Печь на отработке с водяным контуром: принцип работы, изготовление, особенности применения

Отработанное масло является отходом обслуживания автомобилей или различных технических средств, поэтому для владельцев предприятий, где есть такая техника, обходится почти даром. Его нередко используют для отопления.

Чтобы обогревать несколько помещений или одну большую комнату, обеспечив везде примерно одинаковую температуру, необходимы котел или печь с водяным контуром (ПВК), работающие на таком виде топлива.

Как работает горелка на отработанном масле?

Несмотря на то, что отработанное масло является продуктом перегонки нефти, в обычных условиях оно горит с обильным выделением черного дыма, то есть сгорает лишь часть топлива, остальное превращается в различные соединения углерода, образующие сажу.

Чтобы повысить эффективность ее сжигания необходима специальная горелка, о которой мы рассказывали тут.

Общий принцип работы всех типов горелок для отработки и мазута одинаков:

1. Топливо нагревают, чтобы сделать более жидким.
2. Нагретый нефтепродукт распыляют и смешивают с первичным воздухом.
3. Топливовоздушную смесь поджигают, после чего она образует факел.
4. Факел создает завихрения и обильно втягивает в зону своего горения вторичный воздух, благодаря чему происходит дожиг неокисленных и частично окисленных соединений углерода и водорода.
5. После образования факела принудительный нагрев отключают, ведь теперь именно он снижает вязкость горючего материала.
6. Меняя скорость подачи топлива, регулируют силу факела, а значит температуру и количество отходящих от него дымовых газов.

Как присоединить водяной контур?

Единственное отличие теплогенераторов, топливом для которых является отработанное масло, от других видов отопительных приборов открытого горения является способ получения тепловой энергии, а все остальное идентично.

Поэтому как и в печах, водяной контур (регистр, теплообменник) можно расположить либо вокруг факела, либо на пути потока дымовых газов. Если между факелом и регистром будет достаточное для дожига газов расстояние, то токсичность дыма такой печи будет минимальной, однако немного упадет коэффициент полезного действия (КПД).

При выборе места для установки водяного контура обязательно учитывайте его охлаждающее воздействие, ведь отнимая тепловую энергию у потока дымовых газов или факела, он снижает их температуру.

Если вы планируете построить не котел, а именно печь, то есть помимо водяного получить еще и воздушное отопление, то учитывайте траты энергии на него, ведь температура дыма, выходящего из дымовой трубы, не должна быть ниже отметки 150 градусов.

Падение температуры ниже этого уровня приведет к быстрому разрушению дымовой трубы под воздействием конденсата, что чревато не только падением КПД отопительного прибора, но и выбросом продуктов горения в помещение с риском отравления ими.

Поскольку горелка может работать безостановочно, если хватает запаса топлива, то нет смысла повышать теплоемкость печи, а значит можно использовать факел относительно небольшой мощности, которого хватит для компенсации теплопотерь помещения.

Благодаря этому можно упростить конструкцию отопительного прибора, отказавшись от тяжелой кирпичной кладки, а также сделав корпус из металла, например, листовой стали, в этом случае воздушное отопление можно реализовать с помощью калорифера или отопительного щитка.

Котел с отопительным щитком

Такая конструкция не является в прямом смысле печью, ведь теплогенератор типа «котел» подразумевает минимальное излучение тепловой энергии через наружные стенки и максимальную передачу тепла водяному контуру, который выполняют в виде либо регистра (радиатора), либо рубашки.

В первом случае регистр не снижает температуру в зоне горения, а значит дым получается менее токсичным, минусом же является увеличение размеров аппарата. Во втором случае водяная рубашка окружает камеру сгорания, в которую поступает факел от камеры, из-за чего снижается эффективность дожига продуктов горения, зато при минимальных размерах можно получить максимум тепловой энергии.

Кроме того, отопительный щиток необходимо обязательно оснащать каналом прямого хода, ведь включать его можно лишь тогда, когда форсунка работает как минимум на 2/3 своей мощности, иначе тепловой энергии дымовых газов не хватит для просушивания конденсата.

Водяной теплоаккумулятор

Водяные теплоаккумуляторы (ТА) сглаживают перепады температуры теплоносителя (ТН) при больших перерывах между топками печи или котла, однако жидкотопливная форсунка может работать несколько суток без остановки, если хватит запаса топлива в баке.

Поэтому ТА, с одной стороны, сглаживает перепад температур во время обслуживания печи и заливки горючего в бак, а с другой стороны сильно усложняет конструкцию системы отопления.

Для того, чтобы поддерживать стабильную температуру 1–3 часа достаточно емкости ТА в 2 л на каждый кубометр пространства дома или 6–8 л на каждый квадратный метр площади при высоте потолков 2,7 м.

Можно ли вставить в кирпичную печь водяной контур и горелку на отработке?

Однозначного ответа на этот вопрос не существует, ведь как установка горелки, так и врезка регистра подразумевают серьезную переделку отопительного прибора вплоть до полной перекладки.

Теоретически, можно сварить внешний корпус, в котором будут расположены горелка и контур, затем тщательно теплоизолировать его снаружи, чтобы он не создавал опасность пожара или ожога.

Но проблему будут представлять 2 момента:

1. Теплоемкие кирпичные печи рассчитаны на «залповую» топку, когда выброс всего объема тепловой энергии в течение двух часов, то есть температура поступающих в топливную камеру дымовых газов должна быть как минимум 800 градусов. Учитывая охлаждающий эффект водяного контур, получить такую температуру можно лишь увеличением мощности горелки, а это подразумевает потерю главного преимущества этих устройств – возможность работать сутками.
2. При такой конструкции горелки водяной контур сильно увеличивает ее размеры, поэтому оптимальным решением будет изготовление дымогарного котла, но его главный недостаток – низкая температура дымовых газов (300–500 градусов), чего недостаточно для прогрева печи.

Можно ли вставить в металлическую печь?

Металлические печи работают по принципу калорифера, то есть сгорающие дрова или уголь нагревают стенки топливной камеры, а наружный корпус образует вокруг него вертикальные воздушные каналы. По мере нагрева, воздух в этих каналах устремляется вверх, создавая тем самым циркуляцию и обеспечивая быстрый обогрев помещения.

Поэтому врезать в такой отопительный прибор горелку несложно, однако установка водяного контура подразумевает изменение конструкции печи, разве что расположить его в зоне факела. Ведь конструкция металлической печи спроектирована с учетом определенного нагрева, превышение температуры приводит к деформации и прогару металла.

Поэтому намного проще сделать новую печь, сразу же оснастив ее горелкой подходящей мощности и соответствующим водяным контуром.

Изготовление своими руками на основе чертежей

Если вы решили построить такую печь самостоятельно, то внимательно прочитайте следующие статьи:

1. Печь на отработке.
2. Печь на отработке своими руками.
3. Котел на отработке.
4. Котел на отработке своими руками.
5. Чугунная печь с водяным контуром.
6. Печь с водяным контуром для гаража.

Металлические

После этого для изготовления металлической печи действуйте так:

1. Определите теплопотери всего дома и каждой комнаты.
2. Рассчитайте тепловую мощность водяного и воздушного отопления.
3. Определите максимальную и минимальную тепловую мощность горелки.
4. Продумайте систему подачи топлива, обеспечивающую достаточную автономность отопления.
5. Спланируйте систему регулировки тепловой мощности и защиту от потери тяги, пожара, разлива масла или срыва факела.
6. Сконструируйте воздушную и водяную часть требуемой мощности.
7. Составьте чертеж.
8. Заготовьте детали.
9. Сварите всю конструкцию.
10. Установите печь на место и подключите дымовую трубу.
11. Подключите и протестируйте горелку, обязательно проверьте тягу.
12. Опрессуйте водяной контур.
13. Подключите печь к системе отопления.
14. Проведите пробную топку, проверьте работу всех элементов на различных режимах, включая срыв факела и другие чрезвычайные происшествия.
15. Если все нормально, покрасьте отопительный прибор жаростойкой краской по металлу.

Кирпичные

Чтобы построить кирпичную печь на отработке и с водяным контуром, поступайте так:

1. Выполните пункты 1–5 списка из предыдущего раздела.
2. Продумайте и спроектируйте подключение горелки.
3. Спланируйте форму, размер и место установки регистра с учетом работы от горелки и требуемой тепловой мощности.
4. Продумайте форму и размер кирпичной части такой печи, включая отопительный щиток. Учитывайте работу от горелки в различных режимах и охлаждающее действие водяного контура.
5. Составьте порядовку.
6. Подготовьте фундамент.
7. Изготовьте и протестируйте горелку.
8. Сделайте и опрессуйте водяной контур.
9. Сложите печь.
10. Установите дымовую трубу.
11. Проверьте тягу и протестируйте горелку. Не старайтесь прогреть печь, ей нужно выстояться несколько недель, чтобы кладка обрела прочность, поэтому на данном этапе вам нужно ли убедиться, что горелка в печи работает правильно, тяги достаточно, дым идет в трубу, а не заполняет помещение.

Видео по теме статьи

Предлагаем посмотреть видео о том, как изготовить печь на отработке и подключить к ней водяной контур:

Заключение

Кирпичные или металлические печи на отработке и с водяным контуром востребованы там, где можно дешево приобрести этот вид топлива, а их коэффициент полезного действия несколько ниже, чем у печей без контура или котлов.

Их преимущество в универсальности, ведь комнату, где они установлены, такие аппараты обогревают как обычные печи, а удаленные помещения отапливают, словно котлы.