Газогенераторные котлы на дровах

Разновидности самодельных котлов длительного горения на дровах, характеристика агрегатов и описание принципа работы. Изготовление оборудования с водяным контуром своими руками.

Особенности

Электростанция на дровах – изобретение далеко не новое, но современные технологии позволили несколько улучшить разработанные раньше устройства. Причем для получения электроэнергии используется несколько разных технологий.

К тому же, понятие «на дровах» несколько не точное, поскольку для функционирования такой станции подойдет любое твердое топливо (дрова, щепа, паллеты, уголь, кокс), в общем все, что может гореть.

Сразу отметим, что дрова, а точнее процесс их сгорания, выступает только в качестве источника энергии, обеспечивающего функционирование устройства, в котором происходит генерация электричества.

Основными достоинствами таких электростанций является:

  • Возможность использовать самое разное твердое топливо и его доступность;
  • Получение электроэнергии в любом месте;
  • Использование разных технологий позволяет получать электроэнергию с самыми разными параметрами (достаточной только для обычной подзарядки телефона и до запитки промышленного оборудования);
  • Может выступать и в качестве альтернативы, если перебои подачи электроэнергии – обычное дело, а также основным источником электричества.

1

Характеристика и виды котлов

Самодельные котлы длительного горения на дровахВ загородных посёлках (где нет газопроводов) постоянно решается вопрос об улучшении качества отопления домов. Обычные печи на угле и дровах получили повсеместное использование, а сейчас, имея новые технологии, они являются не единственным способом обогрева.

Прекрасно можно заменить старые печи котлами длительного горения на дровах, являющимися сравнительно новыми конструкциями, которые работают на твёрдом топливе. Мощности такого прибора хватает обогреть не только жилые, но и производственные помещения.

Длительность горения соответствует происходящим внутри него процессам, которые будут зависеть от конструкции прибора. Твердотопливный котёл отличается технологией работы от обычной дровяной печи тем, что горит сначала верхняя часть дров, постепенно захватывая нижнюю вместе с продуктами распада (золой, сажей).

В старых печах дрова загораются снизу, а затем воспламеняются остальные, при этом происходит быстрое сгорание топлива и остывание печи, поэтому приходится наблюдать за процессом горения и часто подкладывать дрова. Обычно считают, что длительность горения зависит от продолжительности тления с ограничением поступления воздуха. Но это неэффективный способ сжигания дров и угля:

  1. 1. При максимальном горении КПД дровяных котлов достигает 75%, а в режиме тления эффективность прибора падает до 40%.
  2. 2. Тлеющими дровами выделяется небольшое количество тепловой энергии, что влияет на полный, качественный обогрев дома.
  3. 3. Невозможность сжигания способом тления свежесрубленного дерева таких пород, как ивы, тополя и низкокалорийного топлива.

Продолжительность горения зависит от увеличенной топливной камеры в котле, именно её размер оказывает влияние на процесс: чем больше закладываемых в топку дров, тем дольше они будут гореть и выделять тепло. Бытовые агрегаты могут работать 10—12 часов с одной закладкой дров, а с порцией угля до суток. Существуют такие виды твердотопливных котлов:

  • классические, у которых функционирует принудительная подача воздуха;
  • действующие по методу верхнего горения;
  • пиролизные модели;
  • теплогенераторы шахтного типа.

Такие устройства твердотопливных котлов можно выполнить самостоятельно. Для этого нужно иметь необходимый инструмент и практику сварочных работ.

Недорогие котлы длительного горения для отопления на дровах

Недорогие котлы длительного горения для отопления на дровах

Что представляет собой теплогенератор

Оборудование этого класса представлено двумя основными видами приборов:

  • Статорным;
  • Hоторным (вихревым).

Однако не так давно появились и кавитационные модели, которые возможно в скором будущем станут достойной заменой агрегатам, работающим на привычных видах топлива.

Различие между статорными и роторными приборами состоит в том, что в первом жидкость нагревается при помощи сопел, расположенных на входном и выходном отверстиях агрегата. У второго типа генераторов тепло образуется в процессе оборотов насоса, приводящих к завихрениям воды.

Смотрим видео, генератор в работе, замеры:

По эксплуатационным качествам вихревой теплогенератор собранный своими руками несколько превосходит статорный. У него теплоотдача на 30% больше. И хотя сегодня на рынке такое оборудование представлено различными модификациями, отличающимися роторами и соплами, суть их работы от этого не меняется. Исходя из этих параметров собирать теплогенератор своими силами лучше все же вихревого типа. Как это сделать будет рассмотрено ниже.

Как это работает?

Генератор электричества
Стандартный элемент Пельтье – это пластина с двумя выходами для подключения к сети, собранная из кубиков разного металла, например медь и константан, медь и никель, свинец и константан и т. д.

Пластина пропускает через себя электрический ток, и с одной стороны нагревается, а с другой становится холодной.

В представленном электрогенераторе применяется обратный принцип: одна сторона элемента нагревается от горящего топлива (в данном случае – щепок и дров), другая охлаждается любым теплообменником – жидкостным или воздушным, и на проводах происходит выработка постоянного электротока, который уже можно использовать по усмотрению.

Больших показателей мощности ожидать не приходится, даже в заводских печах-генераторах (в них, как правило, два элемента), вырабатывается до 60 Вт. Самодельные обычно выдают 5 Вт (хватит, чтобы зарядить сотовый телефон или подключить фонарик со светодиодами).

Электроток в такой печи – лишь побочный продукт, основная энергия от сгорания дров не пропадает впустую, а служит для отопления помещения (хватит на небольшой дом, дачу или палатку).

Отопительные котлы на твердом топливе

Современный котел на твердом топливе обладает широким рядом положительных качеств и отличается высокими потребительскими характеристиками. Это обуславливает его большую востребованность на рынке отопительного оборудования.

Чертеж

Как уже было сказано, газогенератор на дровах имеет довольно простую конструкцию. Далее все вышесказанное относительно устройства конструкции будет представлено в схематическом виде для полного понимания.

Чертеж

Преимущества и недостатки агрегата

Среди преимуществ использования газогенераторов следует отметить:

  • довольно высокий КПД, который может достигать 80-95% (для сравнения — 60%-ный КПД у твердотопливных котлов считается очень хорошим достижением);
  • длительный процесс горения топлива, который избавляет от необходимости часто его подкладывать (дрова могут гореть до 25 часов, процесс горения угля может длиться до 5-8 дней);
  • полное сгорание топлива, поэтому процедура очистки зольника и газохода проводится очень редко;
  • регулируемый процесс горения можно автоматизировать;
  • в процессе работы выделяется минимальное количество вредных веществ;
  • снижаются затраты на обогрев жилища;
  • можно загружать в топку поленья до одного метра длиной;
  • в отдельных моделях генераторов можно использовать свежесрубленное дерево или древесину с влажностью 50%.

Возможность автоматизировать работу устройства, а также материалы, которые используются при их создании, делают дровяной газогенератор более безопасным, чем традиционный твердотопливный котел.

Топливо для газогенератора на дровах

В качестве топлива для газогенератора можно использовать не только дрова, но и торф, уголь, опилки, старый паркет, а также некоторые другие отходы

Однако есть у этого агрегата и ряд недостатков, которые следует принять во внимание:

  • В большинстве моделей для подачи воздуха используется электрический вентилятор, из-за которого устройство можно считать энергозависимым.
  • При снижении мощности генератора более чем на 50% горение теряет стабильность, в результате чего выделяется деготь, загрязняющий газоход.
  • Чтобы избежать выпадения конденсата, температуру обработки отопления необходимо поддерживать на уровне 60 и более градусов.

Кроме того, стоимость генераторов, которые предлагает промышленное производство, почти в 2 раза превышает расходы на покупку твердотопливного котла. Можно существенно сократить эти затраты, изготовив агрегат самостоятельно.

Принцип работы

Несмотря на сложность химических процессов, сопровождающих пиролиз, принцип работы газового генератора на дровах достаточно прост.

Начинается все с загрузки бункера генератора дровами, опилками, щепой. Верхняя крышка бункера герметически закрывается. Для этого она оборудуется специальным запорным устройством. Это очень важно, потому что через неплотно закрытую крышку будет происходить утечка образовывающегося газа.

После этого производится розжиг через специальный лючок внизу генератора. Таким образом, осуществляется активация зоны горения генератора. В этой зоне идут процессы полного сгорания топлива, сопровождающиеся выделением углекислого газа СО2, а также частичного, образующего оксид углерода СО.

Под воздействием раскаленных газов происходит также газификация части топлива, не находящегося в зоне горения, но располагающаяся в непосредственной близости от очага горения. В реакции участвует также часть влаги, содержащаяся в топливе. В результате образуются углекислый газ СО2, водород Н2, а также оксид углерода СО, являющийся горючим газом.

Зона генератора, непосредственно примыкающая к очагу горения, называется зоной восстановления. Вместе эти участки установки образуют зону активной газификации.

В результате протекания вышеупомянутых процессов, на выходе генераторной колонки образуется многокомпонентный газ, в состав которого входят горючие компоненты – СО, Н2, СН4, CnHm, а также балластная часть – CO2, O2, N2, H2O.

Генераторный газ имеет высокое октановое число, но очень низкую теплоту сгорания, вследствие чего, двигатель внутреннего сгорания, переведенный на такой вид топлива, может потерять до 40% мощности.

Какие газогенераторы применяются для домашних нужд, по каким критериям делать их выбор, и какие популярные модели есть в продаже — читайте тут.

Экономичными и удобными для использования в домашних нуждах являются генераторы от магистрального газа. Читайте по вышеуказанной ссылке про их преимущества, особенности и критерии выбора.

Нюансы эксплуатации газогенератора

Ошибочно считают, что самодельный газогенерирующий агрегат способен работать на древесине с влажностью до 50%. При этом стоит учесть, что чем выше уровень влажности топлива, тем ниже эффективность теплосилового устройства. Для оптимизации рабочего процесса стоит использовать горячий газ для подогрева и сушки дров в бункере. В этих целях между корпусом и загрузочной камерой прокладывается газопровод: часть тепловой энергии расходуется на просушку топливных ресурсов.

Горючий газ, столь необходимый для отопления домов, приготовления пищи, в качестве топлива для автомобилей и прочих полезных устройств, добывают не только из под земли. Источником этого ценного продукта могут стать дрова, торф, отходы деревообработки, уголь и даже отдельные виды мусора, например, куски старого линолеума или снятого паркета, непригодный для дальнейшего использования пластик и т. п. Чтобы получать газ таким образом, понадобится приобрести специальное устройство или сделать газогенератор своими руками. Как его соорудить самостоятельно — мы об этом сейчас и поговорим.

Подключение и запуск газогенератора на дровах


При установке газогенератора на авто завести машину будет сложнее – это лучше делать на бензине

Необходимо учитывать особенности использования газогенератора на дровах при подключении его к автомобилю. Эксперты не советуют полностью отказываться от бензина, потому что завести двигатель на дровах проблематично. Рекомендуется запускать мотор путем подачи бензина, а уже затем переходить на газ. Переключение на разные виды топлива можно организовать с помощью смесителя, изготовленного по схеме Мезина И.С.

Есть и другие ограничения:

  • Размер дров не более 6 см.
  • В качестве топлива используется только высушенная древесина, потому что на процесс испарения воды затрачивается дополнительное тепло, пиролизных газов в этом случае образуется меньше.
  • Газогенераторный двигатель, работающий на дровах, на 50% теряет в мощности по сравнению с бензиновым.
  • Розжиг осуществляется при включенном вентиляторе за 20 минут до отъезда.

Работая на самодельном горючем, двигатель быстрее изнашивается.

3

Отопитель с верхним горением

Водогрейные котлы длительного горенияУстройство водогрейных котлов длительного горения — это та же печь, дополненная водяной рубашкой. Принцип работы котла считается сравнительно новым и заключается в подаче воздуха сверху (где и зона горения) через трубу, на конце которой приварен тяжёлый металлический диск. По мере сгорания дрова проседают под весом груза, а движение воздушных потоков осуществляется естественным способом за счёт тяги дымоотвода.

Исходя из отзывов пользователей, подобного типа приборы длительного горения не пользуются особой популярностью. Вот несколько причин:

  • эффективностью уступают классическим видам из-за расположения зоны интенсивного горения в одной плоскости;
  • сложность заполнения топки дровами — нужно, чтобы полностью прогрела предыдущая порция топлива;
  • невозможность быстрого тушения, в случае необходимости.

Недостатки существуют, но самостоятельно можно кое-чем дополнить устройство оборудования или исправить. Например, для изготовления зональной камеры смонтировать днище и колосники. Можно устранить недостатки дозагрузки топлива, поставив между топливным проёмом и зольным дополнительную дверцу.

Котёл длительного горения своими руками

Котёл длительного горения своими руками

Инженерные возможности

Технические характеристики электрогенерирующего оборудования говорят сами за себя:

  • оптимальный объем топлива для загрузки – 30 литров;
  • внешние размеры имеют следующие параметры: высота – 652 мм, глубина – 427 мм, ширина – 540 мм;
  • вес агрегата – 54 кг;
  • предельная величина обогреваемого сооружения составляет 50 м³;
  • диаметр дымопровода – 80,0 мм;
  • наименьшая высота дымоотвода – 3,0 метра;
  • количество дымоходных труб — 9 штук в комплекте;
  • отсек для сгорания – 41 дм³;
  • мощность тепловая – 4 кВТ;
  • электромощность на выходе – 50 Вт (min);
  • напряжение выходное – приблизительно 12 Вольт;
  • размер дверцы топки – 178 мм в диаметре;
  • поверхность нагревания – 0,6 кв. м;
  • вид топлива – уголь бурый, торф, дрова лиственных деревьев, топливные брикеты, паллеты.

Важно знать: категорически нельзя применять каменный уголь в качестве горючего материала.

Плюсы и минусы технологии

Если нет нужды в отделении газовой смеси, электрогенератор на природном газе эффективно работает в качестве теплогенератора, обеспечивает отопление дома. Выгода в том, что за счет использования пиролизного газа экономятся дрова.

Некоторые предприятия закупают агрегаты и производят генераторный газ, получая деньги за утилизацию отходов других заводов. Стоимость вывоза мусора высокая, при этом возможны штрафы, поэтому древесный мусор деревообрабатывающим фирмам легче сдать на переработку, и заплатить меньшую сумму. Собственник станции получает выгоду от оплаты работы, также имеет бесплатное тепло для своих нужд.

Высокий коэффициент полезного действия (80 – 95%)

Длительное горение дров без подкладки новой порции (до 25 часов)

Полное перегорание топлива, редкая очистка зольника

Координируемый процесс работы, возможность автоматизации

Минимальный выхлоп вредных компонентов

Снижение затрат на отопление

Большой объем камеры

Энергозависимость и требование к влажности дров (не для всех типов котлов)

Неустойчивость горения при неполной загрузке

Невозможность организовать автоматическую загрузку топлива

Установка и место установки

Запрещена установка:

  • В местах скопления людей;
  • В плохо освещенных помещениях;
  • В погребе и подвале;
  • Рядом с устройствами, выделяющими вредные вещества;
  • Вблизи легковоспламеняющихся агрегатов;
  • Рядом с самовзрывающимися смесями;
  • Вблизи материала, выделяющего ацетилен;
  • В работающих на угле и дровах котельных;
  • Рядом с компрессорами, кондиционерами и вентиляторами, забирающими кислород;
  • На расстоянии менее 1 м от газовых калориферов;
  • Рядом с тепловыми и электрическими устройствами;

Устанавливать устройство необходимо в стороне от проездов и проходов. Оно должно быть ограждено.

Установка должна производиться в местах, недоступных для детей и домашних животных. Устройство требует постоянного надзора.

схема газгена

Способ №3

Для реализации следующего способа необходимо подготовить трубку из нержавейки на 4.25 дюйма (14 сантиметров в длину) и бак на пять галлонов. Вместо трубы можно использовать старый огнетушитель.

Далее алгоритм действий выглядит следующим образом:

В качестве прокладки можно использовать силиконовую прокладку, с помощью которой можно эффективно заделать все имеющиеся трещины и швы;

в баке вырезается дверца такого размера, чтобы в нее могли попасть руки для уборки старого пепла. После делается небольшая дверца (из другого бака). Фиксацию дверцы можно организовать с помощью специальных крепежей;

Схема

Другие схемы, которые смогут вам помочь в изготовлении газогенератора.

Схема газогенератора ЗИС 21

Чертеж газоренератора

Очередной образец.

Самодельные станции

Также многие умельцы создают самодельные станции (обычно на основе газогенератора), которые после продают.

Все это указывает на то, что можно и самостоятельно изготовить электростанцию из подручных средств и использовать ее для своих целей.

Далее рассмотрим, как можно сделать устройство самостоятельно.

На основе термоэлектрогенератора.

Первый вариант – электростанция на основе пластины Пельтье. Сразу отметим, что изготовленное в домашних условиях устройство подойдет разве что для зарядки телефона, фонаря или для освещения с использованием светодиодных ламп.

Для изготовления потребуется:

  • Металлический корпус, который будет играть роль печи;
  • Пластина Пельтье (отдельно приобретается);
  • Регулятор напряжения с установленным USB-выходом;
  • Теплообменник или просто вентилятор для обеспечения охлаждения (можно взять компьютерный кулер).

Изготовление электростанции — очень простое:

  1. Изготавливаем печь. Берем металлический короб (к примеру, корпус от компьютера), разворачиваем так, чтобы печь не имела дна. В стенках внизу проделываем отверстия для подачи воздуха. Вверху можно установить решетку, на которую можно установить чайник и т. д.
  2. На заднюю стенку монтируем пластину;
  3. Сверху на пластину монтируем кулер;
  4. К выводам от пластины подключаем регулятор напряжения, от которого и запитываем кулер, а также делаем выводы для подключения потребителей.

Работает все просто: разжигаем дрова, по мере нагрева пластины на ее выводах начнется генерация электроэнергии, которая будет подаваться на регулятор напряжения. От него же начнет и работать кулер, обеспечивая охлаждение пластины.

Читайте также:
main-1-1.jpg

Остается только подключить потребители и следить за процессом горения в печке (подкидывать своевременно дрова).

На основе газогенератора.

Второй способ сделать электростанцию – это изготовить газогенератор. Такое устройство значительно сложнее в изготовлении, но и выход электроэнергии – значительно больше.

Для его изготовления потребуется:

  • Цилиндрическая емкость (к примеру, разобранный газовый баллон). Она будет играть роль печки, поэтому следует предусмотреть люки для загрузки топлива и очистки твердых продуктов горения, а также подвод воздуха (потребуется вентилятор для принудительной подачи, чтобы обеспечить более лучший процесс горения) и вывод для газа.
  • Радиатор охлаждения (может быть изготовлен в виде змеевика), в котором газ будет охлаждаться.
  • Емкость для создания фильтра типа «Циклон».
  • Емкость для создания фильтра тонкой очистки газа.
  • Бензиновая генераторная установка (но можно просто взять любой бензиновый мотор).

После этого все необходимо соединить в единую конструкцию. От котла газ должен поступать на радиатор охлаждения, а после на «Циклон» и фильтр тонкой очистки. И только после этого полученный газ подается на двигатель.

Это указана принципиальная схема изготовления газогенератора. Исполнение же может быть самым разным.

К примеру, возможна установка механизма принудительной подачи твердого топлива из бункера, который, кстати, тоже будет запитываться от генератора, а также всевозможных контролирующих устройств.

Создавая электростанцию на основе эффекта Пельтье, особых проблем не возникнет, поскольку схема простая. Единственное, следует принимать некоторые меры безопасности, поскольку огонь в такой печке практически открытый.

А вот создавая газогенератор, следует учитывать множество нюансов, среди них — обеспечение герметичности на всех соединениях системы, по которой проходит газ.

Чтобы двигатель внутреннего сгорания нормально работал, следует побеспокоиться о качественной очистке газа (наличие примесей в нем недопустимо).

Газогенератор – конструкция громоздкая, поэтому для него необходимо правильно подобрать место, а также обеспечить нормальную вентиляцию, если он будет установлен в помещении.

Поскольку такие электростанции не новь, и любителями они изготавливаются уже сравнительно давно, то и отзывов о них накопилось немало.

В основном, все они положительные. Даже у самодельной печи с элементом Пельтье отмечается, что она полностью справляется с поставленной задачей. А что касается газогенераторов, то здесь наглядным примером может выступить установка таких устройств даже на современных авто, что говорит об их эффективности.

Необходимые материалы и инструменты

Для того чтобы своими руками сделать генератор газа, необходимо иметь следующие инструменты и материалы:

  • Бочка для корпуса конструкции.
  • Старый газовый баллон.
  • Фильтры для очистки газа, а также клапаны. Их можно найти в строительных магазинах.
  • Болты (несколько штук).
  • Аппарат для сварки.

Напоследок, следует отметить, что процесс изготовления генератора не содержит особых сложностей, поэтому любой желающий может смастерить его самостоятельно. Главное – нужно руководствоваться приведенной здесь пошаговой инструкцией.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...