Котел длительного горения своими руками

Разновидности котлов

Отопительная конструкция, работающая на дровах, является отличной альтернативой газовому агрегату. Можно отметить несколько достоинств таких установок:

1. Высокая эффективность. Процесс длительного горения обеспечивает высокий КПД, который может достигать 90%.
2. Экологичность. В процессе сгорания выделяется минимальное количество углекислого газа.
3. Длительная работа. Большая топка и мощный нагнетающий вентилятор позволяет котлу беспрерывно функционировать на протяжении 7 суток.
4. Экономичность. Устройство может работать на любом виде твердого топлива при минимальном его расходе.

Современный рынок предлагает большой выбор отопительных котлов. Но все конструкции замедленного горения можно разделить на три вида:

• классические котлы;
• шахтные котлы;
• пиролизные котлы.

Классические модели могут работать от дров, брикетов и угля. Они оборудованы небольшой топкой, что значительно сокращает время сгорания одной дровяной закладки. Чтобы устройство функционировало сутки, придется вносить топливо около пяти раз. К достоинствам можно отнести низкую стоимость.

Шахтные агрегаты имеют объёмный бункер и довольно широкий загрузочный проём. Для разогрева используют сыпучий материал. Прибор оборудован автоматическим управлением. Длительность работы зависит от того, сколько загружено топлива, но не дольше суток. КПД составляет примерно 70-75%.

Требования к помещению

Сразу стоит отметить, что большинство твердотопливных котлов – это результат отечественного производства. Выбрать их просто, почитав отзывы, посмотрев чертежи и определившись с размерами для системы своего дома.

Отопление в помещени

Существует несколько требований к помещению, в котором должен быть установлен такой котел.

1. Низкий уровень влажности. Если с этим проблемы, увы, трудно будет растапливать и использовать аппарат, так как будет сыреть не только его внутренняя часть, но и топливо. В результате это вполне может привести к коррозии металла и трещинам в корпусе.
2. Хорошая вентиляция. Обязательно помещение, в котором планируется топка, должно быть хорошо проветриваемым. Этого требует техника безопасности. Все потому, что при неправильном обращении котел может «задымиться». Обильное выделение углекислого газа опасно для жизни. В помещении, где есть быстрый доступ к свежему воздуху, достаточно открыть окна и проверить его.
3. Отсутствие взрывчатых и легковоспламеняющихся веществ. Важнейшее условие, которое зачастую не соблюдается. Обычно у мастеров, которые делают что-то своими руками, в котельной располагается мастерская с различными химическими веществами, например, краской, растворителями, аэрозолями. Это крайне опасно. От повышенной температуры эти вещества могут вспыхнуть или взорваться.
4. Противопожарное оснащение. Рядом с котлом всегда должно находиться ведро с песком. Но идеальный вариант — огнетушитель, вода и песок. При соблюдении правил техники безопасности риски возгорания практически исключаются.
5. Дальность хранения топлива от котла. Желательно, чтобы твердое топливо хранилось в другом помещении либо в противоположном конце от котла.
6. Достаточная площадь. В очень тесном помещении снижается безопасность. Поэтому квадратуры должно быть достаточного для перемещения и обслуживания оборудования.

Если помещение готово, остается только сделать котел, обвязку и выполнить его монтаж. Производство своими руками твердотопливного агрегата вполне возможно

Однако для этого важно правильно составить все чертежи, подготовить материал и сопутствующее оборудование. Конечно, гораздо проще выбрать и купить устройство, чем делать его своими руками

Однако для желающих можно привести рекомендации, как все-таки реализовать такую задачу.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Процесс создания отопительного устройства достаточно прост и проходит в несколько последовательных этапов.

Вначале изготавливается корпус конструкции:

1. Две трубы большого диаметра (50 и 45 см) вкладываются друг в друга и соединяются с помощью металлического кольца.
2. Из заранее подготовленного листа вырезается круг металла диаметром 45 см, которым заваривается дно меньшей трубы, находящейся внутри конструкции. В итоге получаем бочку диаметром 45 см, с наваренной водогрейной рубашкой-контуром в 2,5 см шириной.

3. Внизу «бочки» прорезается прямоугольное отверстие. Высота — до 10 см, ширина — около 15. Оно будет использоваться в качестве дверцы зольника. Вваривается люк, устанавливается дверь с приделанными петлями и задвижкой.

   Дверца зольника прорезается внизу

4. В верхней части контура режется прямоугольное отверстие для подачи твёрдого топлива. Размер подбирается индивидуально, главное условие — удобство загрузки дров. Вваривается люк. Устанавливается дверца, оборудованная петлями и задвижкой. Она делается двойной: между отдельными металлическими листами укладывается асбестовый слой, места прилегания уплотняются асбестовым шнуром. Благодаря таким манипуляциям снижаются теплопотери котла.

   Размер должен быть достаточен для закладки дров

5. На верхнем уровне обустраивается выпускной патрубок, выводящий отработанные газы в дымоход.

   К патрубку приваривается труба для вывода дыма

6. В двух местах (вверху и внизу) водяного контура привариваются патрубки диаметром 4–5 см, необходимые для подключения котла к дальнейшей отопительной системе. Нарезается резьба, для чего используется лерка.
7. Проверка сварочных швов, в случае надобности — устранение огрехов.

После создания металлического корпуса твердотопливного котла можно приступать к изготовлению и установке распределителя воздуха:

Воздухораспределитель может быть выполнен в виде блина с приваренными швеллерами

1. Вырезается металлический круг. Его диаметр должен быть на несколько сантиметров меньше внутреннего на котле. В центре круга режется круглое отверстие, по размерам соответствующее трубе воздухораспределителя (5–6 сантиметров).
2. В прорезанное отверстие вставляется металлическая трубка.
3. Снизу на «блин» навариваются швеллеры или уголки, расположенные в виде лопастей. При подходящей толщине лопастей, иногда используется крыльчатка от вентилятора.
4. Сверху приваривается небольшая петля. С её помощью можно поднимать и опускать распределитель. Также оборудуется заслонка, регулирующая интенсивность подачи воздуха в зону огня.

5. Монтаж воздушного распределителя к корпусу. Из металлического листа вырезается круг, диаметр которого равен внешнему корпусу. В центре режется отверстие 6–8 см. Нижняя часть воздухораспределителя вставляется в котёл, верхняя продевается сквозь проделанную дыру. После этого круг приваривается к котлу и в дальнейшем функционирует в качестве верхней крышки.

   Количество лопастей и размеры могут меняться

Это один из простейших способов изготовления твердотопливного котла. Существуют усложнённые схемы, используемые в промышленных и бытовых моделях.

Принцип работы твердотопливных котлов

Котлы имеют модульную конструкцию, состоящую из нескольких устройств в одном корпусе:

• теплообменника;
• топки с дверцей;
• колосниковой решётки;
• зольника с люком для прочистки;
• терморегулятора.

Отопительный котёл работает по следующему принципу:

1. В камеру загружают топливо, поджигают. Дрова или альтернативные материалы сгорают, образуя СО.
2. Температура воздуха увеличивается и газы поднимаются выше в дымоход.
3. Горячие воздушные потоки, вытесняя холодные, перемещаются по отопительной сети.
4. По мере их продвижения жидкость в теплообменнике нагревается.

За подведение воды отвечает впускной патрубок, а за поступление горячего носителя в радиаторы — коллектор обратки. Обе точки подключения контура рекомендуют оборудовать температурными датчиками.

Как правильно подключить прибор к отопительной сети

В описанной конструкции чаще используют принудительную схему обвязки посредством двух патрубков. Первый подключают к подающему контуру, а второй — к обратному.

Порядок действий выглядит следующим образом:

• Оба патрубка обвязывают льняной паклей. Обмотку покрывают герметиком.
• Сверху устанавливают уголок, прикручивают бочонок с ниппелем.
• Все детали плотно стыкуют и подключают к крану, участки с резьбой обрабатывают герметиком.
• Водяной контур подсоединяют к трубам для циркуляции теплоносителя посредством муфты и гайки.

Перед запуском отопительной системы выполняют тестовую проверку, чтобы убедиться в отсутствии протечек.

Полезные рекомендации по созданию котла

Все самодельные системы отопления работают по одному принципу: топливо сгорает и отдает энергию теплоносителю. Чаще всего в этих целях используют обычную воду. Внешний вид оборудования и его конструктивные особенности должны зависеть от доступности строительных материалов и определенного вида топлива в регионе.

Что влияет на КПД самодельного обогревателя

Перед тем, как приступить к сборке аппарата, стоит узнать, что в первую очередь влияет на его КПД.

Можно выделить два основных фактора:

1. Чем больше площадь поверхности теплообменника, тем быстрее будет осуществляться нагрев теплоносителя.
2. Топливо должно гореть долго и использоваться котлом полностью. Если конструкция устройства имеет изъяны, то котел станет требовать больше дров и давать меньше тепла.

Чтобы при эксплуатации самодельного прибора не возникли проблемы, еще на стадии разработки схемы нужно учесть все тонкости его изготовления.

Важные моменты

На эффективность работы отопительного котла на твёрдом топливе всегда влияют два фактора:

1. Конструктивные особенности теплообменника

Чем большей будет площадь теплового контакта, тем больше энергии за единицу времени будет передано от сгорающего топлива тепловому агенту – воде.

Варианты исполнения самодельного теплообменника на фото

1. Полнота и период сгорания топлива

Если топливо сгорает неэффективно – теряет пиролизный газ или не успевает нагреть теплоноситель до необходимой температуры, на лицо недоработки в конструкции. Поэтому к расчёту и процессу изготовления последней следует отнестись с максимальной ответственностью – после сборки изменить её будет невозможно.

Самодельный дровяной котёл: дверца топки

Конструкция котла должна быть надёжной и безопасной и ответственность за это несёт не что иное, как корпус. Он выполняется из толстой (не менее 5 мм) стали, желательно жаростойкой. Впрочем, последняя стоит заметно дороже обычной, поэтому следует запомнить, что чем толще металл, тем медленнее он будет нагреваться. А значит, для того, чтобы котёл средней мощности не обжигал руки и не делал из помещения котельной сауну, корпус котла должен иметь около 8 мм в толщину.

Твердотопливный котёл-печь со встроенным теплообменником

Для организации внутренней трубопроводной системы котла необходимо использовать трубы толщиной стенок 3-4 мм и диаметром 50 мм. Для обеспечения тока теплоносителя следует предусмотреть сужение (от 50 до 25 мм) трубопроводов в направлении от горячего к холодному, к примеру от котла к радиаторам) и расширять их на обратном пути теплоносителя.

Выбор схемы и конструкции котла

В целях экономии можно купить самодельный твердотопливный котел у знакомого умельца, но лучше собрать его своими руками. Процесс изготовления системы обогрева не так сложен, как может показаться на первый взгляд. Главное — заранее определиться с видом устройства и подобрать понятную схему либо сделать качественный чертеж.

Котел с верхним горением

В современных котлах с верхним горением топливо используется послойно. Эта особенность позволяет увеличить КПД аппарата на 80% и значительно уменьшить объем отходов.

С пиролизным сжиганием твердого топлива

Тепло в таких агрегатах вырабатывается в результате сгорания древесного газа, образующегося во время сухой перегонки дров при температуре 600-800 °C. Из-за этой особенности подобное оборудование также называют газогенераторным. При работе пиролизных систем сажа и зола выделяются в очень маленьких количествах.

Шахтного типа

Оборудование шахтного типа отличается неприхотливостью к качеству закладки, оно способно работать даже на влажных дровах, а также поддерживать тепло продолжительное время. Между загрузками топлива обычно проходит около 12 и более часов. Такое название устройство получило из-за особенностей конструкции. Топка и камера теплообмена этого агрегата имеют строение шахт. Дрова загружаются внутрь устройства постепенно, как в колодец, один слой за другим. Сгорание топлива происходит снизу вверх, поэтому эти приборы нередко называют котлами с нижним горением.

Классический

Традиционные котлы представляют собой печки с водяным контуром. Такие конструкции активно используют в небольших кочегарках и частных домах. Принцип их работы прост: при сжигании топлива (дров или угля) нагревается жидкость в теплообменнике, расположенном в нижней части циркуляционного контура.

Требования к конструкции самодельного обогревателя

Важно помнить, что все аппараты имеют свои конструктивные особенности, которые стоит учесть при сборке понравившейся модели. Большинство потребителей не задумывается о декоративном виде самодельных котлов, ведь основной задачей этих приборов является обогрев помещений

Большинство потребителей не задумывается о декоративном виде самодельных котлов, ведь основной задачей этих приборов является обогрев помещений.

Однако при их изготовлении важно помнить, что аппарат, выполненный своими руками, должен соответствовать элементарным требованиям:

• экономно потреблять топливо;
• быть безопасным при использовании по назначению;
• нагрев воздуха в помещении должен происходить как можно быстрее;
• иметь простую конструкцию, чтобы при поломке какой-либо детали ее можно было легко извлечь из агрегата и быстро починить или заменить;
• обладать сравнительно небольшими размерами, так как громоздкий обогреватель станет занимать много места;
• быть функциональным, то есть помимо прямого назначения выполнять и дополнительную работу, например, осуществлять нагрев воды или сушить вещи.

Меры безопасности

Также при использовании самодельного прибора не стоит забывать о мерах безопасности.

К ним относятся:

• нельзя хранить легковоспламеняющиеся материалы рядом с аппаратом;
• чистку зольника и дымохода нужно осуществлять, когда котел остыл;
• не стоит использовать неисправный обогреватель;
• загрузочная дверца должна плотно закрываться;
• работающее оборудование нельзя надолго оставлять без присмотра;
• запрещается сжигать в топке токсичные материалы.

Наиболее популярные модели и их стоимость

Каракан 10 ТПЭ

Каракан 10 ТПЭ

Страна производитель: Россия.

Цена: 16,8 тыс. рублей.

Бастион М-КСТ-12 П

Страна производитель: Россия.

Цена: 33 тыс. рублей.

Буржуй-К Стандарт-10

Страна производитель: Россия.

Цена: 36,8 тыс. рублей.

Rival KT12

Страна производитель: Россия.

Цена: 39 тыс. рублей.

Lavoro Eco L12

Lavoro Eco L12

Страна производитель: Россия.

Цена: 45,9 тыс. рублей.

Траян Т10

Страна производитель: Россия.

Цена: 47 тыс. рублей.

Твердотоп Медведь 15

Страна производитель: Россия.

Твердотоп Медведь 15

Цена: 75 тыс. рублей.

«Буржуй-К» Эксклюзив-12

Страна производитель: Россия.

Цена: 104,6 тыс. рублей.

Отзывы:

Виктор Арсентьев, Тимошевск, Кубань 22.03.2017 год. Если покупать котлы без особых излишеств, то стоимость их одинаковая. Мне посоветовали «Буржуя» за 100 тыс. – заманчиво, но цена кусается. Знать бы за сколько он окупится и сколько я выиграю. А так, наверное, пока подумаю.

Николай Сазонов, Вятские Поляны, 20.03.2017 год. С одним согласен, что эти котлы экономят копеечку. Другое беспокоит – угарный газ. Что-то я не видел системы принудительного его удаления.

Буржуй-К Эксклюзив-12

Насколько помню он тяжелее воздуха. Как его удалять из подвала? Или строить систему вентиляции или отдельную котельную. И что оно выйдет?

Анатолий Звигло, Горячий Ключ, Краснодарский край, 24.03.2017: Установил у себя дома «Трояна» – горя не знаю. Экономия со всех сторон. Жду возражения, дескать, лес под боком. Врать не буду – дрова «халявошные». Договорился с лесничим на санитарную очистку, вывожу сушняк. Так он ещё и благодарен. Ну, тут уж кто как может. А что до местности без ресурсов, тут нужно маковку чесать и считать.

Самостоятельное изготовление ТКД, в котором реализованы удивительно гениальные, по своей простоте, изобретения – это не иллюзия – реальность. Пошаговая инструкция поможет вам в этом деле. Этот незатейливый агрегат сэкономит вам значительную часть семенного бюджета.

Имейте в виду: отопительный котёл, независимости от его конструкции – это устройство потенциально опасное. Не забывай не только о пожарной, но и в целом о безопасности на всех этапах изготовления и эксплуатации котла.

Правильный монтаж котла, гарантирует не только его безопасность, но и дополнительную возможность для обогрева других (хозяйственных) помещений дома.

Как сделать твердотопливный котел своими руками с небольшими затратами, смотрите в следующем видео:

2 Устройство продолжительного горения – классическая схема

Предлагаемая конструкция имеет мощность 22 кВт, КПД 75%. Работает на дровах 10 часов без догрузки, на угле – сутки. Топка имеет объем 83 литра до нижнего края загрузочного отверстия. Котел оборудуется автоматикой польского производства: блоком управления с термодатчиком KG Elektronik SP-05 и вентилятором DP-02. Общий вид показан на чертеже.

Работает устройство следующим образом:

1. 1. В топливник загружаются дрова и поджигаются. Дверцы закрываются герметично.
2. 2. На блоке управления выставляется требуемая температура нагрева, не менее 50°. Нажимается кнопка блока и вентилятор начинает нагнетать воздух.
3. 3. Когда достигается выставленная температура, прекращается подача воздуха вентилятором. Дрова медленно тлеют, тепла дают очень мало.
4. 4. Через некоторое время температура падает. Вентилятор опять включается и продолжается горение.

Электронный блок регулирует процесс горения, который происходит при максимальной эффективности. Тление практически отсутствует, применяются режимы интенсивного горения и ожидания.

На следующем рисунке показан вид изнутри.

Твердое топливо сжигается по классической схеме: тепло напрямую передается на стенки водяной рубашки и свод бака. В него вмонтирован теплообменник, забирающий тепло от газов. В топку черех воздуховод снизу подается подогретый воздух. Топливо, загруженное в больших количествах, обеспечивает продолжительное время работы котла. В ожидании, когда отключается вентилятор, воздух полностью перекрывается гравитационной заслонкой, срабатывающей от автоматики, естественная тяга перекрывается.

Чертеж демонстрирует заднюю часть с жаротрубным теплообменником.

Конструктивные особенности

Функционирование данного агрегата также основано на медленном сгорании (тлении) твёрдых горючих материалов. При этом они сгорают полностью и практически без отходов.

Этот энергетический агрегат устроен таким образом, что в топку, где размещено топливо, дозировано поступает кислород, регулируя процесс медленного горения (тления). Горение происходит сверху вниз, а не наоборот, как в традиционных печах.

Полезно знать: выгода данного типа котла: в качестве топлива можно использовать любой горючий материал, имеющийся в домашнем хозяйстве: старая одежда, одеяла, торф, строительный мусор, листва.

Медленная скорость горения позволяет загрузку котла производить один раз в несколько суток. ТКДГ отличаются друг от друга расположением топки для сгорания.

Верхняя зона. В этом случае твёрдое топливо по мере сгорания продвигается внутрь камеры.

Совет: если вы задумали сделать котёл с таким принципом горения, то для стенок необходимо использовать металлический лист толщиной не менее 3 мм, т. к. распространение высоких температур происходит снизу вверх по всей высоте.

Нижняя зона. В этом случае в результате горения между стенками и топливом возникает свободное пространство для газообразования. Так как возникновение и воздействие высоких температур происходит в одной точке, то для изготовления котла необходимо выбирать более толстый металл.

Достоинства котлов:

• Более низкая цена в сравнении с газовыми или электрическими:
• Высокий срок службы;
• Возможность использования разнообразно вида топлива;
• Длительный цикл работы при одноразовой загрузке.

Недостатки:

• Невозможность регулирования температурного режима;
• Невысокий КПД;
• Трудоёмкость процесса подготовки и загрузки топлива;
• Для поддержания высокого КПД необходимо регулярно чистить котёл;
• Трудоёмкие пусконаладочные работы.

Подключение и установка

Аппарат можно установить и подключить самостоятельно. Метод монтажа подбирается в зависимости от нескольких особенностей твердотопливного котла:

• Наружные стенки топки могут сильно нагреваться даже если вокруг нее имеется водяная рубашка;
• Самодельные изделия имеют одинарные стенки.

Котел не должен быть установлен ближе, чем на полметра от примыкающей стены. В том случае, если она сделана из горючего материала, нужно обеспечить дополнительную защиту из кирпичной кладки или листов оцинковки в совокупности с асбестовой прокладкой.

Затем между перекрытием и дымоходом оставляют пространство шириной не менее 25 сантиметров, которое заполняют базальтовой ватой и зашивают оцинковкой.

К тому же необходимо сделать правильный фундамент, ведь аппарат обладает большой массой, которая существенно увеличивается после закладки большого количества топлива. Обычно его делают из армированного бетона, заполняя щебнем. Потом к котлу присоединяют заранее подготовленный своими руками дымоход и подключают его к водяному контуру.

Схема подключения к водяному контуру:

Сборка котла по готовому проекту

Проще всего будет построить своими руками твердотопливный котел из кирпича. Его конструкция популярна и не требует сложных расчетов. Использовать такой котел можно сразу в нескольких целях, поэтому устанавливают их преимущественно на кухнях. Примечательно, что самостоятельно собрать такой агрегат смогут даже новички.

В процессе работы понадобится болгарка, сварочный аппарат с электродами, листовая сталь, кирпич, материалы для печного раствора, трубы и металлические уголки. Тем, кто никогда не держал в руках сварку, лучше всего выполнить резку деталей по чертежу котла на твердом топливе, а сварочные работы перепоручить профессионалу

Это важно, так как качество швов напрямую влияет на долговечность котла.

Положительный момент самостоятельного сооружения отопительного оборудования состоит в том, что можно подобрать размер твердотопливного котла и топки, а также рассчитать его мощность под конкретные нужды. Кроме того, в нем можно предусмотреть варочную поверхность или кирпичный свод, чтобы тепло аккумулировалось в процессе горения дров, а затем перераспределялось в систему отопления.

Теплообменник чаще всего делают прямоугольным, используя для этого прямоугольный профиль и трубы сечением 40-50 мм. Благодаря профилям облегчается стыковка труб, а швы получаются более прочными.

Опубликовано 04.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin