Котел длительного горения холмова своими руками

Котел Холмова своими руками: чертежи, особенности конструкции для отопления дома +Фото и Видео

Твердотопливный котел Холмова: особенности использования, технические характеристики. Котел Холмова относят к твердотопливным котлам длительного горения. Устройство по своей конструкции состоит из вертикальных шахт в двух экземплярах. Первая камера более объемная и предназначается для закладки топлива и его дальнейшего сжигания. Горение материала протекает только в ограниченном пространство внизу закладки, и поэтому устройство еще называют как котел нижнего длительного горения.

Вторая камера чуть меньше и в ней происходит дожигание газов древесины. Помимо этого, это еще и местоположение теплообменника: именной в этой части идет самое активное нагревание воды для отопительной системы.

Общие сведения

Принцип действия

Технические особенности получения тепла внутри устройства включает в себя сразу два типа генерации тепла – прямое сжигание топлива и после – дожигание газов пиролиза. Проект конструкции создан таким образом, чтобы поток воздуха, который входит внутрь, не давал достаточного количества кислорода для полноценного горения, и получается, что часть топлива горит, а другая часть тлеет.

Под тлением подразумевается разложение соединений органики под действием высокой температуры. Процесс сопровождается выбором дыма в больших количествах с большим содержанием сажи и смол. Эти газы дыма при прохождении через раскаленные угли получают обогащение дополнительными веществами и получаются пиролизные газы, которые на порядок активнее.

Время работы

На одной закладке твердотопливный котел Холмова может работать беспрерывно до 12 часов. Это почти в 4 раза больше, чем у стандартных теплогенераторов на твердом топливе. Именно поэтому его и называют котлом длительного горения. Продолжительность сжигания одной закладки достигается благодаря ограничению горения в загрузочной камере. Эта же камера является самой большой в агрегате и вмещает намного больше, чем стандартные топки твердотопливных котлов.

У котла при параметрах мощности в 15кВт объем загрузочной шахты равен 185 литрам. Из всей закладки от верхней границы до колосников горение будет происходить лишь на нижних 25 см. Остальное же топливо будет находиться над прослойкой и ждать прогорания нижнего слоя материала, а после будет занимать его место.

Пространство над углями, которые горят, составляет около 30 см и называется областью активного дымообразования и газообразования. Большая часть потока воздуха, который входит, поступает под колосники и под ними проходит уже во вторую камеру дожигания пиролизных газов. Этот воздух будет затягивать газы и дым, которые находятся над горящим слоем.

Температура печи

Камеры отделены друг от друга перегородкой, которая стоит строго вертикально. Лишь в самом низу стенка имеет небольшой просвет. Через это пространство, которое свободно, под действием тяги пламя засасывает из первой камеры во вторую. В этой нижней части проходит полное дожигание газов, а сверху установлен теплообменник конвекционного действия. Место с пиковой температурой находится внизу второй шахты, где показатель температуры достигает до +800 градусов. Примерно 65-70% тепла в области будет передаваться на водяную рубашку котла в виде излучения радиационного типа. Оставшаяся тепловая энергия собирается в водотрубном конвекционном теплообменнике.

Сырье

Котел Холмова может работать на угле, дровах, пеллетах, брикетах и прочих сыпучих мелких материалах, к примеру, на щепе, опилках и другом виде органического топлива. Чтобы получить максимальную отдачу устройства, использование угля следует ограничить. Сам по себе ископаемый уголь – это продукт разложения органики и при переработке в котле практически не образуются пиролизные газы. Намного лучше в таком теплогенераторе использовать дрова или брикеты из органического сырья – из шелухи, соломы, древесные и прочие.

Достоинства и недостатки

Высокий КПД

Самым ощутимым плюсом выделяют высокий КПД. При грамотно продуманной схеме дожигания газов пиролиза такая конструкция становится второй по уровню производительности после пиролизных котлов. При этом отметим то, что цена на действительно хороший пиролизный котел намного выше, чем на шахтный котел Холмова. Высокий КПД получается за счет сложной системы съема тепла.

Она дает возможность быстро и эффективно прогревать воду в теплообменнике благодаря сразу двух источникам тепла – радиационного, который возникает при горении пиролизных газов и конвекционного, который образуется за счет теплопроводности при действии нагретого газа с корпусом обменника тепла.

Продолжительность

Еще один важный плюс конструкции заключается в том, что используется принцип нижнего горения. За счет этого получается достичь продолжительного периода сжигания одной порции топлива. Помимо этого, в отличи от котлов с длительным верхним горением, в этой конструкции можно даже во время работы подбросить дров. Такие популярные агрегаты, как котел Стропува и прочие требуют дождаться полного окончания горения перед тем, как будет возможность обновить топливо.

Аналог

Главным конкурентом Холмова среди котлов длительного горения является Стропува. Устройство цилиндрических котлов, которые работают по принципу сгорания слоя, находящегося сверху, не только уменьшает степень удобства использования, но и ограничит КПД. Здесь даже технологически нет возможности создать такой сложный обменник тепла, который есть в котле Холмова и производных.

Но и у такого прекрасного шахтного устройства есть определенные недостатки. Для начала это то, что на верхней части загрузочной камеры всегда будет оседать смола и сажа, которые образуются при пиролизе топлива. Не полный объем пирогазов будет засасываться во вторую шахту при сжигании. В результате часть газов и дыма все еще будет находиться в загрузочной камере и приведет к оседанию смолы на стенках. Есть определенные сложности с процессом горения пиролизных газов, которым требуется большое количество кислорода.

Стоит ли покупать? Отзывы + мнение экспертов

Изготовление и продажа котлов Холмова существуют не первый год и сейчас в Сети можно найти огромное количество негативных отзывов об эксплуатации.

Правда, чаще всего они связаны не с особенностями конструкции, а с тем, что с производства часто на продажу попадает брак. Именно по этой причине лучше всего покупать более надежные устройства, которые поставляют проверенные производители. Есть несколько фирм, которые на основе представленного котла спроектировали улучшенные версии агрегата, и огромный интерес сейчас вызывает котел Термико.

Инженеры компании потрудились на славу и усовершенствовали технологию подачи воздуха таким образом, чтобы можно было повысить КПД устройства. На входе в котле воздух сразу же разделяется на два потока. Около 80% (основная масса) идет под колосники и дает горение топлива в первой камере и дожигание газов во второй.

А остальные 20% сразу же попадают внутрь по специальному каналу, и продвигается в верхнюю часть загрузки шахты. Там воздух начинает вытеснять дымовые газы, которые успели скопиться, и засасывается с ним в камеру и теплообменник через горящие угли. После этого получается не только избежать налипания смолы на стенках, но и повысить производительность генератора тепла благодаря полноценному сжиганию продуктов разложения.

Второй немаловажной разработкой инженеров Термико является катализатор из керамики для вторичной подачи порции воздуха. Под вторичной подачей имеется в виду тот воздух, который попадает в нижнее пространство второй камеры. Благодаря этому процесс дожигания протекает эффективнее. Использование термической керамики при создании каналов вторичной подачи дает возможность выводить интенсивность горения газов пиролиза на высший уровень.

Источник

Котел Холмова

Создание отопительного котла самостоятельно – это хороший метод сэкономить средства. Есть множество модификаций котлов, которые вполне можно изготовить самому. Однако самым простым из них, пожалуй, считается именно котел Холмова. Этот прибор, по крайней мере, поначалу, едва ли кажется достаточно эффективным, а потому многие отдают предпочтение другим конструкциям. Отчасти эти люди правы, ведь КПД у отопительного прибора Холмова не такой уж высокий, зато схема его предельно проста, благодаря чему заметно упрощается процесс изготовления.

Устройство и конструктивные особенности котла Холмова

Под котлом Холмова подразумевается конструкция шахтного типа. Это значит, что топочное отделение, а также отдел с обменником тепла, располагаются в данном случае вертикально. Функционируют такого рода котлы на твердом топливе, в качестве которого могут выступать и дрова. Мощность промышленных моделей, которые можно приобрести в специализированных торговых точках, составляет 10, 12 и 25 киловатт. Если топливное отделение будет полностью загружено, это может обеспечить продолжительный обогрев помещения средних размеров в пределах 12-16 часов.

Все котлы Холмова могут быть двух разновидностей:

А теперь более детально рассмотрим внутреннее устройство описываемого отопительного прибора. Итак, он включает в себя такие конструктивные элементы:

• корпус;
• терморегулятор;
• топливная шахта;
• вход/выход, необходимые для поступления, вывода и сливания, монтажа группы безопасности либо же клапанов-предохранителей;
• камера, в которой располагается теплообменник;
• патрубок для подсоединения дымоотводной трубы;
• колосниковые решетки;
• компенсаторы термального расширения;
• дверки;
• зольник.

Элементов, как видим, не очень много. Что же касается веса, то, к примеру, котел, мощность которого составляет 12 киловатт, весит порядка 255 килограммов. Стандартные габариты следующие (ВхШхД): 124х48,5х66 сантиметра. По этой причине у вас не возникнет никаких трудностей с тем, чтобы занести такой котел, скажем, в дверной проем. Модели, мощность которых составляет 10 киловатт, мало чем отличаются от описанных выше (как по параметрам, так и по внешнему виду), главное же отличие состоит во внутренней конструкции.

Верхние дверки прибора двойные, а внутри располагается термоизоляционный материал (собственно, из-за этого они и не прогреваются выше 80-ти градусов). По краям дверки оклеены асбестовым уплотнителем, а для покраски используется особая термостойкая краска. Для закрывания задней крышки имеются 4 быстросъемные винта, все же остальное закрывается посредством специальных запоров. Кроме того, нижняя дверка зольного отделения закрывается термоизоляционным материалом только на 40 процентов, однако ее температура, как правило, не превышает отметки в 90 градусов, поскольку элемент охлаждается перманентными воздушными потоками.

Важная информация! Днище камеры не является самой нижней частью отопительного прибора. В качестве последней выступает особая пластинка с парой длинных ножек и расположенным внутри термоизолятором.

Благодаря всему этому котел Холмова получил не только достаточно высокий КПД, но и достаточную степень пожаробезопасности. Как следствие – устройство вполне может устанавливаться даже на пол, выполненный из древесины.

Если же рассматривать конкретно энергонезависимые модели отопительного прибора Холмова, то они дополнительно оборудуются вентилятором либо дымососом, а еще специальным контроллером, предназначающимся для контроля процесса. Однако наибольшей популярностью пользуются все-таки энергонезависимые приборы. Рабочий процесс в них регулируется посредством специального терморегулятора, который располагается на фронтальной стенке. Этот терморегулятор соединяется посредством цепочки с небольшой поддувальной дверкой.

Сама дверка предназначается для подачи воздуха внутрь котла, что требуется для поддержания процесса сжигания топлива. Располагается на большой дверке зольного отделения. Целиком никогда не закрывается, поскольку должен иметься особый зазор, требуемый для минимального прохождения воздушных масс.

Сверху задней части находится патрубок, а к нему, в свою очередь, подсоединен дымоход. Данный элемент, к слову, и предназначается для создания природной тяги. В результате воздух подается в прибор через поддувальную дверку. За парой колосниковых решеток из чугуна (которые, кстати, являются вынимаемыми) находится вспомогательный сварной колосник, который также называют горбиков, ведь он располагается выше пары других.

Под колосниковой решеткой располагается зольный ящик (в нем собирается зола). Если дверка открыта, данный ящик можно с легкостью вытащить для последующей его очистки. Рабочая жидкость сливается посредством специального полудюймового патрубка, который находится в нижней части котла. Аналогичный элемент имеется для патрубка-предохранителя либо группы безопасности. Изделия для поступления и «обратки» имеют больший размер, обратный патрубок располагается снизу, а выходной – сверху.

Важная информация! Во избежание расширения отопительного прибора до критических габаритов и расхождения швов в приборе наличествуют компенсаторы расширения.

Последние имеются по периметру котла. Кроме того, они есть в корпусе – выполнены в форме перегородок/стержней. Дистанция между разделительными стенками составляет 24 сантиметра. Что же касается теплообменника, то для него такие компенсаторы конструкцией не предусматриваются, поскольку габариты данного элемента позволяют ему сберегать собственную форму.

Видео – Как устроен котел Холмова мощностью в 25 киловатт

Особенности действия шахтных котлов

Воздух попадает под колосник и непосредственно в котел посредством поддувальной дверки, поэтому топливо и сжигается. Когда это происходит, образуются дымовые газы – они выводятся сквозь газовую щель. Котел Холмова имеет такую конструкцию, что объема воздуха, который подается посредством поддувальной дверки, изначально уже недостаточно для полноценного сжигания. Как следствие – при работе прибора наблюдается определенный химнедожог.

В нашем случае химический недожог свидетельствует о том, что в ходе окисления образуется не чистый углекислый газ, а он же, но уже в сочетании с угарным. Воздух, который проходит под вспомогательным колосником, затягивается в отверстия на нем. Число данный отверстий таково, что количества вторичного воздуха уже слишком много. Теплонапряженность в этом месте достаточно высокая и может достигать 700-800 градусов, вследствие чего остатки угарного газа и окисляются.

Важная информация! Если заглянуть в глазок, который находится в задней верхней дверке, то будет видно, что огонь вырывается из отверстий на вспомогательном колоснике (желтый или голубоватый, как при сгорании газа).

