≡× МЕНЮ

• Интерьер
• Окна
• Стены
• Проекты
• Постройки

Изготовление твердотопливных котлов. Как можно самому сделать твердотопливный котел сверхдлительного горения — реальный опыт. Принцип работы и чертежи пиролизных котлов своими руками

Твердотопливный котел на дровах с водяным контуром устанавливают в доме с постоянным проживанием людей. Период между закладками топлива классического агрегата не превышает 4?8 часов. Работающий котел без присмотра не оставляют. Изменить время топки позволяют модернизированные котлы длительного горения на дровах своими руками, загрузка 24 часа - оптимальный период работы агрегата без промежуточной закладки топлива.

Котлы на твердом топливе для отопления частного дома

Базовые модели котлов длительного горения с водяным контуром на дровах для дома различают по материалу изготовления, конструкции топки, теплообменника, дымохода, способу загрузки и сжигания топлива.

Дровяной котел длительного горения с водяным контуром оснащают трубчатым (вертикальным) регистром или теплообменником рубашечного типа. Корпусная конструкция практически исключает возможность вскипания воды в системах с естественной циркуляцией.

Стальной дровяной котел длительного горения для отопления дома имеет малую тепловую инертность. Котловой контур из жаропрочной стали выдерживает резкие скачки температуры и давления в системе. Недостаток материала - чувствительность к коррозии, которую усиливает температурное напряжение металла. Межремонтный период работы агрегата из стали – 15 лет.

Стенки чугунного теплообменника дровяного котла для отопления частного дома с батареями нагреваются и остывают долго. Хрупкий сплав не предназначен для критических перепадов рабочих параметров системы.

Преимущество чугуна обусловлено аморфностью материала к кислородной коррозии. Срок работы котла с чугунным теплообменником, при правильной эксплуатации агрегата, достигает 25 лет.

Принцип работы агрегата длительного горения - принудительное, последовательное, направленное сверху вниз тление древесины, при котором выделяется метан, угарный газ и водород. Недостаток кислорода замедляет скорость распространения пламени. Дополнительная тепловая энергия образуется при сжигании топочного газа. Поток уходящих продуктов горения омывает поверхность теплообменника на выходе из котла. Конструкция позволяет загрузку дров один раз в сутки.

Таблица 1. Цена котлов длительного горения на твердом топливе:

Пиролизные котлы длительного горения

Пиролизные агрегаты - одна из разновидностей котлов длительного горения. Поэтапное разделение процесса горения повышает эффективность и продлевает время работы газогенератора. Топку пиролизного котла разделяет специальная форсунка. В первом отсеке, под действием высоких температур, закладка дров выделяет горючий газ. Второй служит для дожига продуктов разложения древесины. В зольнике образуется минимальное количество золы, а дымоход не обрастает отложениями сажи.

Газогенераторные установки предназначены для систем отопления жилых домов, площадь которых больше 100 м?.

Таблица 2. Цена пиролизных котлов длительного горения с водяным контуром:

Пиролизные дровяные котлы работают до двух суток на одной загрузке топлива. Стоимость продукта зависит от марки производителя, мощности и степени оснащения агрегата автоматикой.

Мощность котла подбирают в соответствии с конструктивными характеристиками дома (площадь, суммарные тепловые потери) и климатической зоной места проживания. Как правило, КПД самодельного котла длительного горения на дровах не превышает 80% (т.е. пятая часть тепла от сгорания топлива теряется в котле).

Недостаток тепловой мощности стимулирует работу генератора в режиме интенсивного горения. Постоянные пиковые нагрузки приводят к перерасходу дров, превышению теплопотерь в два раза и преждевременному износу котла.

Расчет размеров топки для котла длительного горения на дровах

Вид древесины, форма и длина дров определяет размер и эквивалентную площадь топочной камеры. Удельная и объемная плотность загрузки, теплота, которую дрова выделяют при сгорании - справочные значения. Расчет объема загрузки поможет вычислить расход топлива за сезон, организовать места хранения топлива.

Таблица 3. Объемная теплота сгорания древесины разных пород:

Рассмотрим пример расчета объема загрузочной камеры дровяного котла.
Исходные данные:

• мощность котла 10 кВт;
• объем одной загрузки должен обеспечить работу агрегата в течение суток;
• топливо - березовые дрова, длина поленьев 0,60?0,65 м;
• влажность древесины 20%.

При сгорании 1 кг березовых дров выделяется 4,2 кВт тепловой энергии. Заданную мощность (10 кВт) обеспечит сжигание 2,4 кг дров в час (10/4,2 = 2,381).

Кубометр березовых дров весит 650 кг. Часовой расход топлива составит? 0,004 м?/ч (2,4/650 = 0,0037).

Вес закладки, который должен выдержать колосник с форсункой? 60 кг (2,381х24 = 57,144).

Березовые дрова ложатся неплотно, поэтому объем закладки увеличится в 1,9 раза - до 0,008 м?/ч (0,004х1,9 = 0,0076).

Если принять во внимание длину поленьев 0,6?0,65 м, то оптимальная глубина топки составит 0,7 м.

Примем высоту закладки топлива 0,6 м. Ширина топки 0,5 м (0, 2/0,7/0,6 = 0,476).

Рабочий размер топки дровяного котла для отопления дома (площадь 80 м?, березовые дрова) - 0,7х0,6х0,5 м. Общие габариты готового котла увеличатся вдвое, если учесть толщину обшивки, размер теплообменника, воздушной и камеры дожига, зольника, каналов для удаления дымовых газов.

Регулируемое и сбалансированное горение уменьшит скорость естественного распространения пламени. Ограниченная подача первичного и вторичного воздуха в топку обеспечит недостаток кислорода и продлит время работы самодельного котла в 1,8 раза. Благодаря этому можно уменьшить расчетный расход дров и, следовательно, размеры агрегата.

Самодельный котел длительного горения на дровах с вертикальной топкой (Бубафоня)

Котлы длительного горения своими руками монтируют из листовой стали (толщина 4?6 мм), толстостенных труб (Ду 300 мм) и цилиндрических емкостей подходящего размера. Простейшую конструкцию («Слобожанка» или «Бубафоня») собирают из газового баллона или бочки. Принцип устройства копирует прибалтийский котел «Стропува».

Емкость вертикальной топки используют для направленного сверху вниз горения дров. Процесс сопровождает равномерное уплотнение загрузки, выделение и дожиг древесных газов, и отвод продуктов горения в дымоход.

Первичный воздух к зеркалу горения подают по вертикальной трубе. Статичную или телескопическую конструкцию монтируют в верхней стенке котла. Ось поршня проходит по центру цилиндрической топки. Зазор между воротником и трубой подачи первичного воздуха оформляют приварным бортиком, который обеспечивает свободный ход штока и минимальный подсос воздуха в воздушную камеру для дожига древесных газов.

Сжигание пиролизных газов увеличивает КПД котла. Крышка-заслонка в верхней части трубы регулирует забор воздуха. Снизу приварен диск с лопастями, которые рассекают поток воздуха в зоне горения. Материал для распределителя выбирают с учетом теплоемкости. Диаметр диска немного меньше размера топки.

Конструктивные пропорции котла «Бубафоня»:

• оптимальный диаметр корпуса 300?800 мм;
• высота котла – в диапазоне 3?5 диаметров;
• толщина стенок 4?6 мм;
• диаметр диска меньше поперечного сечения топочной камеры на 10%;
• толщина диска обратно пропорциональна диаметру (тяжелый блин продавит зону горения и затушит пламя, легкий - приведет к эффекту обратного горения);
• изогнутые лопасти образуют направленный турбулентный поток воздуха для сжигания пиролизных газов;

Самодельный котел длительного горения «Бубафоня» с вертикальной топкой

• диаметр трубы подачи воздуха принимают как 0,55 от S (площади поперечного сечения выходного патрубка дымохода);
• зазор между трубой и воротником не превышает 2,5 мм;
• высота трубы для забора воздуха (в нижнем положении) поднимается над воротником на 150 мм.

Площадь сечения патрубка дымохода на выходе из котла длительного горения определяют по эмпирическим формулам:

S = 1,75хN (м?) , где

S - площадь сечения выходного патрубка (см? или м?);

N - тепловая мощность котла (кВт/ч);

1,75 - коэффициент, полученный эмпирическим путем (м?ч/кВт).

N = m*qw (кВт/ч) , где

m - масса дров одной загрузки (кг);

qw - удельная теплоотдача дров определенной влажности (кВт/кг).

Массу загрузки для самодельных котлов длительного горения на дровах определяют по рабочему объему топки (Vk) и удельному весу дров (md):

m = Vk*md (кг) , где

Vk = ?D?/(4*hт) (дм?), где

hт - высота загрузочной камеры.

Таблица 4. Сбалансированный размер элементов в системе распределения первичного воздуха для котла Бубафоня:

Принцип работы и чертежи пиролизных котлов своими руками

Самодельные пиролизные агрегаты устанавливают для отопления домов большой площади. Конструкция топки, форсунки и дымовых каналов усложняет сборку самодельных газогенераторов. Принудительная циркуляция теплоносителя и подача воздуха в зону горения означают зависимость работы котла от внешних факторов. Снизить риск аварийной поломки котла позволяет шибер для сброса тепловой энергии и теплообменник рубашечного типа.

Схема самодельного газогенератора с принудительной подачей воздуха в зону горения: 1 – корпус котла; 2 – загрузочная дверца; 3 – дверца зольника; 4 – а вентилятор подачи воздуха в зону горения; 5 – камера загрузки и зона первичного горения топлива; 6 – технологическое отверстие для прочистки каналов дымохода; 7 – камера сгорания древесных газов; 8 – рубашка теплообменника; 9 – канал отвода дымовых газов; 10 – выпускная горловина дымохода; 11 – регулировочный шибер дымохода (11а - ручка шибера); 12 – выходной патрубок в распределительный трубопровод; 13 – обратный патрубок, по которому остывший теплоноситель поступает из системы отопления; 14 – гильза узла контроля (термоманометр); 15 – люк для прочистки дымовых каналов

Корпус котла сварен из толстостенной (4?5 мм) листовой стали. Загрузка дров - фронтальная. Тепловое излучение передается своду котла, боковым стенкам камеры и нагревает воздух, поступающий в зону горения. Плотность и герметичность топочной камеры обеспечивает затвор с отражателем и поворотным болтом на загрузочном и зольном люках. Воздух в топочную камеру подается принудительно, вентилятором.

Рубашка теплообменника полностью охватывает топку и частично камеру дожига пиролизных газов. Зазор (3?5 см) заполнен водой. Теплообмен задней стенки увеличен: с одной стороны теплообменник граничит с топкой, другая стенка рубашки соприкасается с каналом дымохода. Встроенный по ходу движения дымовых газов теплообменник понижает температуру уходящих дымовых газов до 100оС. Внутренний объем котлового контура принимают 5?25 % от суммарной емкости системы отопления.

Патрубок подачи теплоносителя в систему потребителя расположен сверху. Врезка обратного трубопровода - снизу. Охлаждение возвратного теплоносителя ниже 65°С, опасно выпадением на стенках теплообменника кислотного конденсата, который разрушает сталь. При небольшой мощности котла температуру между подающей и обратной линией выравнивают с помощью установки перепускного клапана. Котловой контур большого дома дополняют элеваторным узлом и циркуляционным насосом.

Колосниковая решетка в самодельных котлах длительного горения служит опорой топливной загрузки. Раскаленные дрова лежат на колосниках, обложенных шамотом. Дюзы в теле колосника служат форсункой, через которую горючий газ поступает в зону догорания топлива.

Пепел и зола просыпаются в зольник. Маломощным котлам, с равномерным распределением тепловой нагрузки по зеркалу, подходят стандартные колосники из литого чугуна.

Продукты сгорания попадают в каналы и через горловину дымохода выходят из котла (формула площади сечения горловины дымохода приведена в примере выше). Регулировочный шибер дымохода открывают при необходимости.

Конструкция позволяет дозагрузку топлива без полного тушения котла или форсированный сброс тепловой энергии при отключении электричества. Раскаленный древесный газ уходит из топки в обход камеры дожига и дымоходных каналов.

Сечение и высота дымохода предусматривает работу энергонезависимого самодельного котла на естественной тяге. Нормальную тягу пиролизного котла обеспечит высота дымовой трубы 6 м.

Полученные данные отражают на масштабном чертеже котла длительного горения своими руками, по которому определяют объем и ориентировочную сумму на приобретение расходного материала.

Монтаж дровяных котлов в системе отопления

Самостоятельное изготовление котла подразумевает наличие навыков и опыта в производстве сварочных, электромонтажных и слесарных работ. Пригодится знание физики, теплотехники, материаловедения, правил монтажа систем отопления.

Необходимо соблюдение приемов и методов техники безопасности. Для сборки котла необходимо оборудованное помещение и инструмент.

Материал для изготовления пиролизного котла:

• листовая сталь толщиной 6, 5 и 4 мм (топка, рубашка теплообменника и корпус);
• уголок со сторонами полок 50 мм (ребра жесткости каркаса);

• труба стальная (обвязка теплообменника с системой отопления);
• подходящий по размеру чугунный колосник или прут круглый диаметром 20 мм;
• кирпич шамотный;
• вентилятор центробежный;
• готовые дверцы с отражателем, креплением, ручкой и запором;
• группа безопасности (температурный датчик, манометр).

Сварные детали маркируют мелом (место соединения, № детали, размеры). Специализированные организации предлагают услуги по резке материала по месту его приобретения.

Инструменты для изготовления котла:

• сварочный аппарат постоянного тока;
• электроды (диаметром 3?5 мм);
• электрическая дрель;

• угловые шлифовальные машинки (под большой 230 мм и малый 125 мм круг);
• штангенциркуль, рулетка, уровень.

Сборку котла начинают с внутреннего корпуса. Качество сварных швов должно обеспечить прочность и плотность конструкции, которая находится в непосредственном контакте с теплоносителем.

Установка котлов длительного горения на дровах своими руками

Пиролизный котел для автономной системы отопления располагают в отдельном специально приспособленном, защищенном от возгораний, помещении. Котельную оборудуют системой приточной вентиляции. Агрегат должен быть удален от стен на расстояние не менее 20 см.

Нормативное значение веса для самодельных котлов длительного горения на дровах - 250 кг/м?. Соблюдение условия допускает установку агрегата на ровной устойчивой поверхности без фундамента. Площадь места установки выносят за проекцию корпуса агрегата на 15 см (перед топочной дверцей 30 см).

Пол застилают асбестом или базальтовым картоном, (толщина 4?6 мм). Сверху кладут лист оцинкованного кровельного железа (толщина 2 мм). Прямой контакт пола с корпусом исключают опорные конструкции - ножки котла.

Поверхность дымохода обязательно покрывают теплоизоляцией. Утепление предотвратит резкий перепад температур и образование конденсата в дымоходе. Толщина слоя утеплителя зависит от температуры уходящих дымовых газов. Желательно использовать сэндвич-трубу из нержавеющей стали, стойкой к агрессивной среде. При отсутствии естественной тяги устанавливают дымосос.

Эстетика кустарного производства уступает дизайну заводских моделей, но самостоятельно собранный агрегат отвечает требованиям конкретной системы отопления. Не стоит забывать, что изготовление по готовым чертежам (видео) своими руками котла длительного горения, снизит затраты на его обустройство как минимум в 2 раза.

После строительства загородного коттеджа на месте, где отсутствует магистральный газопровод, встает вопрос отопления. Идеальным вариантом будет собрать твердотопливный котел сверхдлительного горения своими руками. Оборудование имеет ряд преимуществ: простое обслуживание, значительно ниже стоимость при самостоятельной сборке.

Единственный минус отопительных устройств, функционирующих на твердом топливе – это постоянный контроль за топливом, так как через определенный промежуток времени требуется добавлять брикеты, пеллеты, дрова или уголь. Установка твердотопливных котлов отопления в частном доме решает эту проблему, так как в качестве топлива может использоваться даже мусор и добавлять горючее достаточно всего несколько раз в день.

Принцип действия и виды твердотопливного котла

Функционирование агрегата основана на тлении твердого топлива в течение нескольких часов, с минимальной отработкой, то есть дрова или пеллеты сгорают практически полностью. Множество материалов может использоваться в качестве горючего: старая одежда и обувь, торф, мусор, дрова и так далее.

Устройство котла отопления на твердом топливе имеет большую топку, куда поступает дозировано воздух в маленькое место, где располагается горючее. Образующиеся газы поступают на улицу через трубу, оборудование удобно в эксплуатации, так как топливо требуется добавлять 2-3 раза в сутки.

Существует несколько видов агрегатов, различающиеся между собой месторасположением топки для сгорания: верхние и нижние.

Прежде чем рассмотреть схему, как самому сделать твердотопливный котел длительного сгорания, разберем устройство агрегатов по расположению зоны сгорания.

В оборудовании с верхней зоной сгорания топливо располагается ниже груза. Во время процесса сгорания груз одновременно с зоной продвигаются вниз камеры. Чтобы сделать твердотопливные котлы длительного горения своими руками с верхней зоной потребуются металлические листы от 3 мм толщиной, так как воздействия высоких температур происходит вдоль стенок на протяжении всей высоты.

Агрегаты с зоной сгорания внизу имеет следующее устройство. Между топливом и стенками есть свободное пространство для газообразований, возникающих в процессе горения. Дым и газ выходят за счет отверстия в стенке. Воздействия высоких температур при работе оборудования происходит на определенные места, рекомендуется выбирать для изготовления котла более толстый металл.

Перед началом сборки требуется детально изучить устройство и принцип действия агрегата, только в этом случае при самостоятельном обустройстве можно получить эффективное оборудование с высоким сроком эксплуатации для отопления помещений.

Совет: Для обустройства отопительного оборудования специалисты советуют использовать проверенных поставщиков стальных труб и листов, так как от качества материала зависит долговечность оборудования в целом и безопасность эксплуатации.

Главные элементы котла

Чтобы изготовить твердотопливные котлы длительного горения своими руками потребуется труба d — 30 см, h — 3 мм и l — 80-100 см. При использовании более тонкого металла стенки со временем прогорят.

Котел этого вида можно разделить на три зоны:

• Зона для тления топлива;
• Для навалки горючего;
• Место для отвода газообразований, дыма и окончательного прогорания.

Распределитель воздуха твердотопливного котла имеет отверстие посередине и металлический круг. За счет чего на место сгорания поступают воздушные массы через телескопическую трубу. Здесь требуется использовать при сборке металл толщиной 6 мм. Элемент должен свободно перемещаться – конструкция должна быть меньшим диаметром, нежели сам котел. В зависимости от лопастей и габаритов конструкции воздушные массы будут регулироваться крыльчаткой. Для увеличения времени горения топлива высоту распределителя стоит сделать до 5 см.

Отверстие распределителя выбирается до 20 мм (при таких размерах не будет скапливаться лишний кислород в конструкции), а диаметр трубы 60 мм. Продуктивное и длительное горение топлива происходит благодаря воздушным потокам (регулировка производится заслонкой).

На верхней части твердотопливного котла располагается дымовая труба для отвода газообразований. Установка трубы происходит в горизонтальном положении. Все модели котельного оборудования, работающие на твердом топливе, предусматривают наличие дверцы для выгреба золы, оставшейся после сгорания топлива.

Технология сборки котла

Чтобы собрать твердотопливный котел сверхдлительного горения своими руками требуется придерживаться определенной последовательности. Процесс потребует наличия следующих стройматериалов и инструмента:

• Аппарат для сварки элементов;
• Болгарка;
• Металлическая труба h — 3 мм и d — 300 мм, 100 мм, 60 мм;
• Металлические листы h не менее 4 мм;

Поэтапный алгоритм сборки котла

Для экономии средств, большинство владельцев задаются вопросом, как самому сделать твердотопливный котел длительного горения? Чтобы получить правильно функционирующее оборудование требуется выполнять действия в следующем порядке:

1. После покупки трубы для котла необходимо отрезать часть длиной от 80 до 100 см. Вырезается из металлического листа дно, все элементы конструкции соединяются сварочным аппаратом. Ножки делаются из швеллера;
2. Крыльчатка с лопастями шириной менее 50 мм фиксируется сваркой к распределителю, такие размеры необходимы для максимально эффективной работы;
3. Для максимально эффективного горения топлива и подачи воздуха в систему в необходимых объемах требуется произвести монтаж заслонки на трубу 60 мм, установленную сверху на регулятор;
4. Для производства распределителя воздуха потребуется круг на 20 мм меньше диаметра трубы, элемент изготовляется из металлического листа;
5. С помощью болгарки вырезается прямоугольник для дверцы, через которую будет осуществляться чистка котла от золы, после, прикрепляется ручка и петли;
6. Через бак котла (теплообменник) проводят дымовую трубу в горизонтальном положении;
7. Делают крышку и проверяют конструкцию на предмет герметичности, чтобы все элементы плотно закрывались, в противном случае продукты горения и дым будут проникать в помещение.

Процесс горения твердотопливного котла можно отслеживать по дыму из трубы. Использование отопительного оборудования этого вида незаменимо во многих случаях: для теплиц, домов, помещения для содержания животных и многих других. При соблюдении технологического процесса сборки и правильном обслуживании агрегат безвреден для людей и не вызывает побочных эффектов.

Поэтапный алгоритм установки твердотопливного котла

Схем подключения существует несколько, но алгоритм монтажа у всех котлов одинаковый:

1. Сначала выбирается помещение под отопительное оборудование, обустраивается вентиляция и дымоход, подготавливается пол. Более подробно о том, какие на рынке есть сэндвич-трубы и сэндвич-отводы для строительства дымохода смотрите , компания «Термофест» в Казани поможет вам определиться с комплектующими для дымохода;
2. После установки агрегата все примыкания с полом (швы) заделываются силиконовым герметиком;
3. По схеме подключения происходит фиксация к котлу обратной и подающей трубы;
4. С помощью переходного патрубка делается нужного сечения дымоотводная труба;
5. Как все элементы системы подключены, проводятся пуско-наладочные работы, то есть проверяют оборудование на правильную работоспособность. Срок службы котла и безопасность в значительной мере зависит от правильного монтажа.

Если вообще нет навыков в работе и подключении котельного оборудования, специалисты рекомендуют обратиться за квалифицированной помощью.

Твердотопливные котлы являются самым экономичным способом отопления любого помещения. Доступность топлива, независимость от энергетической системы, простота в эксплуатации - все это обуславливает огромную популярность котлов среди населения. К сожалению, далеко не каждый в состоянии приобрести действительно качественное оборудование, поэтому многие из них ищут, как сделать твердотопливный котел длительного горения своими руками - чертежи, схемы, пояснения и отзывы. В нашей статье вы узнаете, по каким принципам работает отопительное оборудование, в чем заключаются особенности конструкций и их последующая эксплуатация.

Разновидности котлов

Все существующие твердотопливные котлы можно условно разделить на 3 группы:

• пиролизные;
• классические;
• пеллетные

Существует и ряд иных классифицирующих признаков, но именно принцип сгорания топлива является определяющим при выборе котла.

Пиролизный

В котлах подобного типа топливо сгорает медленно при минимальном доступе воздуха, за счет чего увеличивается количество горючего газа и при повторном его сгорании КПД котла повышается до 85-90%. И хотя некоторые считают, что изготовить собственноручно такой котел очень сложно, мы расскажем и, главное, покажем, как правило сделать пиролизный твердотопливный котел длительного горения своими руками (чертежи см.ниже).

Классический

Конструктивно это стандартная деревянная печь, где за счет меньшего размера топочной камеры топливо сгорает чуть медленнее. Как правило, именно такие котлы предпочитают изготавливать самостоятельно. О том, как сделать такой классический агрегат, вы также узнаете в статье.

Конструкция таких котлов примечательна не только простотой изготовления, но и возможностью подключения второго контура для получения горячей воды одновременно с отоплением.

Пеллетный

Это наиболее эффективные котлы, коэффициент полезного действия которых приближается к 95%. Основное преимущество в полностью автоматическом процессе, где загруженные в бункер пеллеты посредством шнека пересыпаются в камеру сгорания. Сложная конструкция и автоматика делают его самостоятельное изготовление затрудненным.

Разновидности топлива

На сегодняшний день твердое топливо на российском рынке представлено в большом ассортименте. Это:

• дрова, в том числе евро (спрессованные хвойные или лиственные опилки),
• гранулированные биопеллеты (спрессованные опилки, торф, отходы сельского хозяйства и т.д.);
• уголь - все разновидности и фракции каменного и антрацит;
• отходы деревообрабатывающего и сельскохозяйственного производства.

Для того, чтобы отопление было рентабельным, рекомендуется приобретать или изготавливать универсальный котел, который может функционировать на любом виде топлива. Если вы решили приобрести такое оборудование, обратите внимание на , которые работают на альтернативных видах топлива, причем переключение осуществляется очень быстро и легко. Это могут быть следующие варианты:

• электрические комбо;
• твердотопливные комбо;
• универсальные, использующие любые комбинации топлива.

Конструкция и принцип работы

Принцип работы такого котла относительно прост - снизу подтягивается холодный воздух, проходя через стенки камеры, он нагревается, поднимается вверх и обогревает помещение.

В котлах длительного горения, в отличие от традиционных, доступ воздуха должен быть максимально ограничен. Для того, чтобы увеличить продолжительность горения и сократить количество свободного пространства в камере сгорания, необходимо загружать топливо как можно больше и плотнее.

Необходимые материалы и инструменты:

• труба 0,3-0,5 см;
• металлический лист 0,5-0,8 мм;
• уголки металлические;
• арматура;
• труба диаметром 25 см (можно использовать пустой газовый баллон);
• болгарка;

Процесс изготовления

1. Сооружаем контролер поступления воздуха. Для этого к трубе привариваете большой болт. Далее вырезаете болгаркой круг по диаметру трубы, с краю делаете отверстие так, чтобы болт свободно входил и соединяете крышку и с болтом обычной гайкой. Этот круг в дальнейшем позволит контролировать количество поступающего воздуха и, соответственно, интенсивность горения.

1. На этой же трубе болгаркой вырезаете небольшие горизонтальные просветы - через эти отверстия в топку будет поступать воздух.
2. Из металлического листа вырезаете болгаркой круг диаметром на 0,5-1 см меньше диаметра топки. На круге по центру делаете отверстие, куда вставляете трубу с заглушкой. Привариваете ее 200-300 мм от конца.

1. Готовите корпус котла. Если в качестве основы используется газовый баллон, необходимо снять его верхнюю часть с краном, если цилиндрическая труба Ø 25 см, завариваете герметично ее днище.

1. Изготовление дымохода. В верхней части цилиндра, отступив от края 10 см, вырезаете болгаркой круг Ø 100 мм и привариваете толстостенную трубу.

1. Установка воздухоподающей трубы, для чего в дне топки под трубу вырезаете отверстие и вставляете трубу так, чтобы поддувало выходило за корпус котла. Обязательно располагайте ее ниже дымохода, чтобы обеспечить нормальную циркуляцию воздуха в системе.

1. Изготовление теплорассеивающего экрана. Для этого из листа 10 мм вырезаете круг Ø 20-22 см. Чтобы удобно было пользоваться экраном, к нему можно приварить ручку, для чего подойдет арматура.

1. Изготовление конвекционного кожуха. Из металлического листа делаете цилиндр диаметром на 5-7 см больше диаметра топки. Сваркой скрепляете основу печи и конвекционную камеру. Котел уже практически готов.

1. Изготовление верхней крышки для котла. Если использовался газовый баллон, в качестве такой крышки будет выступать ранее отрезанная часть. Если котел делали из листа, из него же вырезаете круг аналогичного диаметра и для удобства эксплуатации привариваете к нему ручки из арматуры.

Для того, чтобы обеспечить оптимальную циркуляцию воздуха, рекомендуем приварить ножки или опору к днищу котла высотой 25-30 см. В качестве материала могут выступать металлические уголки или швеллер.

Принцип работы подобного котла длительного горения вы можете посмотреть здесь:

Видео 1 Принцип работы котла модели "Слобожанка"

Видео 2 Котел длительного горения

При изготовлении котла имейте в виду, что ответственность за безопасную работу котла несет в большей степени именно корпус. Для его изготовления необходимо использовать жаропрочную толстостенную сталь, толщиной не менее 5 мм. Чем толще будет сталь, тем медленнее будет нагреваться корпус и дольше сохранять тепло.

Как сделать своими руками

Принципиальное отличие пиролизного агрегата от традиционного заключается в наличии 2-х камер сгорания, где в первой сгорает топливо, а во второй - вырабатываемый горючий газ. Между этими камерами монтируется колосниковая решетка, через которую циркулирует воздух.

Принцип движения теплоносителя через такой котел продемонстрирован на рисунке

Для изготовления пиролизного котла понадобятся следующие материалы и инструменты:

• лист 4 мм;
• трубы толщиной 2 мм;
• сварочный аппарат и электроды;
• плифовальные круги;
• болгарка;
• дрель;
• полосы, арматура и уголки.

Чертеж

Как правильно и в какой последовательности собирать пиролизный котле, вы найдете в видео.

Видео 3 Изготовление и испытание твердотопливного котла 15-25 кВт

Твердотопливный котел длительного горения можно сделать своими руками. Для этого вам понадобятся чертежи, материалы, правильные расчеты и терпение. В итоге вы получите энергоэффективную и недорогую в обслуживании систему отопления, которая безотказно будет работать не одно десятилетие.

Самодельные твердотопливные котлы являются недорогими источниками тепла там, где до сих пор отсутствуют газовые магистрали. Сжигая в своих топках дрова, они выделяют большое количество тепловой энергии, расходующейся на обогрев жилых помещений. Но они требуют постоянного внимания пользователей, что связано с быстрым сгоранием топлива. Давайте посмотрим, как собираются котлы длительного горения на дровах своими руками с загрузкой на 24 часа, не требующие частой загрузки горючего.

В этом обзоре мы рассмотрим:

• Основные особенности дровяных котлов;
• Принципы реализации длительного горения;
• Разновидности котлов длительного горения, работающих на дровах;
• Инструкции по самостоятельной сборке.

После прочтения данного обзора вы сможете принять решение, какой котел можно собрать своими руками.

Отопление дровами – плюсы и минусы

Самодельные дровяные котлы активно используются для обогрева жилых помещений – это небольшие дачные домики и крупные частные домовладения, расположенные в местах, далеких от газовых магистралей. В качестве топлива для них используются дрова или каменный уголь. Угольные агрегаты отличаются высоким тепловыделением, но достать это топливо получается далеко не всегда. Поэтому люди отдают предпочтение дровяным моделям.

Давайте рассмотрим основные достоинства самодельных котлов на дровах:

• Не нужно разрешение на установку и эксплуатацию – мы вправе самостоятельно распоряжаться данным оборудованием;
• Дешевизна в эксплуатации – по сравнению с электрическим отоплением, обогрев дровами более дешев. А если обрести источник бесплатных поленьев, то останется потратиться только на сборку отопительного котла;
• Независимость от электросетей – это относится к самым простым агрегатам, в составе которых отсутствуют электрические узлы;
• Возможность реализации длительного горения – оно позволит снизить количество подходов для закладки все новых порций горючего;
• Дешевизна в сборке – самодельный котел на дровах для частного дома будет стоить дешевле, чем его заводской аналог.

Есть и некоторые недостатки:

Только постоянная чистка котла и его систематический плановый ремонт смогут обеспечить стабильную и эффективную работу агрегата на всем протяжении его эксплуатации.

• Самодельные дровяные котлы для отопления дома могут не выйти на максимальный КПД – сказываются ошибки кустарной сборки;
• Котлы на твердом топливе на угле и дровах требуют регулярной очистки – то есть, мы можем избавиться от необходимости частой закладки горючего, но с проблемой очистки справиться невозможно. Поэтому нам придется регулярно очищать оборудование от сажи и золы;
• Сложность самостоятельного монтажа – самодельные котлы длительного горения на дровах, с водяным контуром, могут показаться сложными в изготовлении. И чем меньше опыта работы с инструментами, тем более сложной покажется задача.

Кроме того, самодельные котлы длительного горения не отличаются нормальными внешними данными, хотя здесь все зависит от мастерства сборщика.

Помимо сажи и угольков, в котлах длительного горения может образовываться конденсат – он образуется в результате использования сырых дров.

Способы реализации длительного горения

Основная проблема, преследующая пользователей котлов на дровах, заключается в отсутствии длительного горения. Нам приходится регулярно подбрасывать в их топки все новые порции дров. И если днем с этим еще можно как-то смириться, то ночью проблема обостряется – если не уделить оборудованию должного внимания, то топливо потухнет. Уже через час после затухания температура в комнатах начнет падать.

Данную проблему можно решить довольно интересным способом – встроить в котел на дровах электрический нагреватель (ТЭН). Длительного горения мы здесь не получим, но ТЭН сможет поддерживать в контуре определенную температуру, обеспечивая пользователей теплом. Правда, такой подход чреват большим расходом электроэнергии – за месяц может «нагореть» до нескольких тысяч рублей, в зависимости от площади домовладения и мощности самого ТЭНа.

Твердотопливные котлы длительного горения, работающие на дровах и угле, полностью решают проблему с частой загрузкой горючего. Некоторые из них могут гореть до нескольких дней, обеспечивая потребителей теплом. Длительное горение реализуется несколькими способами:

• Увеличением объема камеры сгорания в несколько раз;
• Применением схемы пиролизного горения;
• Путем частичной автоматизации подачи топлива.

Давайте посмотрим, что нам даст применение тех или иных методик.

Увеличение камеры сгорания

Правильно рассчитав размер камеры сгорания и дверцы для подачи дров, Вы не только повысите эффективность котла, но и существенно облегчите себе жизнь при его эксплуатации.

Самый простой способ реализовать длительное горение в котле на дровах – увеличить объем его камеры сгорания. Предположим, что нам необходимо обогреть домовладение площадью 100 кв. м. Для этого нам потребуется 2,3 дров в час (средняя теплотворность древесины составляет около 4,3 кВтч/кг. Следовательно, для того чтобы добиться длительного горения на протяжении 12 часов, нам потребуется камера сгорания, вмещающая 28 кг дров. При средней плотности древесины в 1,73 кг/дм³, ориентировочный объем камеры составит 16,18 литра.

Так как нас интересует загрузка на 24 часа, то объем камеры сгорания составит 32,26 литра. Но нужно учесть, что дрова – это далеко не вода. Они не занимают все пространство целиком, поэтому смело умножаем полученное значение на два – итого получится около 65 литров. Также необходимо оставить запас на нормальное горение, чтобы было где разбушеваться пламени, хотя здесь все зависит от устройства котла.

Вычисляя размеры камеры сгорания, ориентируйтесь на длину поленьев – это поможет создать удобную для загрузки топку.

Становится очевидным, что для реализации сверхдлительного горения необходимо создать очень большую камеру сгорания. А для того чтобы еще больше увеличить эффективность и длительность сгорания одной порции топлива, следует использовать определенные сорта древесины – мы рекомендуем сделать выбор в пользу березы и дуба. Несмотря на то что теплотворная способность у них меньше, чем у той же сосны, эти сорта дерева более плотные. Да и сгорают они при более высокой температуре (почти +900 градусов).

Пиролизное горение

Пиролизные котлы длительного горения позволяют увеличить эффективность сжигания дров. Вот их принцип работы:

• Топливо сгорает в основной камере сгорания с минимальным количеством кислорода;
• Выделяющиеся в результате такого горения продукты пиролиза поступают в камере дожигания;
• В камере сгорания происходит сгорание пиролизных газов с выделением большого количества тепла.

Мощный вентилятор и блок управления освободят Вас от необходимости постоянно регулировать процесс горения, да к тому же позволят котлу работать с куда большим КПД.

Главным достоинством пиролиза является возможность реализации длительного горения за счет регулировки интенсивности пиролизной реакции. Для этого в системе устанавливается дутьевой вентилятор. Когда он включается, в камере дожигания образуется факел высокотемпературного пламени, начинается прогрев теплоносителя . Как только автоматика зарегистрирует достижение заданной температуры, дутьевой вентилятор остановится – котел медленного горения приостановит свою работу, минимизируя затраты на топливо.

Реализация пиролизной схемы горения в котлах на дровах довольно сложная, зато она позволяет достигнуть длительного горения и автоматической регулировки температуры в контуре. Если хочется обойтись без автоматики, то интенсивность придется регулировать вручную, с помощью шиберных заслонок и поддувала.

Автоматизация подачи топлива

Подобный принцип реализации длительного горения реализован в котлах, работающих не на дровах, а на пеллетах. Горючее в них подается с помощью шнека и сжигается в горелке особой конструкции. Подключив бункер гигантских размеров, можно не подходить к оборудованию на протяжении нескольких дней. Если хочется котел с длительным горением до 7 суток, следует обратить свое внимание на пеллетники.

В домашних условиях мы можем реализовать следующую схему – приобрести горелку с автоматической подачей пеллет, подключив к ней объемный бункер. Но у нас стоит задача создать котел длительного горения на дровах. Поэтому мы рассмотрим две схемы частичной автоматизации подачи дров – нижнего и верхнего горения.

Котел нижнего горения обеспечивает длительное сгорание горючего. Пламя образуется в самом низу дровяной кладки, вырываясь в отдельную камеру. По мере сгорания дрова проваливаются вниз, автоматически подаваясь в зону горения. Именно так работают агрегаты шахтного типа. А вот в котлах верхнего горения пламя горит на поверхности дровяной кладки – такая схема реализуется в польских котельных установка Стропува и в самосборных печах-котлах Бубафоня.

Основные разновидности самодельных котлов

Если вы собираетесь сделать котел долгого горения своими руками, то вам обязательно пригодится информация из нашего обзора. В последующих разделах мы расскажем, как самому сделать отопительный агрегат той или иной конструкции, дадим несколько наиболее легких схем, опубликуем информацию о наиболее распространенных котлах длительного горения. Давайте пока уделим внимание последнему вопросу.

Пришла пора рассмотреть самые актуальные варианты котлов длительного горения, которые мы сможем собрать своими руками в домашних условиях. Все они будут питаться дровами. Что касается угля, то достать его сложнее, а еще он приводит к возникновению больших температурных нагрузок на отопительные агрегаты. В следующих разделах мы дадим чертежи твердотопливных котлов длительного горения и дадим объяснительную информацию.

Мы можем изготовить самый простой шахтный котел своими руками. Он реализован по схеме с нижним горением. Основой агрегата является вместительная загрузочная камера, которую часто называют шахтой. Обладая вертикальной конструкцией, она позволяет вместить большое количество дров. По мере горения они проваливаются вниз, а продукты сгорания отправляются через колосниковую решетку в зольник.

Если мы взглянем на схему шахтной печи (котла), то мы обнаружим, что пламя у нас бушует вовсе не в шахте, а в соседней камере, откуда получаемое тепло поступает в жаротрубный теплообменник. А остатки тепловой энергии направляются в дымоход. Горение здесь длительное и определяется объемом шахты – загрузив сюда большое количество дров, можно смело отправляться спать.

Пиролизный котел

Давайте посмотрим, как устроен пиролизный котел и как сделать этот агрегат своими руками. Проще всего объяснить принцип работы этого агрегата на примере буржуйки. Здесь мы видим объемную камеру сгорания, которая реализует длительное горение. Получившиеся продукты сгорания отправляются в камеру дожигания, в которую подается вторичный воздух. В результате этого образуется большое количество тепла. Нам остается только дооснастить буржуйку жаротрубным теплообменником.

Существуют десятки чертежей котлов длительного горения на дровах, построенных на пиролизном принципе работы. Они отличаются расположением камер сгорания и дожигания, наличием и отсутствием дутьевых вентиляторов и автоматики, а также способами регулировки интенсивности процесса сжигания дровяного топлива. Но в целом их принцип работы одинаков.

Печи-котлы Бубафоня

Бубафоня представляет собой печь, а ее модификация – это водогрейный дровяной котел с подачей воздуха сверху, через прижимной поршень. Мы уже не раз писали о таких печах в наших обзорах, теперь настало время поговорить об агрегатах с отопительным контуром. Для реализации контура мы можем задействовать три схемы:

• Установить теплообменник на дымовую трубу – самый простой вариант;
• Соорудить вокруг корпуса котла сплошную водяную рубашку;
• Обварить корпус агрегата трубами, по которым будет циркулировать теплоноситель.

Какую схему выбрать – решать вам. Кстати, котлы Бубафоня, за счет вместительных камер, помогут реализовать длительное горение продолжительностью до 24 часов и даже больше.

Котлы длительного горения Бубафоня работают на дровах, в них реализована схема верхнего горения.

Котлы-печи Булерьян

Изначально Булерьяны были (и есть) печами конвекционного типа. Они оснащаются мощными конвекторами, позволяющими буквально за 20-25 минут прогреть помещение большого размера. Появившись изначально в Канаде, эти печи добрались и до России, которая тоже может похвастаться суровым климатом (действительно для некоторых регионов). Умельцы превратили печи в котлы, немного поработав над конструкцией конвекторов – теперь по ним циркулирует не воздух, а теплоноситель.

Правда, котлы Булерьяны не могут похвастаться длительным горением, так как отличаются не самыми большими камерами сгорания. Некоторые из них обладают свойством гореть до 10-12 часов, некоторые – чуть дольше. Но рассчитывать на 24 часа все-таки не приходится. Зато они отличаются высокой эффективностью и способностью максимально быстро отдавать тепло в отопительные системы.

Краткие инструкции по изготовлению котлов

Если вы хотите изготовить котел твердотопливный длительного горения своими руками, то чертежи станут для вас точкой отправки – подберите вариант, который окажется вам под силу и приступайте к действию. В этом разделе мы рассмотрим несколько чертежей и дадим краткие инструкции по сборке.

Самостоятельная сборка шахтного котла

Итак, перед вами самый простой чертеж котла длительного горения на дровах шахтного типа. Если у вас есть опыт разбора чертежных схем, вы без труда сможете собрать данный отопительный агрегат. Кстати, он собирается не только из металла, но и из кирпича – для того чтобы обеспечить стойкость агрегата к большим температурам, вам потребуется шамотный кирпич. Конструкционно шахтный котел длительного горения состоит из следующих частей:

• Камер закладки горючего – сюда загружаются дрова. В верхней части располагается загрузочная дверца;
• Колосниковая решетка – отделяет загрузочную камеру от зольника. Именно на решетке располагается очаг пламени;
• Камера с жаротрубным теплообменником – сюда вырывается пламя, передающее тепло в систему отопления;
• Дымоход – через него удаляются продукты сгорания.

Существуют десятки чертежей шахтных котлов длительного горения, мы же остановили свой выбор именно на этом.

Помните, что создав внушительную загрузочную камеру, вы обеспечите длительное горение дров в вашем котле.

Собираем пиролизный котел

Сборка пиролизного котла длительного горения начинается с выбора подходящего чертежа. Все дело в том, что здесь разнообразие схем еще больше. Некоторые чертежи повторяют успешные заводские модели, а некоторые являются кустарными. За основу лучше всего взять схему с водяной рубашкой. В этом случае камеры сгорания и дожигания располагаются внутри самого агрегата, омываясь водой почти со всех сторон. Такая схема обеспечивает максимальный отбор тепла и безопасность пользователей.

Пиролизный котел длительного горения оснащается большой камерой сгорания, в которой тлеют дрова. Выделяющиеся продукты пиролиза отправляются вверх – в камеру дожигания (на рисунке выше). Образовавшийся дым и твердые частицы отправляются в дымоход. Традиционного жаротрубного теплообменник здесь нет, но встречаются схемы, где присутствуют как теплообменники, так и рубашки.

Одна из самый эффективных схем пиролизного котла, из тех что доступны в изготовлении самостоятельно.

Отдельные схемы предусматривают создание контура подготовки горячей воды – в этом случается оборудование получится сложным, но более функциональным. Подробную инструкцию по сборке пиролизного котла вы найдете в наших обзорах.

Собираем котел Бубафоня

Котел длительного горения Бубафоня представляет собой самый простой отопительный агрегат. Он проще своих пиролизных собратьев, благодаря чему пользуется определенным спросом. Бубафоня может быть собрана из любой подходящей емкости – например, из старого газового баллона или бочки подходящего объема. Также для этого приспосабливают стальные листы, собирая более надежные и долговечные агрегаты.

В качестве основы можно взять схему с теплообменником, надетым на дымоходную трубу. Но лучше всего сделать водяную рубашку или обварить корпус трубами (в этом случае корпус должен быть достаточно толстым, до 4-5 мм) – такая схема улучшит отбор тепловой энергии. Для небольшого дома или дачи Бубафоня станет оптимальным вариантом, но нужно помнить, что сам котел должен быть установлен в нежилом помещении. Все дело в том, что его растопка осуществляется открытым способом, и дым пойдет в помещении.

Конструкционно котел длительного горения на основе печи Бубафоня состоит из следующих узлов:

• Корпус – он же является камерой сгорания, он же образует загрузочную камеру;
• Прижимной поршень – он обеспечивает подачу воздуха и немного придавливает дрова;
• Дымоход – отводит продукты сгорания.

Дровами забивается почти весь внутренний объем. Например, если создать камеру сгорания объемом 200 литров, то поленьев хватит на 2-3 дня работы, а не только на 24 часа.

Подробные инструкции по сборке Бубафони с чертежами вы сможете найти в обзорах, опубликованных на нашем сайте.

Котел Булерьян

Основой котла длительного горения является внушительная камера сгорания, образуемая хитрым переплетением сваренных между собой изогнутых металлических труб. Эти трубы изначально являлись конвекторами одноименных печей, но в нашем случае они будут играть роль мощного водяного теплообменника. Передача тепла здесь действительно очень хорошая, так как трубы непосредственно контактируют с пламенем и горящими дровами.

Для сборки Булерьяна необходимо подготовить листовое железо и трубы диаметром не менее 60 мм. Они сгибаются трубогибом, после чего свариваются между собой, образуя основу будущего котла длительного горения. Следующая стадия – герметизация камеры сгорания, установка дверок и установка дымохода. Особое внимание уделяется конвекционным трубам – они свариваются снизу и сверху воедино, образуя большой водяной теплообменник.

Готовая конструкция устанавливается на негорючем основании и подключается к выведенному на крышу дымоходу. Обратите внимание, что для корректной работы данных котлов длительного горения необходимы дымоходы высотой не менее 5 метров. Также желательно организовать сборник конденсата – его здесь образуется много.

Собранный по такой схеме котел порадует легкостью розжига и максимально быстрым прогревом всей отопительной системы.

Пошаговую инструкцию по сборке печи длительного горения Булерьян вы найдете в наших обзорах. Вам останется только доработать систему подачи конвекторов под работу с теплоносителем.

Видео

Из всей отопительной техники, которую используют сегодня в быту, наиболее давно известны твердотопливные котлы. Благодаря простоте конструкции и принципа работы, доступности топлива агрегаты этого типа получили широкое распространение. Сегодня для многих жителей частных домов в сельской местности подобная техника стала своеобразной «палочкой-выручалочкой». Постоянно растущая цена бытового газа, сложности с получением разрешений на установку газового автономного отопителя способствуют тому, что твердотопливный котел сегодня, как минимум, не утратил своей востребованности у населения, проживающего недалеко от лесных массивов — источником дров.

Твёрдотопливные котлы отопления: слева — смонтированный и действующий, справа — без подключения к контуру, на стадии монтажа.

На сегодняшний день существует два варианта решить проблему автономного отопления на твердом топливе: купить готовое заводское изделие или изготовить твердотопливный котел своими руками. Стоимость современного высокотехнологичного отопительного агрегата достаточно высока, но диапазон цен широк — от 3-х до нескольких десятков тысяч рублей, что делает прибор доступным широкому кругу потребителей.

При наличии определенной технической подготовки твердотопливный котел можно собрать и самостоятельно, используя и рекомендации по изготовлению моделей этих устройств, наиболее популярных при монтировании своими руками.

Концепция твердотопливного котла

Самодельный автономный котел, работающий на твердом топливе – это, по большому счёту, обычная печь, установленная в бочке с водой. Основная задача такого устройства — нагреть за счет тепла от сгорания дров или угля котельную воду, которая будет подаваться в радиаторы домашнего отопления.

Но такое устройство, заманчивое к самостоятельному изготовлению в связи с примитивностью, будет не эффективным в плане обогрева и не рентабельным из-за высокого расхода топлива — простейшие конструкции котлов имеют КПД всего в 10-15%.

Примитивный водяной котёл на твёрдом топливе с экономайзером дымовой трубы

Важно! Работа отопительного котла на твёрдом топливе зависит от качества тяги и, соответственно, приточной вентиляции. Даже качественно изготовленный котел не сможет обеспечить эффективный обогрев помещения, если вентиляция не устроена соответствующим образом.

Самодельные котлы собирают не только из металла, но и монтируют из кирпича. Кирпичные устройства сооружают обычно в загородных домах, где к эстетике устанавливаемого оборудования предъявляются более высокие требования, чем в помещениях хозяйственного или технического назначения.

Котлы из металла являются наиболее простыми устройствами, изготовление которых допускает использование подручных материалов и возможно с помощью доступных инструментов. Но из этого не следует, что их производство и монтаж можно выполнить без, как минимум, эскизов заготовок и узлов, а также чётко разработанной технологии — последовательности, способов выполнения отдельных этапов подготовительных и основных работ.

Выбираем конструкцию обогревательного котла

Печи для обогрева и твердотопливные котлы при сходстве процессов горения различаются по функциональности. Отопительный котёл, в отличие от печи, должен не только обогревать помещение по месту установки, сжигая дрова или уголь, но и снабжать отопительный контур нагретым теплоносителем. Но для выполнения второй задачи мало разместить в печи теплообменник (участок отопительного контура) — необходимо также обеспечить непрерывность горения топлива и равномерность циркуляции теплоносителя через этот змеевик.

Трубный теплообменник твёрдотопливного котла из огнеупорного кирпича

Какую конструкцию котла выбрать, чтобы было легче его изготовить своими руками, с какими сложностями придётся столкнуться в процессе работы? На эти вопросы можно получить ответ еще на стадии проектирования. Чертежи самодельных твердотопливных котлов дают достаточное представление о том, как выглядит та или иная конструкция, и на что следует обратить внимание в процессе изготовления.

Пример схематичного изображения твёрдотопливного котла снаружи: виды спереди, сбоку и сзади.

Каждая разновидность котельного оборудования, работающего на твердом топливе, имеет свои особенности конструкции и нюансы изготовления. Планируя самостоятельную сборку отопительного агрегата, необходимо решить, какой конструкции отдать предпочтение — с нижним или верхним (шахтным) способом горения.

Агрегаты с нижним горением — это оборудование, в котором дверка для загрузки дров расположена в верхней части камеры сгорания, но сгорание топлива происходит снизу, в результате чего верхние слои закладки под собственным весом перемещаются вниз, а дожигание дыма происходит в верхней части. В зависимости от модели, движение воздуха через топку происходит снизу вверх принудительно (вентилятор) или же естественным путём (тяга), что обуславливает независимость от электросети, но пониженную эффективность и меньший объём загружаемого топлива.

Схематичное изображение в разрезе твёрдотопливного котла с нижним горением топлива

В твёрдотопливных котлах шахтной конструкции загрузка дров производится через дверку, которая расположена в верхней части камеры сгорания. Такие агрегаты оборудуются принудительной тягой, которая направлена сверху вниз — гонит дым в нижнюю часть топки, где он в смеси с воздухом сгорает, а по пути подогревает и дополнительно просушивает топливо нижних ярусов.

Схема работы твёрдотопливного отопительного котла с верхним способом горения топлива

К самостоятельному изготовлению больше подходит агрегат с нижним способом горения, так при его сборке можно обойтись без вентилятора для принудительной тяги.

Твёрдотопливный стальной котёл нижнего горения без отделки

Важно! Чем сложнее конструкция оборудования, тем выше технологические требования к качеству исполнения её составляющих, которые не должны иметь отклонений от расчётных параметров. Не менее ответственен и процесс сборки такого агрегата.

По способу горения котлы на твердом топливе могут быть рассчитаны на обычный режим или же работать с выходом на пиролиз — процесс разложения твёрдого топлива на две составляющие и с последующим раздельным их сжиганием. Отдавая предпочтение второму, более сложному, варианту, придется учитывать необходимость установки второй камеры сгорания, что увеличит габариты отопителя и, соответственно, потребует большего количество материалов.

Выбор типа отопительной техники во многом определяется видом твердого топлива, которым будет снабжаться нагревательный прибор. Если у вас под рукой в большом количестве дрова, лучше будет, если сделанный вами котел будет рассчитан на топку дровами. При большей доступности каменного угля подойдет другая модель. Длительность горения закладки, качество обогрева определяются типом твердотопливного котла, его мощностью и ю конструкции.

На заметку: температура горения угля значительно выше, чем у дров, поэтому , теплообменник и корпус котла под уголь изготавливаются из стали большей толщины. Альтернативой может стать создание корпуса и топочной камеры котла из огнеупорного кирпича.

Если нет возможности создать внешний корпус агрегата из стали необходимой толщины, рациональным решением станет кирпичный твердотопливный котел. Футеровка огнеупорным кирпичом позволит создать просторную, удобную и устойчивую к высоким температурам камеру сгорания.

Сооружение камеры сгорания из огнеупорного кирпича с размещением внутри теплообменника

Выбор котла с конструкцией приемлемой сложности необходимо делать после анализа технического исполнения и объективной оценки своей компетенции и возможностей. При наличии сомнений, чтобы исключить вероятность неоправданной порчи материала, лучше отдать предпочтение агрегату простой, понятной по чертежам конструкции — даже такой твёрдотопливный котёл способен обеспечить дом теплом в холодное время года.

Основные требования к конструкции самодельного отопителя

В классическом виде нагревательный агрегат, от которого будет работать домашнее отопление, состоит из следующих элементов:

• топочная камера (бункер) для сжигания дров, угля, топливных брикетов;
• колосники, через которые осуществляется подача в камеру сгорания воздушной массы;
• теплообменник трубчатого типа или накопительная емкость для котловой воды;
• дымовая труба для вывода наружу продуктов горения топлива;

Важное требование, которое придется учитывать ещё на стадии проектировании котла, это размеры топочной камеры. Топка автономного твердотопливного котла должна быть просторной, вместительной. Конструкция камеры сгорания рассчитывается таким образом, чтобы помещенное в нее топливо сгорало полностью без дополнительного перемешивания. Кирпичные котлы в этом плане предпочтительнее, так как кирпич имеет меньшую теплопроводность, что обеспечивает в керамической топке более высокую температуру горения, чем в металлическом агрегате.

Топочная камера должна быть устроена таким образом, чтобы максимально концентрировать тепловую энергию на нагреве теплообменника.

Топка из стали котла на твёрдом топливе

Следующим, не менее важным аспектом при конструировании нагревательного оборудования, является теплообменник твердотопливного котла. От конструкции этого элемента, качества материала и исполнения зависит КПД котельного оборудования. Название теплообменника определяется материалом его изготовления — чугунный или стальной. Теплообменные змеевики этих агрегатов — трубчатые конструкции с вертикальным или горизонтальным расположением труб в обиходе часто называют водяными рубашками.

Чугунные теплообменники рассматривать не будем, так как это литая конструкция, изготовление которой в домашних условиях невозможно. Однако можно использовать готовые узлы из чугуна, снятые со старых агрегатов, демонтированных в силу каких-то причин. Такая замена распространена, когда выполняется модернизация твердотопливного котла или его ремонт.

Для изготовления стального теплообменника используют толстостенные трубы. Нужную конфигурацию трубе придают её гибкой под нагревом либо использованием отводов или полуотводов соответствующего диаметра, соединяемых с фрагментами змеевика электросваркой.

Схема установки змеевика для твердотопливного агрегата традиционного типа даст полное представление о том, как должен выглядеть теплообменник и в каком положении лучше его установить.

Эскиз одного из вариантов расположения трубного теплообменника в корпусе: виды сбоку

Поэтапное изготовление котла на твердом топливе. Тонкости и нюансы

Самый экономичный самодельный твердотопливный котел сделать вам не удастся, однако создать вполне пригодный для обогрева и горячего водоснабжения отопительный аппарат можно. Дело в том, что сборка промышленных изделий выполняется на высокоточном промышленном оборудовании из специально подобранных материалов с соблюдением технологических параметров. В основе каждой заводской модели котла лежат точные тепловые расчеты. Возможности работы в домашних условия несоизмеримо скромнее производственных, поэтому при выборе модели, подлежащей изготовлению, надо исходить из существующих реалий, в том числе, своего личного потенциала как монтажника.

Инструментарий и материалы

Имея чертеж и спецификацию обогревательного агрегата, можно определиться с перечнем необходимого инструмента. Хотите ли вы сделать большой котел или планируете собрать маленький отопительный прибор для дачи на твердом топливе своими руками, список приспособлений будет приблизительно одинаков.

Комплект инструмента для самостоятельного изготовления твёрдотопливного обогревательного агрегата

Для работы потребуется следующий инструмент и приспособления:

• сварочный аппарат;
• малая болгарка с отрезным и шлифовочным дисками (защитные очки);
• электродрель со свёрлами по металлу;
• газовые ключи №№1,2;
• молоток;
• набор рожковых или накидных ключей и отвёрток;
• пассатижи;
• угольник на 90 град.

Основной материал при изготовлении — сталь, толщина которой для котла должна быть не меньше 5 мм, для колосников — от 7 мм.

Кроме того, понадобятся:

• стальной уголок 50х50 — для каркаса котла;
• листовая нержавеющая сталь — при наличии в конструкции накопительной ёмкости;
• стальные толстостенные трубы диаметром 32- 50 мм — для изготовления теплообменника-змеевика.

Полный перечень материалов и их расход составляется предварительно на основании технических чертежей.

Изготовление корпуса и теплообменника

Корпус котла, зачастую выполняющий и роль топочной камеры, является основой всей конструкции. Для снижения деформаций стенок под воздействием высокой температуры, ограждающие конструкции топки изготавливаются двухслойными с засыпкой между слоями сухого просеянного песка, играющего роль фиксатора геометрии. Наружные и внутренние оболочки топки выполняются каркасными, что также повышает жёсткость конструкции. Кроме того, для увеличения прочности стенки камеры сгорания снаружи можно обшить стальным уголком или профилем в виде рёбер жёсткости.

Изготовление корпуса твёрдотопливного котла сваркой заготовок из листовой стали

На передней стенке болгаркой или газовым резаком согласно чертежа вырезаются два проёма — для дверцы бункера и подзольника.

Совет! Перед резкой листовой стали необходимо мелком произвести разметку будущих проёмов с выполнением отверстий малого диаметра (3-4 мм) по углам.отверстий — это позволит выполнить резку с большей точностью.

После окончания резки заготовок из листовой стали и профиля для корпуса можно приступать к созданию теплообменника. Используем нарезанные водопроводные трубы, которые путем сварки соединяются в единый герметичный контур. Главная задача — создать герметичный проточный фрагмент максимальной протяжённости для увеличения площади нагрева трубы.

Как сделать теплообменник, правильно расположить трубы и выполнить сварку, рассказывает предлагаемое вашему вниманию видео.

Сборка

По готовности всех элементов конструкции приступают к сборке, которую лучше выполнять по месту монтажа агрегата — иногда габариты и вес готового устройства не позволяют переместить его со сборочной площадки на место окончательного размещения.

Чаще всего установка котла производится на специально сооружённый бетонный фундамент с креплением агрегата сваркой к закладным деталям — анкерам. Монтаж начинают с установки каркаса, после чего выполняют его оборудование комплектующими и листами обшивки. Все сварные соединения выполняются с устройством фасок и обработкой сварных швов — удаление шлака и шлифовка.

На заметку: После сборки корпуса выполняют тщательную визуальную проверку его герметичности, по результатам которой производится дополнительная проварка швов.

В готовый корпус устанавливаются колосники (стальная решетка) и теплообменник, который сваркой подключают к контуру отопления Во время монтажа змеевика важно выполнить проектный угол его наклона, иначе будут созданы препятствия естественной циркуляции теплоносителя в контуре.

Корпус твёрдотопливного котла на стадии устройства наружных рёбер жёсткости

Важно! Изготовление накопительной ёмкости из нержавеющей стали с врезкой её в контур лучше доверить профессионалам, так как работа с этим материалом требует специального оборудования и практических навыков.

По окончании сборки котёл для защиты от коррозии окрашивается двумя слоями жаростойкой краски с предварительной подготовкой поверхности.

Термостойкая краска Ecoterra для покрытия поверхностей, работающих в условиях высоких температур

Изготовленный самостоятельно обогревательный котёл отличается долговечностью и простотой ухода, которая заключается в периодической очистке от золы топки и уходе за дымоходом.

Заключение

После окончания сборки и комплектации агрегата всеми необходимыми элементами выполняют его опрессовку водой под давлением, по результатам которой производят устранение дефектов, а затем — комплекс пусконаладочных работ. Не стоит пренебрегать и установкой регулятора тяги, который облегчит эксплуатацию твёрдотопливного котла в различных погодных условиях.