Твердотопливный котел своими руками

Владельцев частных домов, решивших установить твердотопливный котел отопления, в первую очередь заботят 3 параметра — тепловая мощность агрегата, его цена и длительность горения с 1 загрузки. Эти параметры взаимосвязаны, чем больше мощность и продолжительность работы, тем выше стоимость теплогенератора. Существует способ вдвое сократить затраты – сделать котел длительного горения своими руками либо поручить работу мастерам – умельцам, имеющим хорошую репутацию. Здесь же вы сможете подобрать конструкцию и чертежи, а также изучить порядок изготовления самодельного отопителя.

Как увеличивается длительность горения твердого топлива

Мечта многих домовладельцев – поставить котел на твердом топливе, к которому не придется бегать с дровами каждые 4—6 часов. Пользуясь этим, производители и продавцы отопительной техники применяют приставку «продолжительность горения» ко всем подряд теплогенераторам, в том числе и пеллетным, работающим самостоятельно до 7 суток.

Продолжительность процесса горения принято обосновывать использованием режима тления при ограниченной подаче воздуха. Но сжигать дрова и уголь подобным способом – неэффективно, и вот почему:

1. Дровяные и угольные котлы достигают своего КПД 70—75% во время максимального горения. При тлении эффективность агрегата снижается до 40—50% (как у обычной буржуйки).
2. Тлеющие дрова выделяют мало тепловой энергии. Кому нужен «долгоиграющий» теплогенератор, не обогревающий дом в полной мере?
3. Свежесрубленное дерево определенных пород (например, тополь, ива) и низкокалорийное топливо невозможно нормально сжечь в режиме тления.

В действительности, твердотопливные котлы длительного горения – это те, что имеют увеличенную топливную камеру, только ее размер влияет на продолжительность процесса при прочих равных условиях. Принцип прост: чем больше в топке дров, тем дольше они горят и выделяют тепло.

Бытовые котлы, способные работать с одной закладки 8—12 часов на дровах и до 24 часов на угле, бывают таких видов:

• классические, с принудительной подачей воздуха;
• действующие по принципу верхнего горения (типа прибалтийской «Стропувы»).

Эти конструкции ТТ-котлов вполне реально изготовить в домашних условиях при наличии необходимого инструментария и практики в сварочном деле. Еще на просторах интернета можно встретить чертежи шахтных котлов на твердом топливе и опилках, но такие отопители довольно громоздкие и непростые в изготовлении, а потому заслуживают отдельной темы.

Классический котел продолжительного горения

В данном разделе вашему вниманию предлагается самодельный отопительный агрегат на дровах и угле, разработанный и сделанный нашим экспертом Виталием Дашко. Мастер собрал на заказ несколько десятков подобных теплогенераторов разной мощности, постоянно совершенствуя конструкцию. Надежность и эффективная работа котлов уже проверена временем на различных объектах. Технические характеристики представленной модели агрегата следующие:

• мощность – 22–24 кВт;
• длительность горения (в среднем) на дровах 10—12 часов, минимум – 8 ч;
• то же, на угле – до 1 суток;
• КПД — 75—77%;
• максимальное рабочее давление в системе отопления – 3 Бар, номинальное – 1.5 Бар;
• количество воды в котловом баке — 50 л;
• масса изделия — 150 кг;
• размер загрузочного проема (ширина х высота) 360 х 250 мм;
• общий объем топки — 112 л, полезный (под загрузку топлива) — 83 л;
• глубина топки — 46 см, оптимальная длина полена – 40 см.

Для справки. Мастер изготавливает котлы длительного горения разной мощности, в линейку входят агрегаты на 16, 24, 36 и 130 кВт. Цена готового изделия на 24 кВт при заказе у мастера составляет около 450 у. е. Все вопросы и уточнения, связанные с устройством твердотопливного котла и его изготовлением, можно обсудить лично с Виталием, чьи контакты указаны на странице «Наши эксперты».

Устройство и габаритные размеры дровяного котла длительного горения для изготовления своими руками показаны на чертеже:

Теплогенератор успешно функционирует как на дровах, так и на угольном топливе. Полезная вместительность топливника посчитана до нижней кромки загрузочного проема, поскольку камеру нежелательно заполнять доверху. Работа котла происходит в таком порядке:

1. После закладки и розжига твердого топлива дверцы герметично закрываются.
2. На электронном блоке управления выставляется желаемая температура теплоносителя, рекомендуется не ниже 50 °С. Затем блок включается в работу нажатием соответствующей кнопки, запускается вентилятор.


3. При разогреве до установленной температуры вентилятор отключается, доступ воздуха в топливник прекращается. ТТ-котел находится в режиме ожидания, дрова тлеют очень слабо и практически не дают тепла.
4. После падения температуры в котловом баке контроллер дает команду на запуск вентилятора и процесс горения в топке возобновляется.

Контроллер изменяет производительность вентилятора по своему усмотрению с целью достичь максимальной эффективности горения. Сжигание тлением в данном самодельном котле отсутствует, он либо находится в состоянии ожидания, либо сжигает дерево и уголь в интенсивном режиме.

Внутреннее устройство агрегата показано на чертежах котла в разрезе:

В отопительной установке реализован классический способ сжигания твердых видов топлива с прямой передачей тепла стенкам водяной рубашки и своду, являющемуся днищем котлового бака. В этот бак погружен жаротрубный теплообменник, отбирающий теплоту дымовых газов. Подогретый в канале воздух подается в топку снизу, через колосниковую решетку. Длительность горения обеспечивается за счет:

1. Большого объема топливника.
2. Полного перекрытия доступа воздуха в топку в режиме ожидания. После отключения вентилятора срабатывает гравитационная заслонка, закрывающая воздуховод и таким способом не дающая тяге дымохода раздувать угли.

Устройство задней части и жаротрубного теплообменника изображено на следующем чертеже:

Инструменты и материалы для изготовления

На заготовки для сборки твердотопливного котла долгого горения обычно идет низкоуглеродистая сталь марок Ст 3, 10, 20. Лучший вариант – Ст 20, сделанные из нее теплогенераторы служат до 15 лет. Сталь, содержащая больше углерода (Ст 35, 45) имеет свойство прикаливаться от высокой температуры, а потому для сварки теплогенератора непригодна.

Если у вас имеется достаточный опыт сварочных работ и возможность купить металл подороже, то камеру сгорания можно изготовить из жаропрочной стали, легированной хромом и молибденом (например, 12ХМ, 12Х1МФ). Как самостоятельно определить марку стали с достаточным приближением, рассказано в этой статье.

Перечень заготовок, из которых вы станете собирать твердотопливный котел своими руками, приведен в виде таблицы:

Совет. Заготовки лучше всего рубить на гильотинных ножницах где-нибудь в мастерской. Так вы сэкономите массу времени на ручную резку и зачистку от заусенцев.

Дополнительно потребуются такие материалы:

• уголок равнополочный 50 х 4 мм для изготовления колосников;
• труба DN50 – на теплообменник и патрубки подключения системы отопления;
• труба DN150 – на дымоходный патрубок;
• труба профильная 60 х 40 мм для воздушного канала;
• полоса стальная 20 х 3 мм;
• базальтовый утеплитель плотностью 100 кг/м³ и толщиной 2 см;
• гладкий листовой металл 0.3—0.5 мм с полимерной окраской;
• готовые ручки на дверцы;
• шнур, картон асбестовый.

Из инструментов стоит отметить аппарат сварочный, болгарку и дрель, для сварки используются электроды АНО-21 либо МР-3С. Остальное — стандартный набор измерительных приспособлений и инструментов, имеющийся в каждом доме.

Применяемый в ТТ-котле комплект автоматики, состоящий из блока управления, вентилятора и датчика температуры – польского производства (не перепутайте с китайским, он выглядит так же). Маркировка блока управления — KG Elektronik SP-05, вентилятора — DP-02.

Сборка отопительного агрегата

Первый этап изготовления котла долгого горения заключается в сборке корпуса топливника из металла толщиной 4 мм сваркой на прихватках. Все начинается с днища агрегата, к которому прихватываются боковые стенки, крышка свода и проемы для дверок, как изображено на фото:

Лист днища выпускается в каждую сторону в соответствии с чертежом, в то же время он служит нижним обрамлением дверцы зольника. Внутри камеры на сварке закрепляются полочки из уголков, куда будет опираться колосниковая решетка. Собранный топливник тщательно проваривается по всем стыкам и проверяется на герметичность.

Второй этап – монтаж водяной рубашки из металла 3 мм. Ее толщина у боковых стенок составляет 2 см, поэтому к корпусу топливника следует приварить отрезки стальной полосы, выпустив их на 20 мм. К ним прихватываются стальные листы обшивки.

Внимание! Водяная рубашка начинается на уровне колосниковой решетки и не омывает зольную камеру.

Посередине в шахматном порядке ставятся так называемые клипсы. Это стальной круг, пропущенный через отверстия в стенке котлового бака и приваренный к топке встык. Второй конец клипсы обваривается вокруг отверстия, как показано на фото:

Несколько слов о том, как сделать добавочные клипсы по краям водяной рубашки самодельного твердотопливного котла. Нужно взять полосу 20 мм и вставить ее с торца между стенок на глубину 50—100 мм, а затем приварить с обеих сторон.

Третий этап – монтаж жаровых труб в верхнюю часть котлового бака. Для этого в задней и фронтальной стенке согласно чертежу прорезаются отверстия, куда вставляются трубы. Их торцы герметично провариваются, как и все стыки водяной рубашки.

Четвертый этап – изготовление дверец и колосниковой решетки. К дверкам изнутри приваривают полосу в 2 ряда, а между ними вкладывают асбестовый шнур, это будет уплотнение притвора. Колосники делают из уголков №5, приваренных наружным углом вниз. Так они служат рассеивателями воздуха, подающегося вентилятором в зольник.

На пятом этапе в стенки котлового бака врезаются штуцеры для присоединения подающего и обратного трубопровода, устанавливается патрубок дымохода и воздушный канал из трубы 60 х 40 мм с фланцем крепления вентилятора. Воздуховод входит в зольную камеру на середине задней стенки, сразу под водяной рубашкой.

Этап шестой – приварка дверных петель и закладных деталей шириной 2 см для крепления декоративной обшивки котла длительного горения.

Этап седьмой, последний. Котловой бак обкладывается с боковых сторон и сверху базальтовым утеплителем, последний фиксируется с помощью шнура. После остается прикрутить листы крашеного металла саморезами к закладным деталям и установить дверцы.

В конце к ответному фланцу воздуховода крепится вентилятор, а блок управления устанавливается на котле сверху. Датчик температуры необходимо вложить под базальтовый утеплитель со стороны задней стенки агрегата. Кроме того, в конструкцию самодельного котла длительного горения можно внести ряд полезных дополнений, по вашему желанию:

• встроить в котловой бак водяной контур подогрева воды на ГВС;
• предусмотреть погружную гильзу для установки термометра – на случай отключения электричества, когда дисплей контроллера погаснет;
• то же – для монтажа группы безопасности;
• установить электрический ТЭН, подогревающий теплоноситель после прогорания дров.

Несколько слов о том, как сделать циркуляцию горячей воды в твердотопливном котле с целью ее нагрева на хозяйственные нужды. Нужно взять 10 м медной трубки диаметром 8—12 мм и выгнуть из нее змеевик в виде спирали. Последняя наматывается внутри котлового бака вокруг жаровых труб, а концы выводятся наружу с задней стороны агрегата. Получаем двухконтурный котел длительного горения.

Примечание. Практика эксплуатации данных теплогенераторов показала, что монтаж электрического нагревателя необходим тем домовладельцам, кто желает отапливать дом по ночному тарифу. В остальных случаях длительности горения хватает, чтобы не бегать в котельную среди ночи с целью подбросить дровишек.

Ножки агрегату можно приделать на любом этапе, выбрав подходящие отрезки металлопроката. Подробности и секреты сборки ТТ-котла смотрите в авторском видео мастера — создателя отопительного агрегата:

Котел с верхним горением топлива

На постсоветском пространстве данные теплогенераторы известны в двух разновидностях:

1. Прибалтийские агрегаты фирмы «Стропува» (Stropuva) и их производные от других изготовителей.
2. Дровяные печи типа «Бубафоня».

Неизвестно, какой из отопителей появился раньше, но печь Бубафоня завоевала широкую популярность как обогреватель для дач, гаражей и прочих зданий с низкими требованиями к эстетике изделия. Чего нельзя сказать о котлах верхнего горения, хотя многие их почему-то считают единственно возможной версией твердотопливных теплогенераторов продолжительного сжигания. В действительности, их единственный козырь все тот же – топливник больших размеров.

Принцип действия подобных котлов состоит в горении топлива, придавленного грузом, по направлению сверху вниз. Причем воздух подается в зону сжигания тоже сверху, по телескопической трубе, соединенной с грузом. Рабочая схема агрегата показана на рисунке:

В процессе эксплуатации котлов Stropuva проявилось множество недостатков, о чем свидетельствуют и отзывы владельцев на форумах:

1. Нельзя подкинуть в топку поленьев, пока не сгорит предыдущая закладка. Физически это возможно, но тогда принцип верхнего сжигания нарушится, пламя охватит все слои топлива.
2. При работе на свежих опилках и другом мелком мусоре остатки топлива «зависают» на стенках.
3. Эффективность ТТ-котла не слишком высока, поскольку в нем отсутствует теплообменник. Из-за камеры нагрева воздуха и большого топливника для теплообменника не осталось места.

Больше критических недостатков у теплогенератора нет, а кое-что в самодельной версии можно исправить по своему разумению. Например, поставить днище и колосники, организовав зольную камеру. Избавиться от недостатка с догрузкой тоже можно, если поставить между загрузочным и зольным проемом дополнительную дверцу. Данная идея модернизации котла верхнего сжигания принадлежит другому нашему эксперту – Владимиру Сухорукову, о чем он рассказывает в своем видео:

Подготовка материалов

Круглый корпус создает некоторые неудобства в изготовлении, но и квадратным его не сделаешь, — топливо станет «зависать» по углам. Есть проблема и со сборкой телескопической трубы с грузом, так что эту часть лучше взять от печи Бубафоня. Чертеж котла длительного горения, сопоставимого по размерам с классической версией, выглядит так:

Перед тем как сделать котел, подбираем материалы по чертежу:

• труба DN 400 со стенкой 5 мм – на топливник;
• то же, DN 50 – на подачу воздуха и водяные патрубки;
• то же, DN 100 – для дымохода;
• заготовка из листа толщиной 10 мм круглой формы с диаметром 38 см;
• полоса 40 х 4 мм – для распределителей воздуха;
• арматура диаметром 16—20 мм периодического профиля – на колосники;
• базальтовая вата толщиной 3 см и плотностью 100 кг/м³;
• тонколистовой металл с полимерным покрытием.

Выбор материала водяной рубашки зависит от способа ее монтажа, ведь у домашнего мастера вряд ли найдутся в запасе вальцы, способные придать металлу толщиной 3 мм форму цилиндра. Варианты такие (показаны ниже на схеме):

1. Схема 1. Взять тонкостенную трубу большего диаметра, хотя найти таковую непросто, а обычная сильно утяжелит котел.
2. Схема 2. Два листа металла согнуть в 2 местах под углом 60°, а потом сварить две половинки вместе. Понадобится пресс – листогиб.
3. Схема 2. Варить рубашку из 6 листов – сегментов на клипсах.
4. Схема 3. Сварить прямоугольный короб, отчего увеличится объем котлового бака.

Также понадобится листовой металл 3 мм на обрамление дверок, дно с крышкой и воздушную заслонку.

Изготовление теплогенератора

Производство работ начинается с вырезания заготовок и проемов в стенке трубы по размерам на чертеже. Из вырезанных частей делаются дверцы, к ним прилаживаются навесы и покупные ручки. Из арматуры варится колосниковая решетка, показанная на фото:

В целом алгоритм сборки котла верхнего горения выглядит так:

1. В круглой заготовке для груза прорезать отверстие, вставить в него трубу и обварить.
2. К нижней части груза приварить 6 изогнутых полос, что послужат распределителями воздуха.
3. Прикрепить к топке днище, установить внутрь колосники.
4. Вырезав отверстие по центру крышки для воздушной трубы, приладить ее к топливнику. Перед этим нужно поставить трубу с грузом на место.
5. Приварить патрубок дымохода.
6. Смонтировать водяную рубашку по выбранной схеме, герметично обварить все стыки.
7. Произвести врезки патрубков для теплоносителя.
8. Выполнить утепление и обшивку котла, установить дверцы.
9. Поставить на верх воздушной трубы заслонку.

Установить автоматику и наддув на котел верхнего горения затруднительно, поскольку к движущейся трубе вентилятор не приставишь. Надо смастерить гибкий рукав, а для датчика температуры предусмотреть погружную гильзу. Вложить его под утеплитель нельзя, потому что зона горения в данном виде отопителей постоянно смещается.

Заключение

Обе конструкции твердотопливных котлов длительного горения, сделанные своими руками, имеют право на жизнь и своих сторонников. Помимо продолжительности работы с 1 загрузки, у них есть другая общая черта: сварить агрегат не может любой человек и процесс сборки не так прост, как может показаться. Конечно, энтузиаст со временем справится с задачей, но людей подобного склада немного. Отсюда вывод: если видите, что не одолеете самостоятельную сборку либо у вас нет на это времени, обращайтесь к мастерам. Так вы сэкономите до 50% средств по сравнению с покупкой заводского ТТ-котла.

 

otivent.com

Преимущества и особенности конструкций длительного горения

От обычных котлов аналоги с поддержкой длительного горения отличаются наличием сразу двух рабочих камер. В первой из них сжигается непосредственно заложенное топливо, а во второй – выделившиеся газы. Важную роль играет своевременная подача кислорода. В качестве устройства для нагнетания воздуха может использоваться обычный вентилятор с незамысловатой автоматикой.

Из достоинств агрегатов следует отметить:

Примечание! Из недостатков необходимо упомянуть сложность самостоятельного изготовления. Хотя при использовании готовых чертежей твердотопливных котлов длительного горения своими руками сделать агрегат все же реально.

Процесс изготовления твердотопливных котлов длительного горения своими руками: чертежи и сборка

Сразу следует оговориться, что конструкции могут иметь как верхнюю камеру сжигания газов, так и нижнюю. В первом случае продукты сгорания попадают в рабочее отделение под воздействием природных сил, а во втором – при помощи дополнительного приспособления для нагнетания воздуха.

Так как котлы с наличием нижней камеры догорания сложны в изготовлении и требуют установки дополнительного оборудования при монтаже, рассматривать их не имеет особого смысла. Быстрее и экономнее сделать конструкцию с верхней камерой для сжигания газов.

Далее рассказывается, как самому сделать твердотопливный котел длительного горения, используя доступные материалы.

Применяемые элементы

Для изготовления конструкции потребуются:

Порядок сборки корпуса

В первую очередь трубы сечением 1500 и 1300 мм вкладываются друг в друга. Соединяются они с использованием кольца, изготовленного из уголка размером 25х25 мм. Из металлического листа вырезается окружность диаметром 450 мм и фиксируется к торцевой части трубы. Она выступает в качестве днища. В итоге должна получиться небольшая бочка.

С нижней стороны конструкции вырезается отверстие в форме прямоугольника 15х10 см для дверцы зольника. К проему крепится створка при помощи петлей, а также устанавливается задвижка.

Чуть выше проделывается прямоугольное отверстие для топливной камеры. Размеры могут быть определены самостоятельно. От правильно подобранных габаритов будет зависеть удобство загрузки дров или другого топлива. По той же технологии устанавливается дверка с задвижкой.

В верхней части самодельной конструкции делается выпускной патрубок, с помощью которого отработанные газы будут поступать в дымоходную трубу. По бокам посредством сварки фиксируются патрубки, необходимые для подсоединения к отопительной системе строения. В них обязательно нарезается резьба.

Устройство воздушного распределителя

Из куска жести вырезается окружность с поперечным сечением на 20-30 мм меньше, чем диаметр внутренней части котла. В центральной части проделывается круглое отверстие для воздухораспределительной трубы. Его диаметр должен составить 6 см. Непосредственно в отверстие вставляется труба и приваривается к основе.

К нижней части металлического блина крепятся куски уголка. С другой стороны путем сварки фиксируется петля, которая необходима для перемещения конструкции вверх и вниз. Для настройки подачи воздуха непосредственно в камеру сгорания устраивается заслонка.

Круг диаметром 500 мм, вырезанный из подходящего по размерам куска металла, вставляется в конструкцию. Верхний конец трубы заводится в отверстие, после чего верхняя крышка котла приваривается наглухо. К петле фиксируется трос, позволяющий опускать и поднимать распределитель.

Обратите внимание! Была представлена самая простая из всех схем твердотопливных котлов длительного горения. Своими руками собрать надежную конструкцию по ней не так сложно, особенно если есть опыт работы со сваркой и другими инструментами.

Твердотопливный котел длительного горения своими руками: видео для ознакомления

Другой вариант заключается в применении газового баллона для корпуса. Из него можно создать вполне эффективную конструкцию для отопления строений небольших размеров. Для ознакомления с особенностями самодельного приспособления для обогрева предлагается взглянуть на видео. Котел длительного горения своими руками без чертежей можно сделать по нему.

Есть ли о твердотопливном котле длительного горения отрицательные отзывы?

Иногда потребителями оставляются негативные отзывы о конструкциях, но они скорее связаны с общими минусами, которые присущи твердотопливным приспособлениям в целом.

Выделить можно следующие недостатки:

Обратите внимание! Минусов достаточно много, но все же твердотопливные котлы являются единственным выходом из ситуации, когда магистральные линии газа и электричества недоступны.

О стоимости готовых моделей для отопления твердым топливом

Если изготовить котел длительного горения не получается или просто нет желания, то можно приобрести готовую конструкцию. Необходимо признать, что модели для обогрева больших помещений обойдутся недешево. В таблице можно ознакомиться расценками на котлы Stropuva.

Таблица 1. Расценки на котлы Stropuva

Модель	Мощность в киловаттах	Стоимость в рублях
S-8U	8	70 000
S-15U	15	116 000
S-20U	20	123 000
S-40U	40	142 000

Статья по теме:

Котлы длительного горения на дровах для дома. Из данной публикации вы узнаете все о дровяных котлах, их разновидностях и нюансах использования.

Хотя цена на конструкции достаточно высоки, при длительной эксплуатации они себя оправдывают. Представленные модели имеют достаточно стильный дизайн, поэтому проблем с внедрением в общий дизайн помещения не возникает.

Подведение итогов

Изучив внимательно чертежи твердотопливных котлов длительного горения, своими руками соорудить самодельную модель не составит труда. Однако необходимо уметь пользоваться сварочным аппаратом и работать со стандартными инструментами, в противном случае на изготовление может уйти довольно много времени.

homemyhome.ru

Твердотопливные агрегаты – КПД 90% реальность?

Прежде чем воодушевляться идеей создания твердотопливного котла своими руками, следует разобраться, какие же конструкции сегодня вообще в ходу. В целом все существующие разработки можно разделить на 4 группы:

• котлы традиционные,
• пиролизные дровяные (газогенераторные),
• длительного горения,
• котлы пеллетные.

Традиционные конструкции напоминают обычную печь для дома или буржуйку с минимумом необходимого – окно для загрузки топлива, топочная, зольник и дымоход. Зольник часто выполняет и роль заслонки, с помощью которой регулируют тягу. Никакой тебе автоматики, электроники, градусников и прочих деталей, а значит, гораздо меньше шансов, что что-то выйдет из строя. Главный конструкционный элемент твердотопливного котла – это теплообменник, через который теплоноситель получает «заряд» тепловой энергии. Теплообменник может быть трубчатым или представлять собой емкость для воды из сплошных листов стали.

Впрочем, сегодня традиционными можно назвать и котлы, которые отличаются более сложной системой дроссельных заслонок и перегородок внутри агрегатов – с их помощью можно более тонко регулировать воздушную тягу, а также увеличивать путь горячего воздуха к трубе. Благодаря перегородкам возрастает КПД котла – устройство отдает больше тепловой энергии теплоносителю, в трубу попадает меньше горячего воздуха.

Такие котлы – практически всеядны. Уголь, дрова, пеллеты, да хоть мусор – лишь бы сухое, лишь бы горело. Конечно, совсем простые конструкции не отличаются экономностью – их КПД едва достигает 50%, а зачастую составляет всего-навсего 15–20 процентов. Такие низкие показатели обусловлены тем, что сгорание топлива происходит за очень короткий период времени, выделяется слишком много тепловой энергии, которая попросту вылетает в трубу, или перегревает теплоноситель. Те же дрова сгорают за считанные минуты и для поддержания тепла внутри дома придется как минимум раз в час выполнять полную загрузку топочной дровами. Уголь горит 2–4 часа, опять же, выделяя слишком много энергии. Более современные котлы с дроссельными заслонками и перегородками лишены этого недостатка, они способны выдавать и все 80 % КПД, и гореть на полной загрузке до 8–12 часов, в зависимости от материала, регулируя температуру сгорания.

Пиролизные котлы – получаем газ из дров

Пиролизные котлы для дома работают на том же твердом топливе, однако используют совершенно иной принцип работы, выдавая на порядок больше тепловой энергии и отапливая дом на одной закладке в разы дольше. Неудивительно, что такие агрегаты и стоят в полтора-два раза дороже классических твердотопливных устройств. В чем же фишка? Суть работы пиролизного (газогенераторного) котла заключается в так называемой сухой перегонке топлива – под воздействием высоких температур и при недостаче кислорода древесина выделяет пиролизный газ, а в топочной остается древесный уголь.

Реакция пиролиза осуществляется при температуре от 200 до 800°С, причем процесс этот происходит с выделением тепловой энергии, которая идет на подсушивание дров и прогрев воздуха. Затем пиролизный газ поступает в камеру сгорания, где он смешивается с воздухом и возгорается – так и получают основную массу тепловой энергии. Следует отметить, что в процессе сгорания пиролизного газа активные углероды также участвуют в процессах окисления, в результате чего дым на выходе из трубы практически не содержит вредных соединений, состоит в основном из водяного пара и углекислого газа. Впрочем, и выброс СО₂ в окружающую среду в три раза меньше, чем в случае с использованием обычного дровяного или угольного котлов. Чистить пиролизный агрегат придется гораздо реже – в процессе такого поэтапного сгорания топлива образуется минимум золы и сажи, практически все выгорает.

Помимо преимуществ, связанных с высоким КПД, следует отметить возможность получения высоких температур даже из влажных дров. Во-вторых, процессы горения пиролизного газа легко управляются автоматикой, что позволяет своевременно регулировать интенсивность сгорания и экономить топливо.

Максимальная мощность пиролизных агрегатов достигается при использовании сухой древесины (10–20 % содержания влаги). В целом использование сырого топлива снижает мощность котла практически на 50 %, при этом расход топлива увеличивается вдвое. Можно ли сделать пиролизный котел для дома своими руками? Это не только сложно, но и опасно – ошибки в конструкции могут привести даже к взрыву такого самодельного агрегата.

Котлы длительного горения – закладка дров два раза в сутки!

Эта конструкция понравится тем, кто нечасто бывает дома или не хочет постоянно загружать топливо. Агрегаты длительного горения представляют собой разновидность твердотопливного котла, в котором процесс горения (тления) происходит в верхней части топливного слоя, соответственно, и воздух подается сверху. По всему диаметру корпуса идет встроенный водяной контур, благодаря чему теплоноситель прогревается хорошо независимо от того, на какой глубине происходит горение. За счет горения только верхнего слоя длительность работы котла на одной загрузке дров составляет до 30 часов, а некоторые модели, которые подходят для любого вида топлива, могут работать на угле почти неделю! В большинстве котлов нет никакого энергозависимого оборудования, к тому же стоят они относительно недорого, и их можно сконструировать самостоятельно.

Правда, у таких конструкций есть и минусы, в частности, подкидывать топливо в процессе горения котла невозможно. Влажные дрова для топки не подходят, они должны быть хорошо просушены как минимум до 20 % влажности и распилены на короткие бруски. Если отапливать углем, то только высококачественным, с низким содержанием шлаков. Еще один существенный минус – ограниченные мощности агрегатов. Большинство самых популярных моделей работают в рамках 40 кВт.

Упомянем также и о пеллетных котлах – это разновидность твердотопливных, с той лишь разницей, что вместо дров или угля используются топливные гранулы из отходов деревообрабатывающей промышленности. Большинство агрегатов оборудованы специальным бункером, откуда топливо попадает в топочную в автоматическом режиме.

Сталь против чугуна – такие разные котлы

Неважно, делаете ли вы твердотопливный котел своими руками или собираетесь приобрести готовый – вы должны стремиться к получению агрегата с оптимальными характеристиками. Какие именно показатели должны быть у хорошего агрегата?

Начнем с того, какой теплообменник лучше – стальной или чугунный. Чугунный в домашних условиях не изготовить – потребуются не только навыки, но и литейное оборудование, которое так просто в магазине не купишь. Большинство готовых моделей для дома представлены секционными конструкциями, которые отделяются друг от друга при транспортировке и снова собираются при монтаже. В процессе эксплуатации чугун покрываются так называемой сухой ржавчиной, которая, как правило, не прогрессирует и служит своего рода защитной пленкой. Значительно медленнее протекает и влажная коррозия, чем обусловлена долговечность изделий из чугуна – некоторые производители дают гарантию на 10 лет эксплуатации, а в целом такой котел отопления для дома может прослужить 25 лет. Плюс чугунных теплообменников в более простом обслуживании – чистить их нужно нечасто, поскольку даже существенный нагар не уменьшает КПД котла. Ремонт котла или увеличение его мощности осуществляется также очень просто – путем замены секций или добавления их количества. Среди главных недостатков числятся:

• большой вес котла, из-за чего ему даже бывает нужен отдельный фундамент,
• большие затраты при транспортировке и неудобство в процессе монтажа,
• боязнь термического удара – нельзя загружать в топочную холодные дрова, подавать в разгоряченную систему холодную воду и т. п.,
• высокая тепловая инерционность – долго нагреваются, но и долго остывают.

Сталь намного эластичнее чугуна, а потому разница температур ей не страшна, даже если по обратной линии будет поступать холодная вода. Благодаря этой способности в твердотопливных котлах из стали допустимо использовать чувствительную автоматику. К тому же благодаря меньшей инерционности такие котлы быстрее нагреваются и быстрее остывают, что позволяет оперативно регулировать температуру в помещениях.

Стальные котлы представляют собой монолитную сварную конструкцию, из-за чего перевозка агрегата усложняется, хотя в целом вес котла намного меньше и он не так боится механических повреждений, как чугунный. Что касается ремонтопригодности, то мнения специалистов тут разделяются – кто-то считает, что после появления течи котел лучше выбросить, поскольку в домашних условиях невозможно создать сварной шов такого же качества, как на заводе, а кто-то утверждает обратное. Видимо, все зависит от индивидуального мастерства обращения со сваркой. Однако в любом случае ремонт чугунного агрегата выглядит проще – нужно лишь заменить прохудившуюся секцию.

Большинство чугунных агрегатов независимы от источников электропитания, да и среди стальных много таких – они и стоят дешевле, и не требуют установки циркуляционных насосов. Правда, при установке радиаторов отопления следует придерживаться специальной системы, чтобы теплоноситель под естественным давлением, возникающим внутри котла при нагревании, перемещался по трубам. Вследствие дешевизны такие котлы рекомендуется приобретать даже если в доме уже есть отопительный агрегат – он будет выручать вас в моменты отключения электричества.

Готовый проект твердотопливного котла – бери и делай!

Кирпичный твердотопливный котел для дома – один из самых простых и популярных в деревенских условиях. Часто такие котлы можно увидеть в кухонных помещениях – там они совмещают несколько функций. И самое главное – изготовить его может даже человек, никогда не бравший в руки сварочный аппарат.

Из инструментов вам понадобится болгарка с дисками по металлу, сварка, электроды, печной кирпич и раствор для его кладки, листовой металл, уголки, трубы. Если вы действительно не обладаете сварочными навыками, лучше остановиться только на разметке и порезке деталей, а уже сварочные работы получить человеку опытному, знающему. Все-таки сварочные швы в теплообменниках должны быть очень качественными.

Плюс самодельного котла в том, что вы сами можете рассчитать его мощность, габариты, выбрать размеры камеры сгорания топлива. При желании вы сможете установить плиту для приготовления пищи или кормов для домашнего скота, или же сделать кирпичный свод, который будет аккумулировать тепло во время горения топлива и отдавать его в систему.

Чаще всего можно встретить горизонтальную конструкцию регистра, которая изготавливается из круглых труб диаметром 40-50 мм и прямоугольного профиля. Последний упрощает стыковку труб и позволяет делать более качественные швы.

remoskop.ru

Материалы и инструменты

Назад к содержанию.

Итак, проведите осмотр своего арсенала в гараже и на даче и найдите следующее.

Материалы:

Инструменты

Виды твердотопливных котлов

Назад к содержанию.

На сегодняшний день доступны 4 вида котлов на твердом топливе, которые отличаются не только конструкцией, но и значением КПД, сложностью схемы и обслуживанием. Для начала ознакомимся с общей схемой работы каждого из этих 4 видов.

Классический твердотопливный котел

Назад к содержанию.

Они оснащаются теплообменником из чугуна или стали: КПД таких котлов составляет около 85%. Принцип работы прост: в топку загружаются дрова (любое другое твердое топливо). Во время их горения нагревается бак с водой, которая в дальнейшем поступает в систему отопления и ГВС. А дым, который образуется в процессе сгорания, удаляется через дымоход.

Пеллетный котел

Назад к содержанию.

КПД такого котла уже чуть выше и составляет 90%. К преимуществу такого вида котлов относится автоматизация работы, так как подача топлива по мере его сгорания производится системой бункер + шнек. Однако это преимущество и стало недостатком: такая конструкция очень сложна в изготовлении.

Пиролизные котлы

Назад к содержанию.

КПД таких котлов составляет уже около 92%. Повышается оно за счет того, что весь процесс горения разделен на 2 этапа: на первом сгорает само топливо при недостатке кислорода. В результате этого процесса выделяются пиролизные газы, которые поступают в другую камеру. Там происходит сгорание этих газов и также выделение тепла в результате этого. Именно это и способствует увеличению эффективности работы котла, а также достижению экономии в расходе топлива.

Котлы длительного горения

Назад к содержанию.

Как вы наверняка поняли из названия, главная особенность этого оборудования – в длительном процессе горения. Это означает, что топливо вам нужно подкладывать реже, чем для других видов котлов (1 раз за 2-3 суток). Дело в конструктивной особенности котлов: процесс сгорания топлива делится на несколько этапов. Сперва большой объем топлива медленно тлеет в топке с минимумом подачи кислорода. В результате этого тления образуется газ, который далее подается в камеру сгорания и там загорается из-за активной подачи кислорода. Прогорание дров в таких котлах начинается с верхней части. Это способствует выработке большего количества тепла.

Схема работы котла на твердом топливе

Назад к содержанию.

Как проектировать устройство, не зная его принцип работы и основные детали? Разумеется, это невозможно. Поэтому сперва мы узнаем, а как же происходит непосредственно весь процесс сгорания топлива, нагрева воды и пр. Стоит отметить, что здесь и далее мы будем разбирать схему работы классического котла на твердом топливе.

Камера сгорания – именно с нее начинается работа котла. Вы открываете дверцу камеры и закладываете внутрь порцию топлива. Работающая горелка начинает процесс горения топлива.

Объем камеры сгорания можно определить несколькими способами. 1. Рассчитать его под свои условия (формулы в достатке предоставлены на просторах интернета). 2. Взять себе готовый расчет (объем камеры сгорания в зависимости от площади отопления, мощности котла, особенности системы отопления, схемы обвязки и пр.)

Камера отвода горячих газов – является частью камеры сгорания. Именно через нее горячие газы транспортируются в верхнюю часть котла к дымоходу для дальнейшего выведения их наружу.

Теплообменник – сердце любого котла отопления. Именно через него проходит теплоноситель и нагревается, а далее поступает в систему. Но все по порядку. После того как горячие газы, образованные в процессе горения, идут на «выход», по пути они и проходят через теплообменник, передавая ему тепло. А он далее передает это тепло протекающей через него воде.

Далее горячий теплоноситель просто теснит холодную воду, циркулируя таким образом по все системе отопления. Возвращается он обратно в котел уже холодным. По сути вся работы устройства основана на законе термодинамики.

Все вышеописанные узлы и детали заключены в корпус котла, который изготавливается из прочной листовой стали толщиной 4-6 мм.

Что влияет на КПД самодельного котла на твердом топливе?

Назад к содержанию.

Конечно хочется, чтобы будущая самодельная конструкция не подкачала и функционировала с максимальной для нее теплоотдачей. И кое-что сделать вполне в ваших силах, но сперва разберемся, от чего в первую очередь зависит эффективность. Есть 2 основополагающих фактора:

1. Особенности конструкции теплообменника

Чем больше площадь пластин теплообменника, тем быстрее теплоноситель будет нагреваться, проходя через него и до более высокой температуры.

2. Длительность горения топлива и полнота сгорания

Топливо должно сгорать полностью, выделяя при этом газ. Если конструкция котла недоработана или неверно рассчитана, то дрова (уголь, пеллеты и пр.) будут сгорать неполностью. А это, в свою очередь, приведет к тому, что вода будет нагреваться медленно и до невысоких температур. Чтобы такого не допускать, ко всем этапам проектирования и создания котла нужно подходить максимально ответственно.

Сталь для корпуса котла должна быть толщиной 5 мм и более. Лучшим выбором будет жаростойкая марка стали, однако она и стоит, конечно, дороже. Толщина должна быть еще и такой, чтобы котел не сильно нагревался и не работал на отопление помещения в прямом смысле слова своим корпусом. Поэтому среднее значение толщины стенок корпуса для котла должно составлять 8 мм.

Трубы для внутренней обвязки котла лучше брать с толщиной стенок 3-4 мм и диаметром 50 мм.

Диаметр труб, по которым движется теплоноситель, должен изменяться. Чтобы жидкость быстрее циркулировала, нужно уменьшать диаметр труб на пути движения горячей воды к батареям (от 50 мм до 25 мм). И расширять их на обратном пути, когда холодная вода будет поступать к котлу.

Варианты теплообменников для самодельного котла

Назад к содержанию.

Как мы уже сказали, от конструкции и качественного исполнения теплообменника зависит КПД котла. Конечно хочется, чтобы он работал эффективно, а для этого нужно подобрать схему его изготовления. Как вы сами понимаете, таких вариантов довольно много, однако мы рассмотрим только 2 наиболее эффективных на наш взгляд. Приступим.

Вариант №1

Назад к содержанию.

1 – прямоугольные трубы 60х40 мм. 2 – круглые трубы 50 мм. 3 – круглые трубы 40 мм. 4 – труба отвода нагревшейся воды 50х50 мм. 5 – труба возврата холодной жидкости 50х50 мм.

Габариты: а = 36 см; б = 40 см; в = 300 мм; г = 80 см.

Это будет теплообменник горизонтального типа, для изготовления которого нам понадобятся трубы 2х типоразмеров – прямоугольные 60х40 мм и круглые, где d= 40 и 50 мм.

Прямоугольные трубы служат для создания каркаса, а уже потом к ним привариваются круглые. Кроме того прямоугольные трубы будет намного удобнее крепить между собой, по сравнению с круглыми.

Изучите схему и заготовьте требуемое количество труб нужной длины.

Оптимально, если толщина стенки труб для теплообменника будет равна 3 мм, а лучше все 5 мм.

• Чтобы собрать конструкцию в единое целое, вам придется болгаркой вырезать в прямоугольных трубах отверстия под круглые трубы. Делаем это следующим образом: с той стороны теплообменника, которая будет ближе к топочной двери, вырежьте 4 отверстия диаметром 50 мм в вертикально стоящих трубах. Сделать это можно как резаком, так и сварочником.
• С другого торца нам также нужно в вертикальных стойках подготовить 4 дырки с d= 50 мм (в грани шириной 60 мм.) и 4 отверстия с d=40 мм – в грани шириной 40 мм.
• Далее вырезаем отверстия для подсоединения труб, отвечающих за подачу и отвод теплоносителя.
• Все отверстия готовы? Тогда собираем конструкцию целиком. Удобнее будет разместить ее, положив одним торцем на пол, чтобы трубы были перпендикулярно торцу и поверхности пола. Привариваем все трубы, не забывая о трубах для подачи жидкости.
• Не забываем заваривать торцы прямоугольных труб небольшими железными кусочками.
• Проверяем теплообменник на наличие протечек: через одно отверстие заливаем воду, второе перекрываем и оставляем его так на некоторое время. Если утечек не обнаружено, то теплообменник готов к дальнейшей эксплуатации.

Вариант №2

Назад к содержанию.

1 и 3 – трубы подачи холодной жидкости в теплообменник и отвода горячего теплоносителя соответственно, диаметр 50 мм; 2 и 4 – прямоугольная труба 60х40 мм; 5 – трубы d= 40 мм; 6 – листы стали толщиной 3-5 мм; 7 – укрепляющая поперечина из прямоугольной трубы.

Как вы уже успели заметить, в этом случае круглые трубы заменяются на листовой металл толщиной 3-5 мм. Принцип работы абсолютно идентичен варианту №1. Отверстия проделываются УШМ и ею же зашлифовываются.

Пошаговая инструкция по изготовлению твердотопливного кирпичного котла

Назад к содержанию.

Вообще кирпичный твердотопливный котел считается одним из наиболее эффективных и несложных по конструкции котлов. На его примере мы и разберем тему самостоятельного выполнения.

Сперва мы чуть подробнее убедимся, что кирпичный котел действительно так хорош.

Итак, приступаем к рабочему процессу. Учтите, что теплообменник мы уже изготовили (надеемся вы выбрали подходящую для вас схему).

Шаг 1. Такой котел является стационарным. То есть вы заранее должны выбрать помещение, в котором он будет располагаться, а также место. В этом месте залейте фундамент специально под котел (бетонная плита + цементный раствор + каркас из арматуры + кирпичная кладка). Сверху подготовленного фундамента проложите рубероид – он будет служить изоляционной прокладкой.

Шаг 2. С помощью огнеупорного кирпича формируем нижнюю часть нашего будущего котла: низ камеры топки и зольник с дверцей. Не забудьте, что они разделены колосниковой решеткой.

Шаг 3. На выложенное основание монтируется теплообменник таким образом, чтобы он шел на подъем к точке забора горячего теплоносителя. Помните про главное правило: между кирпичом и стенками теплообменника должен быть минимальный зазор в 10-20 мм. Патрубки подачи и удаления теплоносителя должны выдаваться за пределы стенок корпуса.

Расположите котел так: все точки верхней части теплообменника должны располагаться ниже отметки выхода горячего теплоносителя. Разница в высоте между наиболее низкой точкой ТО (верхний правый угол передней части котла) и верхней точкой отвода жидкости должна составлять 10-15 мм.

Это поможет во время дальнейшей эксплуатации котла избежать образования воздушного затора в отопительной системе.

Шаг 4. Дверцу для загрузки топлива делаем в передней части топик. В задней части нужно оставить место для дымоходного отверстия.

Шаг 5. Варочная плита (если вы все-таки хотите использовать устройство и по этому назначению) или обычный лист металла кладется сверху топочной камеры. В свою очередь, поверх плиты или листа кладется слой кирпичей или выкладывается свод камеры.

Шаг 6. Теперь принимаемся за дымоход. Обычно он располагается в верхней или боковой части котла относительно топочной камеры. Сам дымоход выполняется или из железной трубы, или из кирпича (формируется проход). Если вы хотите использовать трубу, то см. шаг 4 – именно для нее вы оставили отверстие.

Шаг 7. Очередь дымовой заслонки: она устанавливается в теле дымохода.

Шаг 8. Теперь дайте раствору схватиться и полностью высохнуть. Только после этого произведите подключение всех труб котла.

Горизонтальный твердотопливный котел из бочки

Назад к содержанию.

Другим альтернативным кирпичному котлу вариантом является стальной котел.

Воду он нагревает за счет «водяной» рубашки: одна труба располагается в другой трубе и омывается теплоносителем.

Главный плюс горизонтального котла – длительный процесс горения. Из-за горизонтальной конструкции можно загружать большое количество топлива, которое будет медленно гореть, выделяя тепловую энергию. Это позволит не так часто наведываться в котельную для дополнительной подзаправки. Согласитесь это очень удобно.

Итак, поэтапно изготавливаем котел из железной бочки.

Вертикальный твердотопливный котел из бочки

Назад к содержанию.

Теперь рассмотрим по порядку процесс создания вертикального устройства.

Не забудьте перед этим в заслонке проделать отверстие: к нему подсоединяется внутренняя труба (сваркой). Она идет насквозь от топочной камеры к верхней части устройства.

Как повысить КПД работы самодельного твердотопливного котла

Назад к содержанию.

Конечно, что и говорить – самодельное устройство не сможет сравниться с заводской моделью. Последняя разработана и рассчитана на экономичное потребление топлива, удобную эксплуатацию и обслуживание. Ну и, конечно же, высокий КПД. Сами понимаете, в домашних условиях вы не сможете воссоздать полностью аналогичное устройство. Однако и в наших силах немного повысить качество нагрева воды твердотопливным котлом, изготовленным своими руками. И вот несколько полезных советов:

Изготовление твердотопливного котла: видео

Назад к содержанию.

Более подробно весь процесс создания твердотопливного котла своими руками вы можете увидеть в следующем сюжете:

Заключение

Назад к содержанию.

Помните о том, что к работе над этим проектом стоит приступать, если у вас есть навыка мастера сварки. В противном случае все работы по сварке нужно будет заказывать на стороне у специалиста или не стоит браться за проект вовсе. Однако если вы уверены в своих силах, то самодельный агрегат позволит вам отопить свой дом и сэкономить приличную сумму денег на покупке заводской модели.

Удачи!

bulkaet.ru