Котел твердотопливный, для водяного отопления и горячего водоснабжения теплицы
Котел предназначен для обогрева жилых домов, теплиц, производственных и бытовых объектов.
Может быть установлен в зданиях и сооружениях строительного объема до 500 м при статическом давлении водяного столба до 20 м и наивысшей температуре нагрева воды + 90 °С.
В котле сжигается твердое и сыпучее топливо, дрова, но он может быть переоборудован для сжигания природного газа или жидкого топлива. Устройство состоит из котла водяного отопления, который изготавливается из труб диаметром 0,5, 0,4 и 0,2 м. Топливные газы, имеющие температуру до + 100°С, движутся вверх, через дымоходы водогрейных баков, заимствованных из водогрейных колонок типа КВЦ-1 (Титан), предназначенных нагревать воду для ванн. При возможности такие водогрейные баки следует изготовить по месту силами мастерских лишь потому, что заводские сделаны из листового металла малой толщины (0,8—1,2 мм). Они быстро прогорают в нижней части, требуют резерва и сложной замены. Чертеж водогрейного бака представлен на рис. 2.
Если раньше дымовые газы из топки кухонного очага, печи или котла уходили в дымовую трубу, то с установлением котла моей конструкции они проходят через дымоходы баков водогрейных колонок и нагревают воду в них. Следовательно, из дымовых! газов, ранее уходящих в атмосферу, теперь постоянно производится отбор тепла для горячего водоснабжения. Устройство за счет одной и той же топки обеспечивает водяное отопление и горячее водоснабжение здания или сооружения.
Установив такое устройство в теплице, кроме водяного отопления ее, всегда имеем горячую воду (180 л), необходимую для пропарки грунта, полива (разводится вода до понижения ее температуры в пределах + 20— + 25 °С) и т. д. Кроме этого, в период прекращения топки котла вода (180 л) в водогрейных колонках является как бы аккумулятором тепла. От нее оно распространяется постепенно во времени по всей теплице.
На рис. 3 изображен общий вид устройства котла водяного отопления и горячего водоснабжения, на рис. 4 вертикальный разрез котла водяного Рис. 2. Вертикальный разрез водяного бака
отопления. Котел водяного отопления состоит из трубы /, стальной электросварной или бесшовной, с внутренним диаметром 500 мм, толщиной стенки 10 мм и длиной 1250 мм. На один конец ее приваривается днище 2 из листового металла толщиной 10 мм.
На вторую трубу 3, стальную электросварную или бесшовную, с внутренним диаметром 400 мм, толщиной стенки 10 мм и длиной 865 мм приваривается днище 4 из листового металла толщиною 10 мм.
На конец трубы 5 стальной электросварной или бесшовной, с внутренним диаметром 200 мм, толщиной стенки 10 мм и длиной 250 мм приваривается фланец 6 с наружным диаметром 400 мм и толщиной металла 10 мм.
Труба 5 с приваренным фланцем 6 вставляется в кромку второго конца трубы 3 и фланец 6 приваривается к ней.
Труба 5 с приваренным фланцем 6 и трубой 3 вставляется днищем 4 к днищу 2 в трубу 1 с таким расчетом, чтобы расстояние между днищами 2 и 4 и стенками цилиндров труб 1 и 3 было одинаковым и равным примерно 50 мм, и временно электросваркой закрепляется.
На уровне второго конца трубы 5 приваривается к ней и к трубе / фланец 7 из листового металла толщиной 10 мм и наружным диаметром, равным внутреннему диаметру трубы 1.
Над днищем 2 прорезается в стенке трубы отверстие и приваривается с резьбой 18 мм муфта Я, в которую завинчивается заглушка.
Над днищем 2 и под фланцем 7 в трубе 2 прорезаются два отверстия и привариваются с резьбой 50 мм муфты 9 и 10.Муфты 8, 9 и 10 привариваются только по месту установки котла или с учетом этого места. Муфта 8 предназначена для выпуска воды при промывке котла и водяной отопительной системы.
Муфты 9 и 10 необходимы для подсоединения котла к системе водяного отопления. Муфты 8, 9 и 10 с целью удобства пользования дверками котла, на главном фасаде его, под и над дверками загрузки топлива и чистки котла, не приваривать. Более удобное расположение их будет 8 справа, 9 слева и 10 с тыльной стороны котла.
В трубах 1 и 3 прорезают проемы 11 и 12 и заваривают листовым металлом толщиной 10 мм по кромке периметра проемов. Устанавливают дверки по месту, одна служит для загрузки котла топливом, а вторая — для растопки и уборки шлака с поддувала.
В топливнике устанавливают на уровне нижней кромки чугунной решетчатой дверки 14 качающиеся колосники 13. Для обеспечения покачивания чугунных колосников 13 последние устанавливают на двух опорах каждый, расположенных вдоль продольной оси каждого
Рис 3. Общий вид устройства котла водяного отопления и горячего водоснабжения колосника. Опоры из круглого железа диаметром немного меньше имеющегося гнезда в каждом колоснике привариваются по месту. На одной из сторон колосников, внизу под ними, устанавливается планка — тяга 24, соединенная с рычагом 15, необходимым для покачивания колосников, покоящихся на цилиндрических опорах, вперед — назад с отклонением от горизонтальной плоскости каждого колосника до 15°. При покачивании колосников происходит отрыв шлаковой корки и провал пылевидного шлака в поддувало.
Для того, чтобы топливные газы топливника омывали верхние углы его и передавали полнее «тепловую энергию» стенам цилиндра топки и воде находящейся за ними, предусматривается устройство в топливнике вихреобразователя 16, который особенно себя зарекомендовал хорошо при топке котла антрацитом. При курном угле и многозольном вихреобразователь 16 демонтируется или вовсе не изготовляется. Это обыкновенный диск диаметром 300 мм с толщиной металла 10 мм, разрез диаметру из соединяются внутри топливника с помощью болтового соединения и он подвешивается на вертикальный болт.
На крышке 17, котла водяного отопления, размещаются три водогрейных бака. Цилиндрический бак 18 состоит из двух труб, одна внутренняя труба диаметром 150 мм, а вторая — наружная диаметром 250 мм и длиною 1440 мм. Одна труба вставляется в другую строго по продольной оси, и концы их завариваются фланцами с толщиной металла 10 мм. Внутренний диаметр в таком устройстве является дымоходом.
В крышке 17 котла в зависимости от желаемого числа установления на нее баков 18, 21 и 22 по месту их установки прорезаются дымоходы. Если баков три, тогда проем, для чистки дымовых каналов прорезается в верхней части трубы 1 над дверкой 12 между фланцем 7 и крышкой 17. При установке только двух баков 21 и 22 чистка устраивается на месте дымохода бака 18 в крышке 17.
Бак 18 устанавливается на крышке 17 котла и в нижней части его он соединен с помощью .трубы 19 диаметром 50 мм с водяным пространством котла, а верхний его вывод 20 — с системой водяного отопления. Цилиндрический бак 18 в данном устройстве является экономайзером. Водогрейные баки 21 и 22 заимствованы из серийно изготовляемых водогрейных колонок типа КВЦ-1 (Титан), внутри эмалированные и служат только для горячего водоснабжения
Во время растопки котла водяного отопления и горячего водоснабжения шибер 23 ставится в положение «короткого хода топливных газов», которые в таком положении движутся через дымоход водогрейной колонки 21 (напрямую), но когда период растопки закончился (примерно 30 мин), шибером 23 перекрывают «короткий ход топливных газов» и они следуют последовательно через дымоходы водогрейных баков 18, 22 и 21, отдавая «тепловую энергию» нагреву воды в баках.
За 25 лет эксплуатации устройства сделаны такие выводы:
если в серийных котлах тепло (+ 80...+ 95 °С), содержащееся в топливных газах, выбрасывается в атмосферу, то в этом устройстве оно расходуется на нагрев воды для горячего водоснабжения;
экономайзер 18 необходим при водяном отоплении строительной кубатуры свыше 400 м3, а также при наличии антрацита с малым содержанием золы;
вихреобразователь 16 и экономайзер 18 мною демонтированы, так как отопление жилого дома строительной кубатуры 300 м3 и теплицы 100 м вполне достаточно без них. В целом экономайзер 18 предназначен накапливать горячую воду, когда она в избытке и котел перегревается, а затем отдавать ее в сеть по мере охлаждения котла. Он может быть выполнен в виде цилиндрического резервуара без внутренней трубы (дымохода) диаметром 150 мм, и в таком случае он полезен, так как накапливается горячая вода, когда она в избытке. В движение она приходит по мере снижения температуры воды в сети. В этом случае увеличивается время от одной и до следующей топки котла;
топливные газы проходят через оставшиеся два водогрейных бака параллельно, вместо вначале смонтированных дымовых каналов последовательно. Опасения оказались напрасными. «Дармовой» нагрев воды (180 л) всегда обеспечивается;
при растопке котла мелкими дровами в топливник закладывается одно крупное полено диаметром 10—15 и длиной до 40 см;
после растопки котла (дрова хорошо разгорелись) нижняя дверка закрывается, открывается верхняя 2, вставляется наклоном в топку специально изготовленной по месту рештак и на него высыпается ведро угля, который лопаточкой легко подается в топку. В дальнейшем периодически покачиваются с помощью рычага 15 колосники для провала шлака и отрыва корки с них или производится рыхление горящего топлива с помощью жигала;
расход топлива установлен практически, в зависимости от его зольности, и составляет в сутки 2—3 ведра или 4—5 т за отопительный сезон. Дров мелко нарубленных и крупных (поленья) — 2 м3. Уголь от высококачественного антрацита и до курного с 50 % содержанием золы или угольный шлам;
емкость топки и поддувала котла составляет по 3 ведра, уборка шлака из поддувала производится через 3—4 дня, вместо чистки его в других котлах 3—4 раза в день;
из условий теплового расчета котел водяного отопления и горячего водоснабжения устанавливается в яму, ниже уровня пола на 1 м и площадью 1,5 м , которая на уровне пола перекрывается щитом. На уровне этого перекрытия находится дверка котла для загрузки топлива. Котел установлен в ванной комнате, а уголь и дрова в подвале под домом;
простота конструкции такого устройства, его экономичность получена за счет нового взаимного расположения котлов водяного отопления и горячего водоснабжения. При этом для создания такого устройства из водогрейной колонки типа КВЦ-1 (титан) заимствован! только водяной бак с водопроводными трубами и смесителем краном — все остальное выбрасывается. Используемое имеется, как запасные части, в продаже.
Движение теплоносителя воды в трубах водяного отопления происходит в направлении: от котла вертикально по трубе диаметром 50 мм до расширителя (наивысшая точка системы отопления), затем по верху на стенах помещения с небольшим уклоном до последнего радиатора. Обратная линия устраивается над полом с уклоном на котел. Диаметры трубопроводов в направлении до последнего радиатора с 50 мм уменьшаются до 25 мм, а на обратной линии к котлу наоборот.
Для теплицы врезка водяного отопления делается в наивысшей точке (вблизи расширителя), через стену жилого дома, затем на опорах с небольшим уклоном на теплицу, затем по верху теплицы разводка до самой дальней точки ее и . обратная прокладывается в грунте с уклоном на котел, через стену и в самой низкой точке трубы у котла производится врезка. Труба водяного отопления на опорах утепляется. Если уклоны трубопроводов водяного отопления выполнить невозможно, тогда в теплице, в самой наивысшей точке трубы ставится вентиль для кратковременного выпуска воздуха при заполнении системы.
Перед каждой растопкой котла необходимо производить пополнение воды в системе водяного отопления и баках горячего водоснабжения.
Котел водяного отопления при его использовании для обогрева теплицы может быть применен с одним водогрейным баком горячего водоснабжения. В случае его использования для обогрева теплицы без баков горячего водоснабжения и экономайзера следует иметь в виду, что в уходящих дымогарных газах теряется много «тепловой энергии», которую целесообразно использовать. Для этого после растопки котла и его прогрева следует дымогарные газы пустить по наклонным боровам в теплице с устройством второй дымовой трубы. Отопление теплицы в таком варианте будет происходить за счет водяного и борового обогрева ее. Возможно сделать твердотопливный котел и намного проще.
Отопительно-варочная печь с трубным водонагревателем.
Устройство предназначено также и для отопления индивидуального жилого дома. Для отопления теплиц огородниками ежегодно много кладется печей, но, к сожалению, еще больше их перекладывается. Бывает перекладывают печное отопление теплицы ежегодно и, не достигнув желаемых результатов, сваливают все на «неудачу». Надо добиться такого положения, при котором будет равномерный нагрев всей кубатуры помещения. За исходные данные принимаем температуру в теплице +16 °С и колебания ее от топки и до следующей растопки 5 °С. При этом температура нагревающихся поверхностей во время топки не должна превышать + 80... + 90 °С. При большем нагреве происходит разложение органической пыли на поверхности нагрева, возможно сгорание ее, а это уже нарушение санитарно-технических условий для лиц, находящихся в теплице, и растений. Согласно строительным нормам и правилам (СНИП) отопительные печи должны быть прочными, долговечными, удобными в эксплуатации и обеспечивать противопожарную безопасность.
На рис. 5 (фиг. 1)
представлен общий вид и разрезы отопительно-варочной печи с трубным водонагревателем для водяного отопления. Предлагаемая печь имеет размеры: длину — 1, 45 м, ширину — 0,78 и высоту — 0,8 м. Можно было бы уменьшить ее ширину и длину, но по условиям устройства в ней трубного водонагревателя данные размеры являются минимальными. Ввиду того, что в теплице необходимо нагревать воду для пропарки грунта, поливов, а брать ее из системы отопления недопустимо из условий эксплуатации такой системы, данным устройством предусмотрен нагрев воды на плите.
Из условий наилучшего перемещения воды в системе водяного отопления за счет «тепловой энергии», а также необходимого борового отопления данное отопительное устройство следует установить в самой низкой точке пола теплицы заглублением его в яму, глубиной 1 —1,2 м. Расход материалов на такое устройство является минимальным по сравнению с другими.
На рис. 5 (фиг. 1) изображен внешний вид такого отопительного устройства, на (фиг. 2) — вертикальный разрез по А—А, на (фиг. 3) изображен горизонтальный разрез по Б—Б, на (фиг. 4) — изображены разрезы В—В и Г—Г горизонтальные, на (фиг. 5) — трубный водонагреватель водяного отопления с регистрами. Расширительный бачок ставится в наивысшей точке такого устройства и условно не показан.
Печь строится на бетонном фундаменте, по верху которого прокладывается гидроизоляция 2 из двух слоев рубероида или делается вместо нее цементная стяжка толщиной 2—3 см. Канал 3 служит для подачи наружного воздуха в поддувало печи. Поддувало 4 с дверкой 5, колосниковая решетка б, топливник 7 с дверкой 8. Чистка сажи 9 под духовым шкафом 10, который имеет дверки 12, через них нагретый воздух поступает в воздушную камеру 13 и вверху выходит через открывающиеся дверки в теплицу. Задвижка 15 необходима для начальной растопки, а задвижка 16 для зимнего (холодного периода) режима топки. Для вентиляции помещения открывают задвижку 18, и воздух по каналу 17 поступает в канал 3 и поддувало. Задвижка 19 служит для улучшения работы вытяжного канала и прекращения доступа наружного воздуха в топку. Дверка 20 служит для проветривания комнат.
Строится печь на глиняно-песчаном растворе 1:2 или 1:3 из красного или необожженного глиняного кирпича, и лишь топочная часть выкладывается из огнеупорного кирпича. Глину — одну часть и две или три части песка следует насухую перемешать и залить водой на 2—3 дня до начала работ, затем при работе тщательно перемешать и раствор готов. Под угольник обрамления очага закрепляется на заклепки облицовка из листового оцинкованного металла.
При растопке все задвижки и поддувальная дверка должны быть открыты, затем задвижки прямого хода, вытяжного канала и поддувало по мере надобности закрываются. Задвижки зимнего хода и воздухозаборного канала должны оставаться открытыми до конца топки и последняя закрывается только тогда, когда открывается задвижка вытяжного канала или вентиляционные дверки.