После окисления газ перемещается в радиационный отсек топочной камеры. Там он перемешивается, поднимается и делится благодаря обменнику на пару потоков. Далее посредством выходного патрубка газ попадает прямо в дымоход. Конвективная тепловая энергия забирается обменником и стенками, располагающимися рядом с ним. Рабочая жидкость после прохождения входного патрубка, соответственно, ударяется о стенку, после чего растекается и движется через весь прибор между обменником тепла и камерами. Уже прогретый теплоноситель подается в отопительную систему посредством выходного патрубка в верхней части устройства.

Чертеж котла

Инструкция по изготовлению котла Холмова своими руками

Ниже приведена пошаговая инструкция по созданию котла Холмова своими силами. Мощность прибора, который будет рассматриваться, составляет 8-10 киловатт.

В соответствии с чертежами, которые приведены в видеоролике ниже, габариты изделия будут выглядеть примерно следующим образом:

1. 0,8 метра в высоту;
2. 0,47 метра в ширину;
3. 0,576 метра в глубину (если добавить дверку с горловиной, то получится 0,63 метра).

Видео – Шахтный котел на твердом топливе

Этап первый. Подготавливаем все необходимое

Для изготовления котла Холмова в обязательном порядке обзаведитесь:

• листовой сталью толщиной 0,3-0,4 сантиметра;
• железным прутом диаметром 1 сантиметр и длиной 47 сантиметров;
• шнуром из асбеста (рекомендуемые габариты – 1,5х1,5 сантиметра);
• трубами – диаметр должен составлять 1,5, 2, 4 и 11,5 сантиметра.

Что же касается количества расходных материалов, то оно должно подбираться на основе выбранного чертежа. Безусловно, не стоит забывать и о небольшом запасе.

Этап второй. Сооружаем внутреннюю часть

Эта часть являются, по сути, конструкцией, состоящей из четырех стенок и имеющей водяную перегородку. Процесс изготовления должен начинаться как раз из сооружения этой водяной перегородки. Габариты элемента должны выглядеть следующим образом:

1. 48,5 сантиметра в высоту;
2. 40,3 сантиметра в ширину;
3. 6 сантиметров в глубину.

Что же касается перегородки, то это, по сути, пара вертикальных стенок, к которым приварены низ и верх. По центру необходимо приварить компенсатор, представляющий собой П-образный металлический элемент. Данный компенсатор приваривается еще в самом начале к одной из стенок. Если говорить о торцевых перегородках, то они в данном случае не требуются.

Затем для того, чтобы сделать котел Холмова, нужно придерживаться следующего алгоритма действий.

Шаг 1. Вырежьте из листового металла внутренние боковые стенки отопительного прибора. Если ознакомиться с видеороликами и чертежами, можно прийти к выводу, что высота данных стенок колеблется в пределах 77 сантиметров, а ширина составляет 54,6 сантиметра. Однако это не обыкновенные прямоугольники, ведь перед нижним углом должен располагаться прямоугольник вертикального типа с размерами 20,8х8 сантиметров, а на той же стороне, но сверху, горизонтальный с габаритами 38,7х3 сантиметра. Помимо того, вы должны вырезать на этих сторонах дырки под водяную перегородку. Они должны располагаться в 2-х сантиметрах от верхней стороны и в 10,2 сантиметрах от задней.

Шаг 2. Далее вырежьте переднюю/заднюю стороны. Размеры первой должны составлять при этом 40,3х56,2 сантиметра, а второй – 40,3х77 сантиметра.

Шаг 3. Сварите все описанные выше элементы в одну конструкцию. Используйте при этом точечную сварку. Так детали будут объединены в одно целое, но при необходимости у вас будет иметься возможность корректировать их расположение.

Шаг 4. Далее необходимо приварить пару металлических арок. Первая из них должна быть П-образной, а вторая – цельной. Первую фиксируйте в нижней части сварной конструкции, а вторую – в верхней. При этом важно, чтобы угол между данными элементами и стенками составлял 90 градусов. Что касается рамки, то ее можете вырезать из того же листового металла, хотя, как вариант, можете сварить, используя металлические полосы шириной по 3 сантиметра каждая.

Шаг 5. После этого хорошенько проварите каждый из швов.

Шаг 6. Сделайте еще одну рамку в виде буквы «П». Ее габариты при этом должны быть такими, чтобы она с легкостью вместилась внутри агрегата. Установите эту рамку над водяной перегородкой (дистанция между ними должна составлять 9 сантиметров).

Шаг 7. К верхним частям прямоугольников, выступающих в передней части, приварите горизонтально железную полосу длиной 40,3 сантиметра и шириной 8 сантиметров.

Шаг 8. В верхней части задней стороны вырежьте круглое отверстие диаметром 11,5 сантиметра.

Этап третий. Сооружаем внешнюю часть

Теперь приступайте к изготовлению дверок и наружных стенок водяной рубашки. Последовательность действий в этом случае должна быть следующей.

Шаг 1. Вырежьте из листового металла наружные стенки в виде обычных прямоугольников. Габариты передней стороны должны составлять 46,3х56,2 сантиметра, боковых – 57,6х77 сантиметра, а задней – 46,3х77 сантиметра.

Шаг 2. Во фронтальной стенке вырежьте пару круглых отверстий для компенсации (как вариант, данные отверстия могут быть и ромбовидными) диаметром по 1 сантиметру. Сделайте так, чтобы отверстия располагались на единой вертикальной линии. А в верхнем правом углу проделайте еще одно отверстие, в этом раз диаметром 1,5 сантиметра. Это отверстие потребуется для термометра.

Шаг 3. В тыльной стенке также проделайте отверстия. Это должна быть пара компенсационных и еще 3 вспомогательные (для дымоходной трубы, подачи рабочей жидкости диаметром 4 сантиметра и под сливной клапан диаметром 1,5 сантиметра).

Шаг 4. Продолжаем сооружать котел Холмова. Теперь в боковых стенках требуется проделать 4 отверстия для компенсации. Первая пара на стенках при этом должна располагаться вровень с компенсатором рубашки, сюда же впоследствии придется вставлять и приваривать железный пруток. В левой стенке просверлите пару отверстий – диаметром 4 сантиметра (для вывода рабочей жидкости) и 2 сантиметра (под терморегулятор).

Шаг 5. Изготовьте компенсаторы в виде буквы «П» в количестве десяти экземпляров. Габариты должны составлять 3х4х4 сантиметра (высота, ширина и длина соответственно).

Шаг 6. Приварите эти компенсаторы к соответствующим отверстиям во внешних стенках.

Шаг 7. Приварите к внутренней части все внешние стенки.

Шаг 8. Приварите дымоходную трубу и патрубки.

Шаг 9. Приварите четыре болта в верхней части конструкции. Они должны располагаться по периметру камеры для теплообмена.

Шаг 10. Проверьте конструкцию на предмет герметичности. Возьмите для этого заглушки и поставьте на каждый из патрубков, после чего залейте в прибор жидкость. Поднимите показатель давления примерно до 2,2 бар. Стандартное рабочее давление у описываемого устройства будет составлять 1,5 бар. Если обнаружите места протечек, в обязательном порядке их заварите.

Шаг 11. В конце приварите днище.

Этап четвертый. Изготавливаем порожек, дверки и колосник

Что касается порожка, то это крышка прямоугольной формы с рядом отверстий и бортиками. Габариты данного элемента должны составлять 5,5х16х40 сантиметра, а алгоритм действий по его изготовлению приведен ниже.

Шаг 1. Вначале возьмите листовой металл.

Шаг 2. Далее в каждом из углов листа вырежьте по одному отверстий квадратной формы а размером стороны 5,5 сантиметра.

Шаг 3. Загните вверх стороны.

Шаг 4. Стыки тщательным образом проварите.

Шаг 5. Проделайте вдоль одной из 40-сантиметровых сторон отверстия по 1,2 сантиметра в количестве 14-ти штук.

Видео – Самостоятельное изготовления шахтного котла

Обратите внимание! Переверните порожек «вверх ногами», поместите в корпус таким образом, чтобы он расположился под водяной перегородкой на днище. Зазор при этом должен составлять примерно 3,5 сантиметра.

Размеры колосника, в соответствии с чертежами в Интернете, должны составлять 20х40 сантиметров, хотя отверстия на дне в данном случае должны быть уже продольными. Основную часть дверцы изготовьте таким же образом, как и порожек, затем в верхней части вырежьте отверстие 8х19 сантиметров. Важно, чтобы отверстие закрывалось крышкой-заслонкой с завесами, которые приварены над образовавшимся проемом.

Дверку по периметру оклейте асбестовым шнуром, пользуясь при этом термостойким герметиком. Приварите с одной стороны ушки под петли, а с другой – железную полоску с прорезью по центру. Специальная ручка будет входить как раз в эту прорезь.

В конце остается только сделать крыши топочной/теплообменной камер по той же технологии, что и основную часть дверок. На этом все, как видите, котел Холмова имеет достаточно простую конструкцию, поэтому с изготовлением вполне можно справиться своими силами. Удачи в работе!

Источник