэтому, если вы хотите высокоточно рассчитать мощность будущего котла, купить
котел или посоветоваться с квалифицированными специалистами, обращайтесь к нам
по телефону: (032) 297-18-58 или 297-18-98.

Также, вы можете посетить нас по адресу: г.Львов,
вул. Яворницкого, 14

Длительность горения топлива в самодельном твердотопливном котле, зависит от выбранной конструкции агрегата. Принято различать два основных используемых принципа работы:

  1. Классическое горение.
  2. Длительное горение.

При наличии необходимых инженерных навыков, возможно изготовить агрегат, способный проработать от одной закладки в течение нескольких суток.

Изготовление котла на твердом топливе с классическим горением своими руками, отличается простотой. Конструкция напоминает ту, что используется в дровяных печах и состоит из следующих частей:

  1. Топочная камера.
  2. Зольник.
  3. Система дымоотведения.
  4. Теплообменник.

В котлах, в качестве водяного контура, зачастую используется обычный змеевик. Особенностями внутреннего устройства классических твердотопливных котлов является:

  • Скорость сгорания – от одной закладки, котел продолжает работать максимум 4 часа.
  • КПД – классические модели малоэффективны. При работе, практически четвертая часть получаемого тепла, попросту уходит в дымоходную трубу.
  • Тип топлива – классические котлы способны использовать любой вид твердого топлива: уголь, дрова, брикеты и т.п. Допускается сжигание дров с повышенной влажностью.

Затраты на изготовление классического твердотопливного котла меньше, чем на производство пиролизной модели, практически вдвое.

Сделать своими руками твердотопливный котел длительного горения возможно, но, для этого потребуется провести грамотные теплотехнические расчеты и подобрать подходящий чертеж. Процесс пиролиза невозможен без двух составляющих:

  1. Высокой температуры горения.
  2. Ограниченного притока воздуха.

Чтобы обеспечить необходимые условия, устанавливается механический регулятор горения, а также, обкладывают камеру сгорания, шамотным кирпичом, для уменьшения теплопотерь. Подробные рекомендации относительно изготовления, находятся в статье «Изготовление пиролизного котла своими руками», расположенной на сайте.

КПД заводского котла длительного горения с пиролизом, достигает 92%. При самостоятельном производстве, коэффициент полезного действия несколько ниже, 86-88%.

Из какого металла лучше сделать котел

От выбора металла, зависит время эксплуатации котла. При производстве в заводских условиях, существуют строгие требования, относительно типа используемого материала для каждой части котла. Строгие требования предъявляются к составу металла, толщине стали и другим характеристикам.

Подобным нормам, должен соответствовать и материал, используемый при самостоятельном изготовлении агрегата. При выборе учитывают эксплуатационные особенности, термическое и механическое воздействие и многие другие аспекты. Для производства котла применяют сталь и чугун.

Чугун имеет хорошие теплотехнические характеристики: устойчив к перегреву и выгоранию, долгое время сохраняет тепло. Срок эксплуатации котла, изготовленного из данного металла, составляет не менее 25 лет. Недостатком чугуна является подверженность к гидравлическим и механическим ударам, растрескивание нагретой поверхности при резком охлаждении.

Изготовление котла из чугуна в домашних условиях, невозможно. Теплообменник и другие части котла, производятся литьевым методом в плавильнях. Создать подобные условия и изготовить чугунные детали, нереально.

При изготовлении твердотопливного котла своими руками, можно использовать уже готовые элементы конструкции, изготовленные из чугуна: дверцы, колосники и т. д.

В отличие от чугуна, сталь хорошо поддается обработке. Для производства, применяется металл, раскатанный в листы. Марки используемой стали, в зависимости от изготавливаемого узла:

  • Топочная камера – обычная сталь не способна выдержать прямое воздействие огня и высокой температуры. Применение металла с низким содержанием углерода, приводит к быстрому прогоранию стенок.
    На заводском производстве, для изготовления топки, используют сталь с добавлением молибдена или хрома. Толщина листа не менее 5 мм. Этого же правила придерживаются и при самостоятельном изготовлении.
  • Теплообменник – прямого воздействия пламени на металл не оказывается, поэтому, для производства допускается углеродистая сталь, толщиной 3 мм. Для обеспечения необходимой жесткости через 10-15 см привариваются металлические ребра, придающие конструкции прочность.

как рассчитать мощность котла для дома

Сталь удобна в обработке, но имеет недостатки, связанные с эксплуатацией:

  • Предельная нагрузка давления в системе отопления – при увеличении нагрузки свыше 2 мБар, стенки теплообменника выгибаются, со временем теряют прочность.
  • Срок эксплуатации стальной топки, не больше 10-15 лет.

В виду сложности обработки чугуна, при самостоятельном изготовлении котла, применяется исключительно жаропрочная толстостенная сталь.

Тип теплообменника самодельного котла

От того, как сконструирован теплообменник, зависит КПД и остальные теплотехнические характеристики котла: время прогревания помещения, возможность работы в режиме пиролиза и т.п. Устройство рассчитывается для максимальной аккумуляции вырабатываемого тепла с наименьшими теплопотерями и передачи энергии теплоносителю.

В котлах используется две базовых конструкции теплообменника, отличающихся показателями энергоэффективности. Традиционно, это «водяная рубашка» и змеевик.

Если необходимо увеличить КПД, уменьшить вероятность перегрева теплоносителя, за счет более равномерного прогрева, используется теплообменник в виде водяной рубашки.

Принцип «рубашки» основан на том, что жидкая среда, буквально окружает всю топочную камеру. Независимо от интенсивности горения и степени горения огня, осуществляется нагрев теплоносителя. В моделях длительного горения пиролизного типа, теплообменник дополнительно окружает ломаный дымовой канал, что увеличивает КПД, приблизительно на 5%.

У данной конструкции есть свои недостатки:

  1. Ограничения по давлению в системе отопления.
  2. Большие затраты, связанные с ремонтом и обслуживанием.

При изготовлении в домашних условиях, теплообменник «водяная рубашка», требует больших материальных затрат и высокого качества проведения сварных работ. Некачественные сварочные швы, дадут течь уже через несколько недель эксплуатации и приведут к остановке агрегата.

Встроенный змеевик

В классических моделях котлов, в виде теплообменника, чаще всего используют обычную изогнутую трубку – змеевик. Нагрев осуществляется проточным способом. Теплоэффективность встроенного змеевика меньше чем у водяной рубашки.

Данное решение имеет следующие особенности:

  • На эффективность нагрева влияет интенсивность горения.
  • Использование змеевика, требует тщательного контроля над температурой нагрева теплоносителя. При перегреве происходит нарушение герметизации змеевика.
  • Змеевик можно установить в любую модель, независимо от размеров самодельного котла.
  • Второй змеевик, может использоваться для нагрева горячей воды.

Установка встроенного змеевика требует меньших материальных затрат. Водяной контур данного типа, проще в обслуживании, но имеет меньшую теплоэффективность.

В стальных котлах, традиционно используются металлические колосники. Сталь не лучшим образом реагирует на чрезмерный нагрев. Поэтому, после нескольких лет эксплуатации, решетку приходится менять. При усовершенствовании твердотопливного котла, стальные колосники часто заменяют на чугунные.

Преимуществ у данного решения несколько:

  • Чугун устойчив к выгоранию и деформации – температура плавления не менее 1500°С, что невозможно достичь в бытовых условиях. Чугунные колосники проработают практически без деформации 20-25 лет.
  • Применение угля, приводит к усиленному сажеобразованию, что в сочетании с влагой, оставшейся в топливе, образовывает конденсат – сильную кислоту, разъедающую металл. Чугун устойчив к воздействию кислот, чего нельзя сказать о стали.

Колосники из чугуна, несколько увеличивают общий вес котла, что необходимо учитывать при выборе материала.

При сжигании твердого топлива, рабочая температура нагрева, достигает 550°С, у пиролизных агрегатов, превышает 600°С. Теплоизоляция котла, служит для обеспечения безопасности эксплуатации и снижения теплопотерь к минимуму.

При проведении изоляционных работ используют следующие материалы:

  • Первичная теплоизоляция – рекомендуется обложить топочную камеру шамотным кирпичом.
  • Вторичная изоляция – стенки и дно котла, обкладываются базальтовым негорючим теплоизоляционным материалом. Толщина плиты, варьируется от 4 до 8 см, в зависимости от мощности агрегата.

как рассчитать мощность отопительного котла

Базальтовый утеплитель способен выдерживать нагрев, до 1200°С. Большинство производителей твердотопливного оборудования, использует именно такую изоляцию в конструкции котла.

Окрашивание корпуса выполняется порошковыми термостойкими красками. Главными требованиями, предъявляемыми к ЛКМ, являются:

  1. Устойчивость к механическим повреждениям.
  2. Стойкость к термическому воздействию.
  3. Отсутствие шелушения, спустя несколько лет эксплуатации.
  4. Хорошая адгезия.

Современные лакокрасочные материалы, способны выдерживать прямое воздействие огня без потери защитных свойств. При выборе, ориентируются на порошковые краски, прямо предназначенные для окрашивания котлов.

Изготовление твердотопливного котла требует тщательного планирования и теплотехнических расчетов, использования грамотных чертежей, а также, правильного подбора комплектующих и расходных материалов. При соблюдении рекомендаций, у котла, изготовленного своими руками, будут хорошие теплотехнические характеристики и параметры.

Расчет радиаторов отопления

  • S – площадь помещения;
  • W уд – удельная мощность агрегата на 10 «квадратов» отапливаемой площади. При проведении вычислений учитывают поправочный коэффициент в зависимости от климата конкретного региона. 
  • для южных регионов России — 0,7 – 0,9 кВт;
  • для северных регионов России — 1,5 к — 2,0 кВт;
  • для Московской области и Москвы — 1,2 — 1,5 кВт. 

W кот. = (SхWуд.):10

Пример вычислений мощности котла

На наглядном примере будет показано, как рассчитать мощность котла для дома и интенсивность теплоотдачи. Исходные данные выглядят следующим образом: площадь отапливаемых помещений в доме равна 100м²; строение расположено в Московской области (Wуд. составляет 1,2кВт). Если подставить данные значения в формулу, результат будет выглядеть так: W котла = (100х1,2)/10 =12 кВт (детальнее: «

Выполнение расчетов для разных типов котлов

То, насколько эффективно будет обогревать дом система отопления, зависит от правильности выбора соответствующего оборудования и от того, насколько точно сделан расчет тепловой мощности котла.

Избежать проблем поможет знание, как рассчитать мощность отопительного котла в зависимости от вида используемого топлива.

Нагревательные приборы, вырабатывающие тепловую энергию, бывают:

  • твердотопливными;
  • электрическими;
  • жидкотопливными;
  • газовыми.

Фото, как выглядит каждый тип котлов, можно увидеть в статье. Выбор конкретной модели с соответствующими параметрами во многом зависит от региона местонахождения дома и развития инфраструктуры в населенном пункте. Также большое значение имеет возможность приобретать тот или иной вид топлива и его стоимость.

Расчет мощности твердотопливного котла

  • незначительная популярность;
  • доступность;
  • возможность функционировать в автономном режиме, что предусмотрено в современных моделях;
  • недорогая эксплуатация;
  • необходимость иметь подсобку для хранения топлива. 

Делая расчет мощности отопления с использованием твердотопливного котла, следует учесть, что в течение суток температура в помещении будет меняться в пределах 5 градусов. По этой причине такая отопительная конструкция не относится к лучшему выбору и при возможности от нее желательно отказаться.

Когда другого варианта системы отопления нет, есть два способа как нивелировать имеющиеся недостатки: 

  • задействовать термобаллон для регулировки подачи воздуха, что позволяет сделать более продолжительным время горения топлива и сократить количество топок;
  • применить водяные теплоаккумуляторы, которые подключают к системе обогрева. Это позволяет снизить энергозатраты, а значит сэкономить топливо. 

Мощность котла [кВт] = Потери тепла
* отапливаемую площадь дома * 1 000

Например: Для хорошо утепленного
нового дома площадью 150 квадратных метров, нужно купить котел мощностью 15-20
кВт.

Конечно, эти расчеты очень идеализированы, и они относятся к котлам, которые
работают только на утепление дома, без подогрева воды. Если вы хотите, чтобы
ваш котел на твердом топливе смог не только обогревать дом, но и обеспечивал вас
бесперебойной горячей водой, Вам следует купить
котел мощностью 20-25 кВт.

Расчет мощности электрических котлов

  • высокая стоимость топлива, в данном случае электроэнергии;
  • экологичность;
  • простота управления;
  • возникновение проблем с функционированием по причине возможных перебоев в сети;
  • компактные параметры. 

Все эти нюансы следует принять во внимание при расчете мощности электрического отопительного котла, поскольку он должен надежно и эффективно функционировать на протяжении длительного времени. 

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Dachnik.Net.ru
Adblock detector