Твердотопливные котлы своими руками

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

Делаем твердотопливный котел своими руками

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 схемы и рекомендации по изготовлению моделей этих устройств, наиболее популярных при монтировании своими руками.

Каков реальный КПД твердотопливных котлов

Производители отопительного оборудования, в частности твердотопливных котлов, предлагают большой ассортимент продукции с различными характеристиками.

Исходя из конструкции котла на твердом топливе, все изделия можно разделить на такие группы:

  • традиционные отопительные агрегаты;
  • дровяные котлы с пиролизным типом горения (газогенераторные);
  • длительного горения;
  • пеллетные.

Традиционный котел на твердом топливе, самодельный в том числе, по внешнему виду напоминает печь или буржуйку с самыми необходимыми элементами – топочной камерой, дверцей, зольником и дымоходом. С помощью зольника можно регулировать тягу, открывая и закрывая заслонку. Такие конструкции считаются достаточно надежными, поскольку в них нет никаких технологичных элементов, например термодатчиков или градусников, автоматического блока управления или электроники. В данном случае основным элементом конструкции твердотопливного котла является теплообменник, передающий тепловую энергию теплоносителю. Теплообменник бывает трубчатым или изготавливается в виде емкости из сплошных стальных листов.

Читайте также:
Французские шторы и их завораживающие силуэты

схема твердотопливного котла своими руками

Есть, однако, и более сложные устройства, которые тоже можно отнести к традиционным. Они оснащены перегородками и дроссельными заслонками, чтобы тягу было удобнее регулировать, а горячий воздух проходил большее расстояние до момента выхода в дымовую трубу. Такие перегородки существенно увеличивают КПД котла, поскольку больше тепловой энергии передается теплоносителю, а не просто «вылетает в трубу». Нужно понимать, что КПД котла это очень важный показатель.

Для подобных котлов можно использовать практически любое топливо – дрова, уголь, пеллеты и даже мусор. Главное, чтобы оно было как можно суше. С точки зрения производительности котлы простых конструкций едва ли могут претендовать на 50 % КПД, а в большинстве случаев он составляет всего лишь 15-20 %. Проблема заключается в том, что топливо слишком быстро сгорает, не успевая передать всю тепловую энергию воде в теплообменнике. В результате, большее количество тепла просто выводится в дымоход или его избыток заставляет теплоноситель закипать. Например, дрова нужно добавлять в топку каждый час, а угля хватит на 2-4 часа, но все равно он сгорает с избытком энергии и большими теплопотерями.

Более экономными и производительными являются современные котлы с перегородками и дроссельными заслонками. В них температуру сгорания топлива можно регулировать, а одной загрузки топлива хватает на 8-12 часов. Поэтому КПД таких установок нередко достигает 80 %.

Основы проектирования

Для того чтобы сделать правильный – безопасный, эффективный и удобный в эксплуатации – твердотопливный котёл, необходимо понимать физику процесса его работы и работы системы отопления в целом.

Принцип действия отопительного котла на твёрдом топливе:

  • топливо загружается в камеру сгорания;
  • нагретые в процессе сгорания топлива воздух и другие газы поднимаются вверх и отводятся через дымоход;
  • по пути к дымоходу горячий воздух нагревает теплообменник, который в с вою очередь нагревает тепловой агент (в большинстве бытовых систем отопления – воду);
  • нагретый тепловой агент вытесняет холодный, проходя всю систему отопления и возвращаясь после остывания назад в теплообменник.

Всё дело в свойстве любой нагреваемой среды подниматься выше холодной — это один из основополагающих законов термодинамики.

Принцип работы водяной отопительной системы

Принцип работы водяной отопительной системы

Читайте также:
Согнуть профильную трубу

Для реализации этого принципа помимо корпуса, выполненного из толстой (не менее 4-5 мм) жаропрочной стали, в конструкцию твердотопливного котла включаются следующие элементы:

Её объем определяется сложной формулой, которую, впрочем, довольно легко отыскать в интернете, равно как и готовое решение – объем камеры сгорания по отношению к номинальной мощности котла или максимальной площади отопления.

Расположение топки твердотопливного котла

Расположение топки твердотопливного котла

На практике размеры топки зависят не только от параметров котла и свойств топлива, а также особенностей самой отопительной системы – схематической, функциональной сложности, сезонности работы, пиков потребностей в горячем водоснабжении и пр.

  1. Камера отвода горячих газов

Этот узел является продолжением камеры сгорания и выполняет функцию выходного коллектора для вывода продуктов горения.

Система отвода нагретых газов

Система отвода нагретых газов

  1. Внутренняя система подачи и отвода теплоносителя

Речь идёт о теплообменнике (теплообменном регистре), а также его основных патрубках – входном и выходном, который служит для приёма остывшего теплового агента, его нагрева и отвода в систему отопления.

Циркуляция теплоносителя в системе твердотопливного котла

Циркуляция теплоносителя в системе твердотопливного котла

Пиролизные котлы

Если не удается найти готовый блок подачи гранул, то вместо пеллетной топки можно построить самодельный котел, сжигающий газы пиролиза твердого топлива. Устройство такого агрегата проще, чем у пеллетного. По сути, аппарат состоит из двух камер – бункера для топливного материала и камеры сжигания пиролизных газов.

В качестве топливного материала используют просушенные дрова (влажность не более 40%). Обычно одной закладки твердого топлива хватает для работы котла в течение суток.

Пиролизный котел

Преимущество пиролизного котла – экономичность. Если правильно настроить подачу воздуха в блок пиролиза, то можно регулировать тепловую мощность от минимума в 30% до 100-110% расчетной теплоотдачи.

Возможные трудности при изготовлении самодельной пиролизной топки:

  • высокая температура горения, иногда доходит до 1100-1200 оС. Поэтому для топки нужно использовать жаростойкую сталь и шамот;
  • в камере пиролиза образуются горючие газы, содержащие водород, пар, угарный газ и продукты распада смол. Поэтому качество сварочных швов пиролизного блока должно быть очень высоким, не говоря уже о плотном прилегании загрузочного люка;
  • жаростойкая нержавейка плохо сваривается. Поэтому нужны знания, практика, оборудование для сварки легированных сталей.
Читайте также:
ТОП-15 лучших сетевых шуруповертов: рейтинг 2020 года по надежности и какой для дома выбрать из недорогих, характеристики и отзывы

Строить самодельный пиролизный котел имеет смысл хотя бы потому, что это один из наиболее экономичных и экологичных способов сжигания твердого топлива. Отопление частного дома обойдется как минимум на 30% дешевле, чем в случае использования пеллет.

  • Защитные перчатки;
  • Спецодежда;
  • Сварочная маска;
  • Электроды;
  • Сварочный аппарат;
  • Дрель;
  • Сверла по металлу;
  • Рулетка;
  • Материал для изготовления котла ( 2 бочки или — металлический лист (толщина – не менее 5 мм), дверцы, заслонки, решетка, уголки)

Единственный существенный недостаток дровяного котла – низкий КПД. Но простота изготовления и обслуживания – существенные его достоинства, делающий его наиболее популярным.

Выбираем тип изготавливаемого котла

Практически все самодельные котлы отопления на твердом топливе для частного дома, являются просто хорошей копией того оборудования, что выпускается на заводах отечественных и зарубежных производителей. Хотя полностью воссоздать технологический процесс без специального оборудования невозможно, при изготовлении используются схемы и чертежи уже готовых моделей.

При выборе типа котла, обращают внимание на КПД, требования, предъявляемые к качеству топлива и другие характеристики. Все популярные конструкции, делятся на два вида, по особенностям расположения топочной камеры.

Шахтный с вертикальной загрузкой

Такая конструкция, впервые стала использоваться в котлах длительного горения отечественных производителей. В устройстве шахтного оборудования имеются следующие особенности:

схема и размеры шахтного котла

  • Используется принцип нижнего горения. В конструкции предусматриваются две дверцы: топочная и загрузочная.
  • Топливо загружается в вертикальную топочную камеру. Размеры топки рассчитываются таким образом, чтобы поленья свободно опускались вниз, по мере прогорания нижнего слоя.
  • Воздух подается сразу с двух сторон. Первый воздушный поток направляется сверху топочной камеры вниз, второй, распространяется внизу под колосниками и направлен к встроенному дымовому каналу.

Шахтный твердотопливный котел работает по принципу длительного горения, с применением газогенерации или пиролиза. Изготовление модели данного типа трудоемко и требует проведения грамотных теплотехнических расчетов. На выходе, получается котел с КПД около 88%, неприхотливостью к качеству дров (допускается влажность до 42%).

Горизонтальный с боковой загрузкой

Конструкция с боковой загрузкой является классической и чаще всего, именно ее выбирают при самодельном изготовлении твердотопливного котла. По внутреннему устройству, модель напоминает обычную дровяную печь.

Читайте также:
Что такое точка росы и почему в нее нельзя попадать

Самодельный твердотопливный отопительный котел с водяным контуром, использующий боковую загрузку, имеет следующие особенности:

  • Вместительная топочная камера – объем топки рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить работу котла от одной закладки, в течение 4 часов.
  • Топочная камера должна отделяться от зольного ящика, решеткой. В котлах, для сжигания угля, используются металлические или чугунные колосники. Дверка зольного ящика используется для регулировки интенсивности горения. Открытием и закрытием изменяются параметры тяги.
  • Система дымоотведения – в зависимости от используемого принципа горения, изготавливается прямой или ломаный дымоходный канал.

размеры и схема тт котла с горизонтальной топкой

Котлы с боковой загрузкой и горизонтальной топкой, имеют простую конструкцию, наиболее подходящую для самостоятельного производства.

Схема для сборки твердотопливного котла своими руками

Шахтный котел длительного горения своими руками чертежи

Самодельные котлы длительного горения продолжают пользоваться большой популярностью среди жителей частного сектора и дачников, ведь установка этих агрегатов является прекрасным способом экономии денежных средств, если учесть, насколько дорогими в последнее время стали электричество и газ. При желании можно изготовить такой твердотопливный котел своими руками, используя имеющиеся подручные средства и готовые чертежи.

Не стоит думать, что справиться с поставленной задачей сможет только высококвалифицированный специалист, ведь если не выбирать слишком сложные конструкции, к исполнению которых выдвигается ряд высокотехнологических требований, то сделать твердотопливный котел сверхдлительного горения своими руками сумеет даже простой любитель. При этом выбор конструкции самодельного котла будет напрямую зависеть от того, насколько производительным он запланирован, а также в каком именно помещении его собирается устанавливать мастер.

Огромную роль в этом вопросе играет и тип твердого топлива, поэтому хозяин должен заблаговременно обдумать, чем именно он будет топить после завершения всех работ. В основной перечень входят следующие виды топлива:

Детально проанализировав, какое именно топливо будет оптимальным для отопления, можно приступать к выбору соответствующего типа и схемы конструкции отопительного прибора. Для изготовления твердотопливных котлов своими руками в абсолютном большинстве случаев выбираются такие модели:

Устройство твердотопливного котла

  • Классический тип, который прекрасно подходит не только для отопления помещений, но и для нагрева воды с последующим ее распределением по системе водоснабжения. Отличительная характеристика такой конструкции заключается в использовании теплообменника, выполненного из стали или чугуна, и в крайне высоком уровне коэффициента полезного действия, достигающего 85 процентов.
  • Пиролизный тип, характеризующийся высокой производительностью и экономичностью в применении за счет отделения продуктов горения от продуцируемых ими летучих газов, что отражается и на конструкции, делая ее в конечном результате более сложной.
  • Пеллетный тип, который является наиболее эффективным (КПД устройства составляет не менее 90 процентов) и, как следствие, самым сложным в конструировании и изготовлении, поэтому начинающим мастерам-любителям за него лучше не браться.
  • Котел длительного и сверхдлительного горения выполняется таким образом, чтобы в итоге могла обеспечиваться фактически беспрерывная его работа с дозагрузкой топлива не чаще одного раза в течение нескольких дней.
Читайте также:
Современный дизайн прихожей +100 фото интерьера

Построение чертежа твердотопливного котла и сооружение по нему самодельной конструкции не представляет собой ничего сложного, если понимать его принцип работы. Базируется он на таких элементарных понятиях:

Особенности изготовления твердотопливного котла

  • В камеру сгорания помещается топливо, а чем она объемнее, тем большее количество сырья понадобится для отопления, правда, и эффект от ее использования окажется более продолжительным.
  • В процессе горения заложенные продукты будут выделять летучие газы, которые имеют свойство подниматься в верхнюю часть конструкции и выходить наружу через дымоход.
  • По мере прохождения в сторону дымохода выделяемые продукты горения, обладающие высокими температурами, способствуют нагреванию воды или любого другого теплового агента, задействованного в системе.
  • Главное свойство нагретого до высоких температур агента заключается в том, что он поднимается наверх, автоматически вытесняя холодную часть и продвигаясь таким образом по всей системе, делая круг и возвращаясь на исходные позиции по мере остывания.

Обычно теплового ресурса в таких устройствах хватает только на 5-8 часов (длительность напрямую зависит от объема топки), после чего система начинает остывать (к слову, происходит это очень быстро), поэтому приходится вновь подбрасывать топливо. Если же хочется как можно меньше возиться с добавлением дров, угля или прессованных брикетов, то стоит задуматься об установке котла длительного горения.

Тепловой ресурс таких конструкций имеет большую длительность, колеблясь в диапазоне от одних до семи суток. Обеспечить такой эффект помогает вторая камера сгорания, предназначенная для переработки летучих газов, которые выделяются топливом, расположенным в основной камере, в процессе горения.

Как сделать своими руками котел твердотопливный длительного горения: чертежи и схемы

Перед тем, как начать изготовление котла, необходимо определиться с его конструкцией. Ее выбор зависит от назначения агрегата. Если он предназначен для отопления небольшого хозяйственного помещения, гаража или дачного домика, то делать в нем водяной контур не обязательно. Обогрев такого помещения будет происходить непосредственно от поверхности котла, путем конвекции воздушных масс в помещении, как от печи. Для большей эффективности можно устроить принудительное обдувание агрегата воздухом при помощи вентилятора. При наличии системы жидкостного отопления в помещении, необходимо предусмотреть устройство в котле контура в виде змеевика из трубы или другой аналогичной конструкции.

Читайте также:
Устройство бытовой насосной станции водоснабжения

Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления

Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления

Выбор варианта зависит и от типа твердого топлива, которое нужно будет использовать. Для отопления обычными дровами требуется увеличенный объем топки, а для применения мелких топливных гранул можно устроить специальную емкость, из которой гранулированное топливо подается в котел автоматически. Для изготовления котла твердотопливного длительного горения своими руками, чертеж можно взять и универсальный. Он подойдет для любого вида используемого твердого топлива.

Чертеж твердотопливного котла длительного горения мощностью 25/30/40 кВт

Чертеж твердотопливного котла длительного горения мощностью 25/30/40 кВт

Расскажем пошагово, каким образом и из каких деталей можно сделать котел отопления на твердом топливе длительного горения по предложенной схеме:

  • подготовим место, где будет установлен будущий агрегат. Основание, на котором он будет стоять, должно быть ровным, прочным, жестким и огнеупорным. Лучше всего для этого подойдет бетонный фундамент или толстая чугунная либо стальная плита. Стены нужно обить тоже огнеупорным материалом, если они деревянные;
  • собираем весь необходимый материал и инструменты: из которых нам понадобиться аппарат для электродуговой сварки, болгарка и рулетка. Из материалов: листовая 4-мм сталь; 300 – мм стальная труба со стенками 3 мм, а также другие трубы 60 и 100 мм диаметром;

Строение и принцип работы твердотопливного котла

Строение и принцип работы твердотопливного котла

  • для того, чтобы изготовить котел на твердом топливе длительного горения, нужно из большой 300 – мм трубы вырезать кусок длиной 1 м. Можно и немного меньше, если в этом есть необходимость;
  • из стального листа вырезаем дно по диаметру трубы и привариваем его, снабдив ножками из швеллера длиной до 10 см;
  • распределитель воздуха выполняем в виде круга из листа стали с диаметром на 20 мм меньшим, чем труба. В нижнюю часть круга приваривается крыльчатка из уголка с размером полки 50 мм. Для этого можно использовать и швеллер аналогичного размера;
  • сверху в середину распределителя привариваем 60 – мм трубу, которая должна быть выше котла. В середине диска распределителя прорезаем отверстие по трубе, так, чтобы был сквозной туннель. Он нужен для подачи воздуха. В верхней части трубы врезается заслонка, которая позволит осуществлять регулировку подачи воздуха;
Читайте также:
Стены и перегородки

Схематическое изображение устройства котла, работающего на твердом топливе

Схематическое изображение устройства котла, работающего на твердом топливе

  • в самой нижней части котла изготавливаем небольшую дверку, снабженную задвижкой и петлями, ведущую в зольник для удобства удаления золы. Сверху в котле прорезаем отверстие для дымохода и привариваем в это место 100 – мм трубу. Вначале она идет под небольшим углом вбок и вверх на 40 см, а потом строго вертикально вверх. Проход дымохода через перекрытие помещения должен быть защищен по правилам противопожарной безопасности;
  • заканчиваем сооружение котла отопления на твердом топливе длительного горения изготовлением верхней крышки. В ее центре должно быть отверстие для трубы распределителя потока воздуха. Прилегание к стенкам котла должно быть очень плотным, исключающим попадание воздуха.

Чертеж с размерами для создания твердотопливного котла своими руками

Чертеж с размерами для создания твердотопливного котла своими руками

Полезный совет! Чтобы разжечь, изготовленный своими руками, котел твердотопливный длительного горения, чертеж которого был представлен выше, необходимо: снять крышку и поднять регулятор, заполнить котел топливом доверху и облить его горючей жидкостью, все поставить на место и бросить горящую лучину в трубу регулятора. Когда топливо разгорится, снизить поток воздуха до минимума, чтобы оно начало только тлеть. После этого произойдет возгорание пиролизного газа и котел запустится.

Котел длительного горения - вид в разрезе

Базовых навыков сварки достаточно, чтобы построить котел длительного горения с теплообменником без посторонней помощи.

фото 11

Подробная инструкция помогает собрать устройство с теплообменником для отопления дома площадью до 100 м2 при шести 7-секционных радиаторах из чугуна и разводке с 2 трубами.

В соответствии со СНиП, перед первым запуском котла выполняют 24-часовую гидравлическую проверку. Для этого:

  • запорную арматуру и краны открывают;
  • в систему запускают воду;
  • давление повышают до уровня 1,3 атм.

Простой метод помогает убедиться, что протечки отсутствуют. Обязательно проверяют участки резьбового соединения и сварные швы. Уровень давления должен сохраняться без изменений. При обнаружении любых неполадок котел отключают от сети отопления и устраняют проблемы.

Отопительное оборудование, работающее на пеллетах, отличается полнотой сжигания и утилизации остатков топливного материала. Пеллеты или гранулы, полученные прессованием древесной пыли, стружки, отходов лузги, сгорают с минимальным количеством золы. Выход тепла выше, чем у моделей на дровах. Твердое топливо сгорает более равномерно, чем щепа или поленья. При этом нет проблем с влажностью топливного материала даже в условиях длительного хранения в неотапливаемом помещении.

Читайте также:
Штукатурка стен по маякам своими руками: инструкция с фото и видео

Как избежать проблем при строительстве и эксплуатации

фото 10

Оборудование устанавливают только на бетонное основание. Стальной прокат не выдерживает вес и котел проседает. Это приводит к потере плотности соединений и повреждению труб.

Использовать самодельную дверь для топки и зольника не рекомендуют. Малейшие неровности снижают эффективность сжигания дров.

Кроме того, возможно выпадение углей через щели с последующим возгоранием. При самостоятельном изготовлении дверцы ее делают строго под отверстие, обеспечивают заслонками и теплоизоляцией между слоями.

Если котел с теплообменником используют в локальной отопительной сети, циркуляционный насос устанавливают на обратку. Так устройство работает в щадящем режиме на протяжении 6 или более лет. Для решения проблемы низкотемпературной коррозии на байпасе (перемычке) устанавливают трехходовой термостатический клапан и настраивают на 55 градусов.

Стойкий запах креозота и задымление в котельной говорят о низком качестве топлива. Дешевые деревянные шпалы не подходят для обогрева и образуют зольно-угольные остатки на стенках менее, чем за сутки горения. Чтобы исключить теплопотери через дымоход, последний оборудуют заслонкой. Она предотвращает выход нагретого воздуха, снижает скорость сжигания топлива.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: