Котлы на твердом топливе длительного горения своими руками

Использование котла

Для твердотопливных котлов могут использоваться разные виды топлива:

• каменный и бурый уголь;
• антрацит;
• древесинные брикеты с дровами;
• горючие сланцы с торфом.

Для древесины характерен высокий выход летучих веществ при сгорании. Каменный уголь представляет собой наиболее популярное топливо. Горючие сланцы применяются для твердотопливного отопления сравнительно редко, что объясняется их высокой зольностью.

Сначала в топку необходимо загрузить выбранный вид топлива. Если для растопки используется каменный уголь, то пополнять его во время горения запрещается. Однако в случае использования древесины, в топку нужно добавлять дрова. Нельзя при этом широко открывать дверцы, чтобы не обжечься.

Лучше брать абсолютно сухое топливо, потому что влага может ухудшить его качества.

При отоплении торфом и углем следует обязательно применять коллектор подачи воздушного потока.

В аппарат любого вида топливо загружают только через дверь в верхней части оборудования.

Особенности загрузки топлива и эксплуатации

Сборка системы отопления

От простого котла, где полноценное воздухоснабжение необходимо по всему объему сжигания топлива, конструкция длительного горения, как отмечалось ранее, отличается ограниченностью этой подачи. Более того, объем загрузки непосредственно влияет на время горения, поэтому в нашем случае топочная загружается предельно плотно, чтобы не оставалось промежутков.

Топка изнутри

Топливо загружается в такой последовательности.

Загрузка котлаПробная топка котла

Шаг 1. Снимается верхняя крышка конструкции.

Шаг 2. Извлекается воздушный регулятор.

Шаг 3. Котел загружается топливом по уровень дымоходной трубы.

Шаг 4. Сверху топливо поливается небольшим количеством жидкости для розжига (соляркой, отработанным маслом и проч.).

Шаг 5. Воздушный регулятор устанавливается обратно, сверху надевается крышка.

Шаг 6. Воздушная заслонка открывается до предела.

Шаг 7. Поджигается кусок бумаги, бросается внутрь конструкции. Когда топливо начинает тлеть, воздушная заслонка закрывается.

Система отопления. ОбвязкаСистема отопления. Обвязка

О том, что началось перманентное горение, можно судить по появившемуся из дымоходной трубы дыму. По мере сжигания топлива труба меньшего диаметра будет опускаться вместе с воздушным регулятором – по этому своеобразному индикатору и можно определить количество оставшегося топлива.

Преимущества и недостатки самодельных котлов

Все большую популярность приобретают дровяные котлы длительного горения, изготовленные своими руками, причиной тому являются очевидные достоинства таких агрегатов:

• Продолжительность работы от одного заполнения топки дровами в 2 раза больше, чем у традиционных котлов, а от 1 загрузки угля – в 3 раза.
• Простота конструкции позволяет изготовить котельную установку самостоятельно, что выйдет намного дешевле заводского аналога.
• Возможность усовершенствования конструкции. Например, «законодатель мод» в этом направлении, бренд STROPUVA указывает в технических характеристиках рабочее давление в 1.6 Бар. Это невысокий показатель, усилив конструкцию, можно изготовить своими руками котел на твердом топливе рабочим давлением до 3 Бар.
• Нетребовательность к виду топлива. В камеру сгорания можно класть дрова, уголь, опилки и прочие горючие отходы. Главное, обеспечить к нему доступ воздуха. К влажности древесины также нет особых требований.

Мастера–умельцы несколько упростили конструкцию, чтобы самодельные котлы длительного горения на угле или дровах можно было изготавливать в домашних условиях. Изменение касается способа подачи воздуха в топку. Складывающаяся телескопическая конструкция довольно сложна в изготовлении и требует дополнительных затрат.

Вместо нее ставят стальную трубу, длина которой на 300—500 мм больше высоты топки, приваривая в конце «блин» и рассеиватели воздуха. Другой конец просто торчит из крышки котла, на нем делают воздушную заслонку для регулировки подачи воздуха, поворачиваемую вручную. Вентилятор для нагнетания не используется, горение происходит за счет естественной тяги. Изменения в конструкции можно проследить, изучив чертежи котлов на твердом топливе, сделанных своими руками.

Недостатки самодельных котлов длительного горения во многом повторяют недоработки в конструкции заводских агрегатов. Но есть пути для их исправления:

Трудности в изготовлении цилиндрического корпуса. Без вальцовочного станка или хотя бы трубогиба очень сложно сделать круглый корпус из листового металла. Как вариант, мастера применяют для топки баллоны из-под пропана или трубы соответствующего диаметра. Это прибавит веса конструкции, поскольку стандартные трубы больших диаметров имеют толщину стенки от 5 мм. Для изготовления водяной рубашки лучше применить тонкостенные трубы.

Заводские  котлы длительного горения затруднительно разжечь, загрузив камеру сгорания на четверть. Не всегда требуется длительная работа агрегата, иногда нужно немного протопить дом. Корпус котла круглый и высокий, через дверцу для загрузки очень непросто наполнить топку на четверть и разжечь. В самодельных агрегатах можно предусмотреть дополнительную дверцу посередине, не забывая о ее качественной герметизации.

В силу особенностей конструкции дровяные или угольные котлы длительного горения не рекомендуется загружать топливом «на ходу», надо дождаться полного сгорания предыдущей порции. Если во время работы поднять груз и открыть дверцу для закладки дров, то из нее повалит дым прямо в помещение. Вам придется закидывать дрова по-быстрому и кое-как, это неприемлемо. Недостаток лечится установкой теплоаккумулятора, который специалисты рекомендуют включать в обвязку любого твердотопливного котла.

В верхнем положении труба подачи воздуха самодельного котла будет торчать на высоту, равную высоте топки. Это следует предусмотреть, выбирая место для размещения водогрейной установки.

Как сделать котел своими руками – технология изготовления

Перед тем, как сделать твердотопливный котел своими руками, нужно разобраться во всех деталях конструкции. Порядок работы по сооружению твердотопливного котла длительного горения своими руками:

1. Изготовление контроллера подачи воздуха. Для этого труба оснащается наварным болтом. После этого при помощи болгарки из стального листа нужно вырезать круг, диаметр которого соответствует трубе. Его края оснащаются отверстиями с таким расчетом, чтобы добиться свободного погружения болта для крепления крышки обычной гайкой. С помощью этого круга в последующем можно будет дозировать объем поступающего воздуха, контролируя интенсивность пламени.
2. Эта же труба оформляется серией небольших горизонтальных просветов. Они будут выполнять функцию воздушных продухов.
3. Из стального листа изготовляется еще один круг: его диаметр должен на 5-10 мм уступать сечению топки. В центре круга проделывают отверстие под трубку с заглушкой, с дальнейшим привариванием в 20-30 см от края.
4. Изготавливают корпус. Если в этом качестве применяется старый газовый баллон, его нужно предварительно освободить от верхней части (там, где кран). При использовании трубы на 250 мм ее предварительно заглушают в нижней части.
5. Чтобы соорудить дымоход, сверху цилиндра (в 10-ти см от края) делают вырез диаметром 100 мм, вваривая туда трубу с толстыми стенками.
6. Для установки поддува для котла дно топки оснащается отверстием под трубу: ее нужно вставить таким образом, чтобы добиться выхода поддува для котла на твердом топливе за пределы корпуса. Обязательно нужно разместить его ниже уровня дымохода: это станет залогом хорошей циркуляции воздуха.
7. Теплорассеивающий экран сооружается из листа толщиной 10 мм. Из него вырезают круг диаметром 200-220 мм. Для удобства эксплуатации на экран наваривают арматурную ручку.
8. Конвекционный кожух имеет цилиндрическую форму. Его изготовляют из листового металла: в диаметре конструкция должна на 50-70 мм превосходить топку. Чтобы собрать конструкцию полностью, приваривают между собой основание котла и конвекционную камеру.
9. Для изготовления верхней крышки прибора, можно применить ранее отрезанную часть баллона. Если же использовался листовой металл, то из него изготовляется окружность такого же диаметра, с наварными ручками из арматуры.

Чтобы сделать циркуляцию воздуха максимально эффективной, на дно самодельного твердотопливного котла длительного горения приваривают стойки или опору высотой до 300 мм. Для этого подойдут ранее заготовленные уголки или швеллер

Реализуя проект, важно понимать, что безопасность работы агрегата в основном зависит от надежности корпуса. Его рекомендуется изготовить из огнеупорного стального листа от 5 мм

От толщины корпуса напрямую зависит скорость нагревания печки, и ее способность аккумулировать тепло.

Как сделать своими руками?

Понадобятся железные листы и трубы с толщиной металла не менее 4 мм. А лучше если он будет в 6-8 мм и жаростойких марок.

Простейшая конструкция – вертикальная труба высотой в 0,8-1 метр. Снизу обустраивается зольник с колосниками, а сверху устанавливается самоопускающийся распределитель воздуха с трубой подпитки камеры горения кислородом. В идеале стоит сделать двойные стенки, котел с ними прослужит дольше.

Теплообменник можно выполнить:

• в виде змеевика в верхней наиболее горячей части котла;
• сделав водяную рубашку вокруг всей топки (вставив внутрь еще одну трубу диаметром на 5-10 см меньше основной, а пространство между ними заполнить водой);
• или сформировав его вокруг дымоходной трубы сразу за топкой.

Как избежать проблем при строительстве и эксплуатации

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.

Контроль поступающего внутрь кислорода

Распределитель воздуха является наиболее важной частью печи длительного горения. Делается он из металлического круга чуть меньшего диаметра, нежели поперечник котла

Он и должен свободно опускаться под собственным весом и не допускать попадания лишнего кислорода. С внутренней стороны крест-накрест приваривается швеллер с высотой граней в 5 см.

Если сделать с большей высотой, то кислорода поступать будет слишком много – топливо будет прогорать быстро. Меньший размер наоборот не даст достаточного объема воздуха для постоянного тления.

Чтобы при полном опускании она немного выступала над крышкой печи. Верхушка этой трубы оборудуется небольшой заслонкой, с помощью которой будет регулироваться объем подаваемого внутрь топки воздуха.

Принцип работы

Принцип работы твердотопливных котлов длительного горения заключается в сжигании того или иного вида топлива способом верхнего либо верхне-нижнего горения. При происхождении данного процесса происходит увеличение длительности горения топлива, а также количество выделяемых калорий тепла.

Главной отличительной особенностью считается использование камер с большими параметрами, в которые закладывается топливо. Кроме того, верхнее горение обеспечивает достижение хороших результатов при горении всего лишь одной закладки.

Схема внутреннего устройства и чертежи

В твердотопливном котле отсутствует специальный колосник с зольником, а внизу находится закрытый поддон. Таким образом, нельзя допустить горение топлива в нижней части топки. Последняя построена в форме цилиндра.

Поток воздуха подается сверху, после чего распределитель воздуха разделяет его по всему объему. Распределитель является подвижным – опускается и поднимается.

Верхняя часть топки предназначается для накопления продуктов сгорания и частичек золы. От зоны первичного сгорания они отделяются огромным металлическим диском. При входе в камеру есть автоматический регулятор тяги, представляющий собой прибор для определения температуры теплоносителя, по которой регулируется скорость истечения газа. В качестве теплообменника используется полностью весь корпус.

Кроме того, в конструкции есть места для подключения подаваемой воды, обратной воды, термометра, регулятора тяги. Надежность обеспечивается благодаря теплоизоляционной оболочке.

Чертежи пиролизного котла длительного горения с водяным контуром:

Какое топливо используется

Современный рынок предлагает следующие виды твердого топлива:

• Дрова, или их европейскую разновидность, изготовленную из хвойных или лиственных опилок.
• Биопеллеты в гранулах. Речь идет о прессованных опилках, торфе, отходах деревообрабатывающей промышленности и сельского хозяйства.
• Каменный уголь и антрацит.
• Отходы деревообрабатывающей или сельскохозяйственной промышленности.

Для увеличения рентабельности отопления приоритетом выступают заводские или самодельные котлы универсального типа, способные потреблять все вышеперечисленные виды топлива. В этом плане очень хорошо зарекомендовало себя комбинированное оборудование, для работы которого подходит альтернативное топливо. Процедура переключения очень проста, и не занимает много времени.

Комбинированные котлы бывают:

1. Электрическими.
2. Твердотопливными.
3. Универсальными.

Устройство и описание работы котла

Традиционный способ сжигания дров и угля подразумевает нижнее горение топлива, для этого воздух подается снизу, через колосниковую решетку. Иначе действует принцип работы котла длительного горения на твердом топливе, дрова в таких агрегатах горят сверху. Камера сжигания имеет круглую форму, как и весь корпус водогрейной установки, в нем устроены 2 дверцы, — для закладки топлива и выгрузки золы. Пространство небольшой зольной камеры, находящейся внизу, отделено от топки колосниковой решеткой.

В котлах заводского изготовления в верхней части цилиндрического корпуса имеется проем, через него в топку подается воздух, нагнетаемый вентилятором. Изнутри к проему крепится воздушный канал в виде трубы, на конце которой закреплен стальной «блин» с отверстием для воздуха. Труба состоит из нескольких секций разного диаметра, образуя телескопическую конструкцию. Блин, являющийся грузом, сделан из металла толщиной до 10 мм, его диаметр меньше размера топки для свободного перемещения внутри нее. На нижней поверхности груза для лучшего рассеивания воздуха имеются металлические ребра. Телескопическая конструкция с грузом на конце оборудована механическим приводом поднятия – опускания. Общее представление о конструкции дадут чертежи котла длительного горения на твердом топливе.

Корпус топки окружен водяной рубашкой, к нее внизу и вверху врезаны штуцеры для входа и выхода теплоносителя. Дымоходный патрубок находится сверху и удаляет продукты сгорания из верхней зоны топки. Заводские отопительные котлы длительного горения оборудованы вентилятором для нагнетания необходимого количества воздуха в зону горения. Производительность вентилятора управляется приборами автоматики.

Камера сгорания заполняется топливом до нижней кромки загрузочной дверцы или немного выше, но чтобы дрова не выпадали. Розжиг производится через ту же дверцу вручную, после чего с помощью подъемного механизма сверху на разгоревшееся топливо опускается груз и дверца закрывается. Автоматика включает вентилятор подачи воздуха, управляя его оборотами в зависимости от температуры выходящего теплоносителя. Начинается верхнее длительное горение топлива, при этом на него оказывает давление груз, который постепенно опускается по мере прогорания до самой колосниковой решетки.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin