Котёл с водяным контуром на отработанном масле. Чертежи и инструкция по изготовлению своими руками

Как работает горелка?

Существует 2 типа горелок

• испарители (капельные);
• форсунки (наддувные).

Основу капельной горелки составляет чаша испарителя, в которую медленно капает топливо.

Часть отработки горит в чаше, увеличивая там температуру и запуская процесс пиролиза, а другая часть испаряется и распадается на летучие углеводороды и другие газы, которые поднимаются над чашей, смешиваются с поступающим воздухом и сгорают.

Система подачи топлива отслеживает количество горючего в чаше и либо открывает клапан, чтобы пополнить количество жидкости, либо закрывает, чтобы не произошло перелива отработки.

Основными плюсами испарителя являются:

• простота конструкции;
• возможность функционировать на отработке любого качества.

Форсунка работает иначе. Сначала топливо подогревают, чтобы сделать более текучим, затем под давлением подают через калиброванное отверстие в смеситель, куда нагнетают воздух. В смесителе отработка и воздух перемешиваются, после чего выходят из сопла в зону горения.

Разжигать смесь можно как с помощью открытого огня, так и электрической дугой или раскаленной металлической пластиной. Регулируют мощность форсунки, меняя объем подачи воздуха и давление масла, благодаря чему соотношение топлива и горючего всегда будет одинаковым.

Если у вас нет опыта изготовления подобных устройств, то делайте испаритель, ведь его проще не только собрать, но и настроить, однако по эффективности он почти вдвое хуже.

Горелка Бабингтона своими руками

Достойной альтернативой магазинным горелкам будет изготовление горелки на отработанном масле своими руками. Для начала требуется определиться с типом устройства. Эжекционные схемы сложны для домашнего производства, а испарительные обладают ограниченной сферой применения. Значит, оптимальным вариантом будет устройство Бабингтона, которое изначально предназначалось для работы на дизельном горючем.

Ключевой принцип действия этой горелки в том, что струя сжатого воздуха подается прямо через слой отработки. Также в устройстве не предусмотрены узкие места, способные забиться грязью. Для создания узлов горелки понадобятся такие материалы:

• Топливный узел — бак с наличием ТЭНа мощностью до 1 кВт из нержавеющего металла. Отстойник с трубой, сгон с дюймовой резьбой и переходником 2/1 дюйм для слива лишнего отработанного масла в бак. Медная трубка с диаметром 1 см и толщиной до 0,15 см. Маслонасос с электродвигателем, оборудованный масляным фильтром с крупной сеткой (можно снять с автомобиля, либо мотоцикла).
• Пневматический узел — компрессор с допустимым давлением 2-4 атм., трубка для воздушной струи диаметром 1-1,5 см.
• Камера смешивания топлива с воздухом — пустой металлический шар, либо полусфера с достаточной толщиной для отверстия в 0,3мм (гайка с заглушкой, дверная ручка из латуни и т.д.).
• Сопло, направляющее пламя в нужную сторону. Длинна 20-40 см, внешняя резьба диаметром 2 дюйма.
• Соединительные части (фитинги) и переходные части (переходники) позволяющие собрать всю узлы в единую горелку.

Подготовка модулей горелки к сборке

Роль ключевой детали отводится полусфере, в которой происходит смешивание отработанного масла с кислородом. В ней нужно просверлить отверстие, влияющее на мощность будущей горелки. Для отопительного котла 15 кВт подойдет форсунка с единственным отверстием в 0,2 мм. Большей мощности горелки можно добиться 3-4 отверстиями 0,1-0,25 мм, с обязательным расстоянием в 0,8-1 см (так факелы с каждого отверстия не будут гасить друг друга). Одно отверстие в четверть сантиметра потребляет 2 л отработанного масла за час работы.

Топливный бак выполняется из стойкого к коррозиям металла, как и отстойник для горючего. Последний оборудуется трубкой, по которой отработанное масло поступает обратно в бак. В нижней части отстойника делают заглушку для слива грязного остатка. В бак встраивается ТЭН, оборудованный регулятором, который будет его отключать при 70°С.

Роль корпуса играет крестовина или тройник, к которым монтируется сопло и переходники. Вверху подача масла, сзади подача сжатого воздуха, внизу переходник под слив излишков топлива. Роль переходников играют заглушки с отверстиями для трубок подачи воздуха и масла.

Двигатель насоса для подачи отработки подключается к сети с напряжением 220В. Масло (отработка) из бака поступает по медной трубке, с одной стороны, трижды обмотанной вокруг сопла, а с другой заведенной в бак через масляный фильтр.

Трубку для воздуха крепят к полусфере с просверленной форсункой и устанавливают переходник-заглушку. Сама полусфера располагается таким образом, чтобы горючее из медной топливной трубки полностью покрывало форсунку, а остатки стекали в отстойник. Компрессор воздуховода также подключается к бытовой сети.

Подготовка горючего для горелки

Устройство, работающее на отработанном масле, потребляет любой вид отработки. Моторные масла с большой водностью перед заливкой смешиваются с дизельным топливом (либо чистым маслом). Отработку с умеренным загрязнением можно заливать сразу.

Пищевые масла желательно отстоять перед использованием, затем слить остаток. Мазут и вязкие ГСМ требуется прогреть до 70-80°С. Для большей эффективности в синтетические и минеральные масла при заливке добавляют 10% дизтоплива.

Техника безопасности

• В помещении, где используется устройство, обязательно наличие огнетушителей.
• Если пол и стены помещения изготовлены из горючего материала, их обшивают асбестом или металлом.
• Горючее хранится на расстоянии, недостаточном для воспламенения от работы горелки.
• Маслянистые подтеки вовремя удаляются.
• Работающую горелку нельзя оставлять без надзора.

Горелка Бабингтона — это надежное устройство, обладающее повышенным сроком эксплуатации и призванное принести экономию владельцу.

Печь на отработанном масле: разновидности конструкций

Существует несколько разновидностей масляных печей, которые функционируют на отработанном масле. Классической моделью является пиролизный аппарат. Он выполняется из готовых емкостей в виде бочек, труб, баллонов либо из листов сплава. В нижний сосуд заливается масло, которое расщепляется при недостаточном количестве воздуха. В верхнем баке происходит интенсивное сгорание его паров, за счет чего выделяется много тепла.

Регулировка температуры осуществляется подачей воздуха. Такая печь нуждается в постоянной очистке камер от накопившихся фракций. В ней отсутствует механическое управление температурой.

В нижний сосуд печки заливается масло, которое расщепляется при недостаточном количестве воздуха

У печки на отработке масла с помощью вентилятора реализовывается гарантированная подача воздуха во вторую камеру. Процесс горения происходит эффективнее, благодаря чему теплый воздух равномерно поступает в помещение.

Принцип работы печки с капельной подачей горючего схож с механизмом работы дизельных двигателей. Он отличается экономичностью. Однако самостоятельный процесс изготовления аппарата является весьма трудоемким, поэтому лучше приобрести заводское устройство данного типа. К тому же следует учесть, что самодельные капельные печки привередливы к качеству масла, которое перед подачей в печь необходимо предварительно разогреть.

Самой результативной моделью является печь на отработанном масле с наддувом. Она, в сравнении с буржуйкой, имеет более высокую стоимость. Дополнительное тепло поступает от вентиляторов обдува. Наддув можно выполнить с помощью моторчика авто кулера, а обдувание обогревателя обеспечит домашний пропеллер мощностью 220 В.

Стандартная схема печи на отработанном масле

Общие правила и предупреждения

Тепловая инерционность отопительных котлов заметно выше, чем у металлических печей (буржуек или калориферов), но гораздо ниже, чем у кирпичных печей, а регулировка мощности путем снижения подачи топлива связана с выбросом угарного и углекислого газов.

Поэтому для комфортной безопасной работы таких устройств должны быть выполнены следующие условия:

1. Котел устанавливайте в вынесенном за пределы дома помещении или отдельной комнате с хорошей вентиляцией.
2. Вне зависимости от типа горелки, обязательно используйте любые устройства для контроля за уровнем СО и СО₂.
3. Используйте устройства контроля горения, которые оповестят вас, если факел по каким-то причинам погаснет.
4. Уберите из помещения котельной все горючие материалы, включая занавески или деревянные полы, если произойдет разлив горящей отработки, но на бетонном полу она быстро погаснет, а единственным последствием будет сильное задымление комнаты.
5. Если есть возможность использовать отопительные приборы на любом другом виде топлива, в том числе, электроэнергии, используйте их, ведь котел на отработке, особенно самодельный, это резервное устройство, задача которого – помочь вам продержаться до подключения основного теплогенератора.
6. При переходе на отработку из другого источника обязательно регулируйте горелку. Если это не получается это сделать штатно, меняйте конфигурацию аппарата или делайте еще одно устройство, оптимизированное именно для этого топлива.
7. Храните отработанное масло в негорючих герметичных емкостях.
8. Перед каждым запуском проверяйте тягу.
9. Контролируйте уровень теплоносителя в котле.

Наиболее незатейливый вариант

Эта модель обладает простотой в плане производства, ведь баллон являет собой подготовленную тару, её остаётся только доделать, а также имеет высокую прочность сварных швов. Вот пошаговое исполнение:

1. Необходимо отвинтить краник и стравить оставшийся газ из баллона. Он должен постоять открытым 2-3 дня. Хорошо, если ёмкость помыть.
2. Баллон в 1/2 своей удлинённости режется болгаркой. Потребуется верховая доля.
3. С неё сшибается краник. Если его не выйдет отвинтить, то для снятия можно задействовать кувалду.
4. Из листа металла утолщением 3-4 мм режется блин d: сходным сечению баллона.
5. Из трубы d: 10 см режется отрезок удлинением 60-100 см.
6. В нём рядами сверлятся дырки d: 6-8 мм. По площади предполагается 6 дырок, вдоль 8-10 шт. В общем количество дырок – около 50 шт.
7. Труба заваривается к прошлому участку монтажа краника.
8. Сейчас немного в боку на крыше баллона проделывается ещё одна дырка d:25-30 мм, к нему наваривается труба 32 мм, протяжностью 50 мм. На неё монтируется заслон. Через него в середину печки станет вливаться состаренное масло и выполняться поджигание.

Приоткрывая и затворяя заслон получится регулировать процедуру сгорания топлива в середине бака. Эту маленькую печь можно не дорабатывать отсеком дожигания. Хватит вмонтировать хороший наклонный дымоотвод.

Виды

Котлы на отработке могут нагревать воздух напрямую. Такие системы отличаются впечатляющей производительностью и могут долго прогревать воздух даже в крупных домах. Особенность проявляется в том, что емкость с горючим чаще всего ставится на пол, а нагревательный блок крепят к стене или даже к потолку. Кроме этой версии, существуют масляные котлы с водяным контуром или даже с парой таких контуров. Одноконтурный аппарат способен подать горячую воду только в отопительную систему, если не использовать бойлеров, распределительное оборудование.

Индустриальные модели масляных котлов часто оснащаются блоками автоматического управления.

Все подобные модификации – не воздушные, а водяные, причем на автоматику ложатся разнообразные задачи:

• отслеживание температуры воздуха;

• проверка нагрева теплоносителя;

• проверка давления в отопительном контуре;

• сигнализация о возникших ошибках.

Требования к топливу

Топливом может служить любое отработанное масло: моторное, трансмиссионное или индустриальное. Единственное условие — оно не должно содержать никаких примесей. Наличие даже незначительных включений может привести к взрыву.

Также недопустимо наличие в масле воды — она начинает кипеть значительно быстрее масла, происходит его вспенивание, выплеск и резкое воспламенение. Все это может привести к пожару.

Масло перед заливом в бак необходимо отфильтровать! Нельзя использовать другие горючие жидкости! Бензин используют только в небольших количествах для розжига холодной печи!

Особенности печей на отработке

Печи на отработке часто используют для обогрева гаражей и автосервисов, ангаров, складов — тех помещений, где в достатке есть отслужившее свой срок техническое масло. С его утилизацией часто возникают проблемы: сливать его в канализацию или в грунт строго запрещено. Использование масла в качестве топлива — отличный выход.

Печка на масле работает как буржуйка: быстро разогревается до высокой температуры и нагревает воздух, но при прекращении горения так же быстро остывает. Прогрев всего помещения осуществляется только за счет циркуляции нагретого воздуха, поэтому такой печкой сложно обогреть гараж или мастерскую большой площади. Решить эту проблему можно, оснастив ее водяным контуром и подключив радиаторы отопления.

Основные разновидности печей

Печи на отработке подразделяются на две большие категории, по типу разложения топлива на горючие составляющие. Сейчас мы расскажем, для чего вообще нужно разлагать отработку. Как мы уже говорили, в чистом виде она горит с выделением минимального количества тепла, образуя огромное количество дыма и копоти. Соответственно, толку от такого горения мало. Но если мы нагреем горючее до определенной температуры, оно начнет распадаться на составные фракции.

Схема работы пиролизной печи на отработанном масле в качестве топлива.

Полученные составляющие смешиваются с кислородом воздуха и образуют горючую смесь. Она сгорает при более высоких температурах и не образует копоти. Если мы взглянем на дымоход, то мы увидим, что из него вырывается лишь небольшое количество светлого дыма. Этот дым тоже опасен, но он отправляется у нас за пределы помещения. А внутри нас ждет вожделенное тепло.

Печь на масле может работать за счет пиролиза. На поверхности топлива разжигается огонь, в результате чего оно начинает испаряться, сгорая практически полностью в перфорированной пиролизной камере. Окончательное сгорание всех остатков происходит в камере дожигания. Преимущества схемы:

• Максимально простая конструкция;
• Практически полное сжигание топлива;
• Выделение большого количества тепла;
• Универсальность использования печки;
• Минимальное количество образуемой сажи.

Самодельная печь на отработке, построенная на основе такой схемы, порадует простотой розжига и быстрым выходом на рабочий режим.

Недостатком такой печи является то, что ее нельзя тушить – гаснет она с неохотой, а если и погаснет, то продолжит выделять горючую смесь. Поэтому такие обогреватели заправляют строго дозированным количеством топлива.

Схема действия капельной печи, работающей на отработке.

Капельная печь устроена чуть сложнее – здесь применяется немного иной способ разложения горючего. Оно попадает на специальную разогретую чашу, распадается на составляющие, которые сгорают с большим выделением тепла. Выйдя на рабочий режим, печь-капельница будет сжигать горючие фракции при максимальной высокой температуре – цвет пламени изменится с желтого на бело-голубой, напоминая плазму. За счет этого капельные печки и получили свое альтернативное название – печи на отработке с плазменной чашей.

Естественно, никакой плазмы в таких печах нет и быть не может – это четвертое агрегатное состояние вещества образуется при крайне высоких температурах, достигающих десятков тысяч градусов.

Сами печи на отработке могут иметь самую разную конструкцию. В одних используется естественная подача топлива, а где-то применяется наддув, увеличивающий эффективность сгорания топлива и повышающий температуру пламени. Также они могут отличаться по типу корпуса. Например, в пиролизных моделях тепло выделяется камерой дожигания и пиролизной камерой. Печка на отработке закрытого типа греет своим металлическим корпусом или вовсе используется для подогрева теплоносителя во встроенном теплообменнике.

Пример расчета размеров печи

Как было сказано выше, расход топлива около 1…2 литра в час. При этом излучаемое тепло – около 11 кВт/час на каждый литр. Таким образом, печь может дать в час 11…22 кВт. Чтобы рассчитать необходимый объем топки с учетом времени горения, принимаем:

• объем помещения (гаража) – 7х4х2,5=70 м.куб., площадь 28 кв.м.;
• считаем, что на каждый квадратный метр помещения типа гаража требуется не менее 500 Вт (базовые 100 Вт, вводим коэффициенты для всех наружных стен, не утепленной крыши и фундамента, большого проема входа, металлической конструкции);
• соответственно, на площадь 28 квадратов требуется 14 кВт энергии в час.

Чуть форсировав минимальной мощности печку (усилив тягу), мы получим требуемую температуру в помещении. Но расход топлива увеличится примерно до 1,5…1,6 л в час. Следовательно, для времени горения не менее 6 часов объем топки должен быть 10 л. Это соответствует 0,001 кубического метра, то есть емкость должна иметь размер, например, 10х10х10 см. В реальности объем топки превышает необходимый объем топлива в 1,5…2 раза, то есть размеры должны быть 20х10х10 см или более, для мини печки это подходит. Обычно принимают с солидным запасом, то есть 50х30х15 см. Это позволяет не доливать топливо каждый раз при розжиге.

Длина трубы 40 см, соответственно ее диаметр – 10 см. Площадь боковой поверхности цилиндра равна его высоте, умноженной на длину окружности основания (диаметр, умноженный на число π), в нашем случае 40х3,14х10=1256 см.кв. Соответственно, площадь всех отверстий одна десятая от общей – 125,6 см.кв. Учитывая, что площадь одного отверстия при диаметре 10 мм равна πх0,52=3,14х0,25=0,78 кв.см, для такой трубы потребуется 125,6/0,78=160 отверстий.

Обратите внимание! Принятое значение – площадь отверстий 10% от общей площади боковой поверхности трубы – условно! Количество отверстий при изготовлении принимается в том числе из условий прочности изделия и обычно заметно меньше!

Учитывая, что цилиндр в развернутом виде представляет собой прямоугольник 31х40 см, а отверстия следует размещать в шахматном порядке, нам придется сделать 12 вертикальных рядов по 13 или 14 отверстий каждый. Разметить вертикальные ряды просто – поделить любым геометрическим способом верхнюю или нижнюю окружность основания трубы на 12 частей и провести вертикальные линии сверления.

Расстояние между рядами будет 3,3 см. Разметить вертикальные ряды чуть сложнее, поскольку необходимо в каждом втором ряду смещать верхнюю (или нижнюю) точку разметки на половину расстояния между отверстиями. Учитывая, что нам необходимо делать отверстия не на краю трубы, добавляем к планируемому числу отверстий 1 и рассчитываем шаг: для 13 отверстий он составит 40/(13+1)=2,85 см, для 14 – 40/(14+1)=2,6 см.

Важно: при сверлении ось сверла должна быть направлена к оси трубы!

Требования к самодельным котлам с водяным контуром

Печи на отработке – это достаточно простые конструкции. Поэтому их не сложно соорудить своими руками. Для этого нужно выбрать хороший чертеж и хорошо знать правила сварки.

При сооружении котла на отработке нужно выполнять три основных требования. Только в этом случае устройство будет не только эффективным, но и безопасным.

Требования, которые должен выполнять самодельный котел на отработанном масле:

Очень важно, чтобы такой котел не перевернулся во время работы. Поэтому, прежде всего, нужно позаботиться об его устойчивости.
Изготавливая печь по чертежу, соблюдайте все рекомендации

Также необходимо, чтобы все детали изделия полностью соответствовали представленным на схеме размерам.
Очень важно правильно рассчитать длину водяного контура.
Печь должна герметично закрываться. Только в этом случае оборудование будет работать достаточно качественно.

Выполнив три этих условия, вы сможете получить безопасный и эффективный обогрев своего дома

Поэтому очень важно обращать внимание на такие нюансы

Изготовление котла своими руками

Под жидкое горючее можно переделать любую твердотопливную или газовую печь. Но для самостоятельного изготовления лучше выбрать чертеж котла на отработке с водяным контуром с пламенной чашей.

Самодельный котел имеет небольшие размеры, но при этом обеспечивает 15 кВт тепловой мощности. В час он расходует не более 1,5 л отработки в час. Воздух в камеру сгорания нагнетается с помощью небольшой турбины, поэтому нужно будет озаботиться подведением электричества к агрегату. Горючее поступает в зону сгорания порциями из отдельного бака, оснащенного вентилем. Последний может служить регулятором нагрева.

Для улучшения дожига в центральной трубе имеется большое количество отверстий и горизонтальных прорезей. Дым от сгорания топлива уходит через дымоход, закрепленный на выходе из камеры сгорания.

Необходимые инструменты и материалы

Нужно заранее приготовить емкость, из которой будет изготовлен корпус. Лучше всего для этого подходит газовый баллон. Нужно выбирать экземпляр объемом от 50 л.

Также понадобятся следующие материалы:

1. Стальная труба Ø 100 мм с толщиной стенок не меньше 2 мм. Она нужна для дымохода.
2. Металлический лист в половину сантиметра. С его помощью камера сгорания будет отделена от зоны испарения.
3. Железная труба Ø 100 мм с толщиной стенок 6 мм. Она пойдет на изготовление горелки.
4. Тормозной диск от машины. Его диаметр должен быть не меньше 20 см.
5. Муфта для соединения труб.
6. Шаровый кран на полдюйма
7. Топливный шланг.
8. Бак для хранения топлива.
9. Заготовки для ножек.
10. Патрубки.

После сборки устройства его нужно будет защитить от коррозии. Для этого дополнительно следует приобрести необходимую химию и эмаль.

Что касается инструментов, то в первую очередь понадобится аппарат для сварки. Лучше всего использовать инвертор, так как он позволяет делать качественные сварные швы. Также пригодятся: дрель, УШМ с набором дисков, сверла, плашки для резьбы, ключи, электрический наждак.

Работать с металлом придется много. Для ускорения работы нужно приготовить емкость с водой для быстрого охлаждения инструментов.

https://youtube.com/watch?v=pJDlJUtjQuY

Порядок сборки

Прежде чем приступать к работе с баллоном, его нужно полностью освободить от остатков газа. Делается это простым сворачиванием вентиля и переворачиванием емкости для удаления конденсата. После промывки баллона можно приступать к сборке котла:

1. В баллоне прорезаются 2 проема один над другим. Между ними оставляется перемычка шириной в 50 мм. Верхнее окно больше нижнего в 2 раза.
2. К краям кусков, оставшихся после выпиливания проемов, привариваются петли и защелки. Это будут дверцы проемов.
3. Из листа металла толщиной в 5 мм вырезается диск по диаметру баллона. В центре полученной детали делается отверстие под трубу Ø 100 мм. Диск подгоняется по месту в баллоне.
4. Отрезается кусок трубы с толстыми стенками длиной в 200 мм. В нем насверливаются отверстия Ø12 мм с шагом не более 40 мм. Причем перфорация должна занимать лишь половину заготовки.
5. По центру полученной горелки приваривается ранее заготовленный диск. Он должен размещаться над отверстиями.

Создайте котел своими руками

1. Перегородка с горелкой вставляется в баллон и приваривается к перегородке между проемами.
2. Чаша испарителя собирается из тормозного диска. Имеющиеся в нем отверстия заваривается с использованием металлического диска.
3. Делается крышка для чаши с отверстием под горелку. К его краям приваривается муфта из стальной трубы.
4. Из двух листов металла вокруг баллона наваривается корпус водяной рубашки. В верхней и нижней части кожуха вырезаются отверстия для последующего крепления патрубков подачи и отвода воды.
5. Сверху почти готовый котел закрывается крышкой с врезанной трубой для дымохода.
6. В боковую стенку баллона на уровне нижней камеры врезается трубка для горючего. Ее кончик должен располагаться точно над окном подачи топлива в чашу.
7. Бачок с горючим прикрепляется через шаровой кран.

После завершения сборочных работ нужно проверить работоспособность агрегата. Делать это лучше до постановки в отопительную систему. Для проверки через шаровой кран в нижнюю топку заливается отработанное масло. Сверху добавляется немного керосина и поджигается. Если все нормально, то можно врезать котел в систему отопления.