Котёл отопительный твердотопливный с водяным контуром — монтаж своими руками

Котел отопительный твердотопливный с водяным контуром своими руками

Для устройства водяного отопления в доме на твердом топливе необходим соответствующий котел. Лучше всего если он будет длительного горения. Его можно приобрести готовым, заказать или изготовить своими руками. В данной статье рассмотрено несколько конструкций отопительных твердотопливных котлов длительного горения с водяным контуром, которые можно изготовить своими руками.

Содержание статьи:

>Конструкции с традиционным горением топлива;

>с щелевидным теплообменником;

>с трубчатым теплообменником;

>с верхней загрузкой топлива;

>шахтного типа;

>Конструкции с горением топлива сверху-вниз;

>без подогрева воздуха;

>с камерой подогрева воздуха;

>Видео по теме;

Такой котел можно изготовить из листовой стали толщиной 3-5 мм своими руками. От обычных классических твердотопливных котлов с кратковременным горением он может отличаться:

  • большей вместимостью топливника;
  • большей площадью теплообменника или его формой;
  • способом загрузки топлива;
  • способом горения топлива.

Ниже рассмотрены  четыре возможных варианта разных конструкций такого агрегата, которые можно использовать при самостоятельном изготовлении:

  • вертикального котла с дополнительным щелевым теплообменником;
  • с дополнительным трубчатым теплообменником;
  • цилиндрической формы с верхней загрузкой;
  • шахтного типа.

На базе этих конструкций также можно изготовить свою, которая будет максимально учитывать ваши требования по размерам, мощности, способу сжигания топлива и т.д.

Правда, для того, чтобы изготовить такой тепловой агрегат самостоятельно, необходимы иметь некоторые навыки работы с металлом по его резке, сварке и иметь соответствующее оборудование. Особенно большое значение имеет качество сварочных работ.

Если вы не уверенны в своих способностях, то лучше эту работу поручить квалифицированному сварщику.

Твердотопливный отопительный котел длительного горения с водяным контуром этой конструкции работает по принципу сгорания топлива в нем по классической схеме: снизу – вверх. Топливо в такой котел загружается через верхнюю (загрузочную) дверку, а поджигается через нижнюю дверку топливника, которая также служит для его очистки.

Воздух в топливную камеру (топливник) подается через поддувальную камеру и колосниковую решетку.

С помощью дверки поддувальной камеры осуществляется регулирование подачи воздуха (тяги), а следовательно – силы и длительности горения твердого топлива.

Обратите внимание

При желании, можно устроить автоматическое регулирование подачи воздуха, вмонтировав в водяную рубашку котла датчик температуры с регулятором, которые используются в промышленных котлах.

Важно
Совет

Рис.

[/su_box]

1 Конструкция со щелевидным теплообмеником: 1 – дымовая труба; 2 – водяная рубашка; 3 – регистры; 4 – верхняя загрузочная дверка; 5 – топливо; 6 – нижняя дверка; 7 – колосниковая решетка; 8 – поддувальная дверка; 9 – нагретая вода из котла; 10 -“обратка”.

Можно обойтись и без регулятора, тогда регулировать процесс горения такого твердотопливного котла можно самостоятельно. В начале топки котла поддувальная дверка открывается больше для создания хорошей тяги.

После того, как топливо хорошо разгорится и температура воды в системе отопления поднимется до необходимой, дверку необходимо прикрыть до минимума, так чтобы обеспечить максимально длительное горения загруженного топлива.

Стенки такого отопительного котла двойные, с водяным контуром (водяной рубашкой) по всему периметру.

Кроме этого, в верхней части топливной камеры котла расположены дополнительные регистры-теплообменники водяного контура, которые могут быть двух вариантов: вытянутой прямоугольной (рис.

1) или круглой формы – из труб (рис.2). Эти регистры позволяют увеличить площадь нагрева теплоносителя в котле и тем самым увеличить его КПД.

Важно
Совет

Рис.

[/su_box]

2 Конструкция с регистрами из труб: 1 – дымовая труба; 2 – водяная рубашка; 3 – регистры; 4 – верхняя дверка; 5 – дрова; 6 – нижняя дверка; 7 – колосниковая решетка; 8 – поддувальная дверка; 9 – нагретая вода; 10 – “обратка”.

Еще одну конструкцию можно изготовить из двух труб большого диаметра с толщиной стенок 4-5 мм. Топливо в такой котел загружается сверху, а его поджигание и горение происходит снизу.

Отличительной особенностью такой конструкции является то, что, так как загрузочная двека находится сверху, то в него можно загружать дрова большой длины и толщины ( даже небольшие бревна) и большой их объем. В результате сгорание топлива происходит длительное время.

Кроме того, интенсивность и длительность горения регулируется поддувальной дверкой. При желании, можно установить автоматический регулятор тяги с цепочкой, как у заводских котлов. Дымовая труба выведена в сторону.

Важно
Совет

Рис.

[/su_box]

3 Конструкция цилиндрического котла с верхней загрузкой топлива: 1 – наружная стенка; 2 – водяная рубашка; 3 – внутренняя стенка; 4 – топочная дверка; 5 – поддувальная дверка; 6 – загрузочная дверка; 7 – дымовая труба; 8 – фундамент

Данная конструкция является так называемым котлом шахтного типа. Топливо в нем загружается в вертикальную камеру (шахту)через верхний люк и поджигается снизу.

Но, в отличие от традиционных котлов с нижним горением, здесь загрузочная камера не является одновременно и топливником, а пламя и горячие газы поступают в соседнюю камеру, где и расположен теплообменник из труб и листового железа.

Горячие продукты горения проходят по трубам теплообменника и нагревают теплоноситель находящийся там.

Длительность горения в таких котлах зависит, как от объема загрузочной камеры (шахты), так и количества подачи воздуха через поддувальную или комбинированную топочную дверку.

Рис 4. Конструкция котла длительного горения шахтного типа.

Данная конструкция твердотопливного котла с водяным контуром отличается тем, что длительное горение топлива в нем достигается не только объемом топливной камеры, но и способом сгорания в нем топлива: сверху- вниз.

Такой способ обеспечивает более длительное и равномерное горение топлива, но в отличие от конструкции рассмотренной в статье “Котел отопительный твердотопливный длительного горения своими руками” имеет водяной контур в виде водяной рубашки и дополнительных регистров из труб.

Топливо в таком котле загружается через боковую загрузочную дверку. Перед загрузкой труба, подающая воздух поднимается в верхнее положение. После загрузки топлива, оно поджигается сверху, боковая дверка герметично закрывается, а воздушная труба опускается на топливо, обеспечивая процесс горения кислородом.

Регулирование тяги осуществляется заслонкой на верхнем торце воздушной трубы. Как и в случае с отопительным котлом такого вида без водяного контура воздушная труба изготавливается с приваренным к ней внизу «блином» – распределителем воздуха.

К «блину» снизу привариваются веером стальные пластины для равномерной подачи воздуха к месту горения топлива.

Важно
Совет

Рис.

[/su_box]

5 Конструкция с водяной рубашкой и дополнительными регистрами: 1 – воздушная труба; 2 – регистры; 3 –  водяная рубашка; 4 – загрузочная дверка; 5 – горячая вода из котла; 6 – дымовая труба; 7 – “обратка”; 8 – топливо; 9 – дверка для очистки топливника.

Стенки такого твердотопливного отопительного котла изготавливаются двойными, с водяным контуром, который подключается к системе отопления дома. Для увеличения КПД котла, вверху топливника можно разместить дополнительные регистры-теплообменники, но таким образом, чтобы они не мешать движению трубы при работе котла.

Возможна и более сложная конструкция такого твердотопливного котла длительного горения в водяным контуром. В этом случае в верхней части топливника устраивается камера для подогрева воздуха. Труба, подающая воздух в этом случае не поднимается наружу, как в первом варианте а двигается по направляющей в пределах этой камеры.

Для того, чтобы поднять воздушную трубу вверх (при загрузке топлива) используется трос, который соединяется с её верхним торцом и выводится через регулировочное отверстие в верхней части котла. Регулировочное отверстие служит также для регулирования подачи воздуха в камеру, а значит и тяги котла.

Преимуществом второго варианта является то, что воздух к месту сгорания топлива подается подогретым и способствует лучшему сгоранию топлива и выделяющихся из него газов. Недостаток: более сложная конструкция и невозможность установки дополнительных регистров водяного контура.

Важно
Совет

Рис.

[/su_box]

6 Конструкция с водяной рубашкой и с камерой подогрева воздуха: 1 – корпус; 2 – воздушная телескопическая труба; 3 – водяная рубашка; 4 – загрузочная дверка; 5 – дымовая труба; 6 – трос для поднимания воздушной трубы; 7 – “обратка”; 8 – топливо; 9 – прочистка; 10 – трос регулировочной заслонки подачи воздуха; 11 – “блин” с приваренными полосами; 12 – камера подогрева воздуха.

Ниже Вы можете просмотреть видеоролик (фотоотчет) об изготовлении самодельного твердотопливного котла длительного горения с верхним горением.

Электрические котлы отопления

Отопительные печи длительного горения с водяным контуром для дома

Источник: http://www.postroj-dom.ru/otoplenie/153-kotel-otopitelniy-tverdotoplivniy-s-vodianim-konturom.html

Твердотопливный котел своими руками: фото, чертежи

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.

Концепция твердотопливного котла

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

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

Примитивный водяной котёл на твёрдом топливе с экономайзером дымовой трубы

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

Обратите внимание

Котлы из металла являются наиболее простыми устройствами, изготовление которых допускает использование подручных материалов и возможно с помощью доступных инструментов.

Но из этого не следует, что их производство и монтаж можно выполнить без, как минимум, эскизов заготовок и узлов, а также чётко разработанной технологии — последовательности, способов выполнения отдельных этапов подготовительных и основных работ.

Выбираем конструкцию обогревательного котла

Печи для обогрева и твердотопливные котлы при сходстве процессов горения различаются по функциональности.

Отопительный котёл, в отличие от печи, должен не только обогревать помещение по месту установки, сжигая дрова или уголь, но и снабжать отопительный контур нагретым теплоносителем.

Но для выполнения второй задачи мало разместить в печи теплообменник (участок отопительного контура) — необходимо также обеспечить непрерывность горения топлива и равномерность циркуляции теплоносителя через этот змеевик.

Трубный теплообменник твёрдотопливного котла из огнеупорного кирпича

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

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

Каждая разновидность котельного оборудования, работающего на твердом топливе, имеет свои особенности конструкции и нюансы изготовления.

Планируя самостоятельную сборку отопительного агрегата, необходимо решить, какой конструкции отдать предпочтение — с нижним или верхним (шахтным) способом горения.

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

Схематичное изображение в разрезе твёрдотопливного котла с нижним горением топлива

В твёрдотопливных котлах шахтной конструкции загрузка дров производится через дверку, которая расположена в верхней части камеры сгорания.

Такие агрегаты оборудуются принудительной тягой, которая направлена сверху вниз — гонит дым в нижнюю часть топки, где он в смеси с воздухом сгорает, а по пути подогревает и дополнительно просушивает топливо нижних ярусов.

Важно

Схема работы твёрдотопливного отопительного котла с верхним способом горения топлива

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

Твёрдотопливный стальной котёл нижнего горения без отделки

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

Выбор типа отопительной техники во многом определяется видом твердого топлива, которым будет снабжаться нагревательный прибор.

Если у вас под рукой в большом количестве дрова, лучше будет, если сделанный вами котел будет рассчитан на топку дровами. При большей доступности каменного угля подойдет другая модель.

Длительность горения закладки, качество обогрева определяются типом твердотопливного котла, его мощностью и эффективностью конструкции.

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

Сооружение камеры сгорания из огнеупорного кирпича с размещением внутри теплообменника

Выбор котла с конструкцией приемлемой сложности необходимо делать после анализа технического исполнения и объективной оценки своей компетенции и возможностей.

При наличии сомнений, чтобы исключить вероятность неоправданной порчи материала, лучше отдать предпочтение агрегату простой, понятной по чертежам конструкции — даже такой твёрдотопливный котёл способен обеспечить дом теплом в холодное время года.

Источник: https://ZnatokTepla.ru/kotly/tverdotoplivnie/delaem-tverdotoplivnyj-kotel-svoimi-rukami.html

Как сделать котел длительного горения своими руками – пошаговое руководство

Содержание:

Самым оптимальным источником отопления для отдаленных районов без газификации и электрификации является твердотопливный котел длительного горения. Благодаря надежности, экономичности и эффективности он нередко используется для оснащения загородных домов и коттеджей.

Как работает агрегат

Обычные твердотопливные котлы способны проработать на одной закладке около 6-7 часов. Если по истечении этого времени в топку не подбросить очередную порцию топлива, это приведет к снижению температуры в доме.

Причина кроется в циркуляции основного тепла в помещении по принципу свободного движения воздуха: после нагревания он поднимается вверх и выходит на улицу. Тепловой ресурс одной закладки дров прибора длительного горения рассчитан на 24-48 часов.

В отдельных моделях горение поддерживается почти неделю.

Секрет здесь в следующем: в отличии от традиционных котлов, схема котла длительного горения включает в себя не одну, а две камеры сгорания. Первая из них предназначена для сжигания топлива, вторая – для поступивших из первой камеры газов.

Качество процесса во многом зависит от своевременной подачи воздуха, для чего в конструкции имеется вентилятор.

Подобный подход является инновационным: его впервые представила литовская компания Stropuva в 2000 году, после чего чертежи твердотопливных котлов длительного горения были взяты на вооружение ведущими производителями котельного оборудования.

На сегодняшний день агрегаты, работающие по этому принципу, являются наиболее недорогим и практичным вариантом обогрева домов в местностях, лишенных газификации. Сутью работы приборов данного типа выступает горение верхнего топлива.

Обычно месторасположением топки является нижняя часть: как следствие, холодный воздух после нагревания имеет возможность подниматься вверх.

Совет

Котлы длительного горения очень похожи на пиролизные: выделение основной порции тепла происходит не от сгорания твердых брикетов, а от выделившегося при этом газа.

Для сгорания внутри конструкции имеется специальное закрытое пространство. Камеры соединены между собой телескопической трубой, по которой выделившийся газ из первого отделения поступает во второе.

Процесс его дожига сопровождается смешиванием с холодным воздухом, нагнетаемым вентилятором. Эта процедура проистекает без пауз, до полного перегорания топлива.

Она отличается достаточно высоким температурным режимом – до +1200 градусов.

Причина медленного прогорания заключается в нагнетании воздуха, в результате чего прогорает только верхняя часть топливной закладки. Увеличение подачи воздуха происходит только после полного перегорания верхнего слоя.

В продаже имеется целый ряд нагревательных приборов, сутью работы которых является один и тот же чертеж котла длительного горения на дровах. Разная степень их экономичности и эффективности объясняется различием размеров, материалов изготовления и наличием дополнительных функций.

Для работы универсальных ТТ котлов можно использовать любое топливо, что значительно упрощает их обслуживание. Наиболее экономичными моделями считаются дровяные ТТ котлы.

Конструкционные особенности и устройство

Камера для закладки топлива любого котла длительного горения отличается внушительными размерами. Это параметр напрямую влияет на время перегорания топливной закладки. В настоящее время встречаются две успешно конкурирующие между собой технологии, реализуемые в ТТ котлах: речь идет о приборах Булерьян и Стропува.

Дороговизна и сложность изготовления чертежа котла длительного горения своими руками ставит определенные препятствия на пути распространения последнего из них на территории нашей страны. В отличии от него, метод Булерьян широко используем народными умельцами для самостоятельной организации отопления загородных домов.

Чертеж котла длительного горения на твердом топливе Булерьян состоит из следующих узлов:

  1. Металлического корпуса, закрывающего внутренние камеры.
  2. Нижней камеры для сжигания топлива.
  3. Верхней камеры для сжигания газа.
  4. Дверцы для закладки дров. Она расположена в верхней части конструкции из-за больших размеров нижнего отсека для закладки ресурса.
  5. Дымового патрубка. Он находится в верхней части котла и подключен к дымоходу.
  6. Зольная камера. Расположена внизу котла и предназначена для его чистки.

Также имеется еще одна любопытная деталь. Как известно, в обычных печах функция поддувала выполняется зольником: именно через него поступает необходимый для горения воздух.

В случае с Булерьян зольный отсек делается полностью герметичным: каналом подачи воздуха здесь является верхняя воздушная камера. Для регулировки подачи кислорода в верхней части этой камеры имеется заслонка.

По ходу сгорания дрова в топке постепенно оседают, что приводит к опусканию распределителя. Таким образом обеспечивается беспрерывная подача свежего воздуха.

Источник: https://teplospec.com/tverdotoplivnoe-otoplenie/kak-sdelat-kotel-dlitelnogo-goreniya-svoimi-rukami-poshagovoe-rukovodstvo.html

Твердотопливный котел своими руками: инструкция по изготовлению самодельного теплогенератора

Отсутствие централизованного газоснабжения осложняет жизнь домовладельца: зимой греться придется дровами или углем, которые постоянно нужно подкладывать.

Но есть у этой ситуации и положительная сторона: теплогенератор имеет простейшую конструкцию, поэтому его легко можно сделать самостоятельно.

При этом пользователь не только экономит значительную сумму, но и получает агрегат, максимально соответствующий его потребностям. Как делается твердотопливный котел своими руками, и какие идеи можно позаимствовать у заводских моделей?

Принцип работы

В общих чертах принцип действия котла на твердом топливе выглядит так:

  1. В специальную камеру, именуемую топкой, помещаются дрова, уголь и тому подобное топливо.
  2. Загруженное топливо поджигается. Процесс его сжигания в разных котлах может иметь некоторые особенности, но суть всегда остается неизменной: происходит реакция окисления органических молекул с выделением большого количества тепла. Скорость горения, а соответственно и мощность теплообразования, будет зависеть от количества поступающего в топку воздуха. Его можно регулировать при помощи подвижной заслонки, установленной на воздухозаборнике (поддувале).
  3. Образующееся при сгорании топлива тепло, как и тепло отходящих дымовых газов, нагревает содержимое специального резервуара – теплообменника. Через входной и выходной патрубки теплообменник подсоединяется к отопительному контуру и становится, таким образом, его частью. Нагретая в теплообменнике среда за счет конвекции или работы насоса поступает в отопительный контур, распределяя по нему тепловую энергию.

Котел длительного горения — принцип работы

Образующийся при сгорании топлива дым за счет конвекции удаляется через вертикальную трубу – дымоход.

Котел твердотопливный длительного горения своими руками — чертежи, схема, варианты конструкции

Существует множество разновидностей таких теплогенераторов. Мы остановимся на нескольких основных видах:

Классический котел прямого горения

Конструкцию этого котла можно назвать бесхитростной. Устроен он так же, как и традиционная русская печь.

Топка – это просто камера, а топливо поджигается и сгорает обычным способом, как, например, в костре.

Классический котел прост в изготовлении, но у него есть существенный недостаток: топливо сгорает слишком быстро – через каждые 4 часа приходится подкладывать новую порцию. Улучшить ситуацию можно несколькими способами:

Ограничить с помощью заслонки поступление воздуха, так чтобы топливо не горело, а медленно тлело

Этот вариант крайне нерационален:

  • Окисление топлива становится неполным, вследствие чего дым содержит большое количество сажи, угарного газа (относится к вредным выбросам) и различных ядовитых веществ.
  • Из-за низкой температуры выхлопа образуется большое количество конденсата, насыщенного вышеупомянутыми токсинами.
  • КПД котла значительно понижается.

Оборудовать систему отопления тепловым аккумулятором

Это объемистый резервуар, в котором хранится запас перегретого теплоносителя. Дрова в котле будут сгорать быстро, но произведенное при этом тепло не вылетит в трубу, а останется в теплоаккумуляторе, так же как оно остается в кирпичных стенках русской печи. Следовательно, топить котел нужно будет реже.

Оборудовать котел системой автоматики с принудительной подачей воздуха

Идея в следующем:

  • после выработки достаточного количества тепла (отслеживается по температуре теплоносителя) автоматика полностью перекрывает заслонку;
  • пламя гаснет и котел, можно сказать, выключается;
  • при охлаждении теплоносителя автоматика открывает заслонку и запускает вентилятор, который раздувает огонь в топке.

Котел с наддувом

Блок автоматики с вентилятором можно приобрести в магазине. Единственный недостаток такого решения – зависимость от электроснабжения.

Котел с верхним горением

В таком отопителе топливо укладывается в виде колонны и поджигается сверху. В направлении сверху вниз пламя движется гораздо менее охотно, чем снизу вверх, поэтому закладка горит дольше. К тому же для предотвращения быстрого распространения огня воздух подается точно в зону горения.

Теплогенератор с верхним горением достаточно сложен в устройстве, но существует его упрощенная разновидность, доступная для самостоятельного изготовления. Это так называемая печь «Бубафоня», конструкция которой была разработана Афанасием Бубякиным.

Проблема в том, что при наличии водяной рубашки характеристики этого агрегата сильно падают (низкий КПД, печь сильно коптит), поэтому использовать его в качестве котла нерационально.

Газогенераторный (пиролизный) котел

Подвергнутые воздействию высокой температуры молекулы органического топлива (биополимеры) частично распадаются на различные газообразные вещества (древесный газ), многие из которых могут гореть.

Такой распад называют пиролизом. При обычном горении эта смесь газов большей частью выбрасывается в дымоход. В газогенераторном котле она отводится в отдельную камеру (камера дожигания), где и сгорает.

Такой котел имеет ряд достоинств (высокий КПД, длительная работа на одной закладке и пр.), но он сложен в изготовлении, требует применения специальных катализаторов и нуждается в принудительной подаче воздуха.

Схема газогенераторного котла

Можно изготовить упрощенный вариант по типу печей «Профессор Бутаков», «Breneran» и «Bullerjan», у которых в верхней части топки имеется подобие камеры дожигания.

Но такие агрегаты, во-первых, рассчитаны на эксплуатацию в режиме тления, о недостатках которого мы говорили выше, а во-вторых, как и «Бубафоня», сильно теряют в характеристиках при отборе теплоты водой, то есть при использовании в качестве котла.

Итак, наиболее подходящим для самостоятельного изготовления является классический котел, который при наличии в доме электроснабжения можно оборудовать автоматикой с наддувным вентилятором.

Схема котла

Самодельный отопитель будет иметь такую конструкцию:

  1. Топка – «коробка» глубиной 460 мм, шириной 360 мм и высотой 750 мм с общим объемом 112 л. Объем топливной загрузки для такой камеры сгорания составляет 83 л (весь объем топки заполнять нельзя), Что позволит котлу развивать мощность до 22 – 24 кВт.
  2. Днище топки – решетка из уголка, на которую будут укладываться дрова (через нее в камеру будет поступать воздух).
  3. Под решеткой должен быть отсек высотой 150 мм для сбора золы.
  4. Теплообменник объемом 50 л большей частью расположен над топкой, но нижняя его часть охватывает ее с 3-х сторон в виде водяной рубашки толщиной 20 мм.
  5. Подсоединенная к верхней части топки вертикальная дымоотводящая труба и горизонтальные жаровые трубы располагаются внутри теплообменника.
  6. Топка и зольник закрыты герметичными дверцами, а забор воздуха осуществляется через трубу, в которой установлен вентилятор и гравитационная заслонка. Как только вентилятор выключается, заслонка под собственным весом опускается и полностью перекрывает воздухозаборник. Как только термодатчик зафиксирует снижение температуры теплоносителя до заданного пользователем уровня, контроллер включит вентилятор, поток воздуха откроет заслонку и в топке разгорится огонь. Периодическое «отключение»котла в сочетании с увеличенным объемом топки позволяет продлить работу на одной загрузке топлива до 10 – 12 часов на дровах и до 24-х часов на угле. Хорошо зарекомендовала себя автоматика польской компании KG Elektronik: контроллер с термодатчиком – модель SP-05, вентилятор – модель DP-02.

Чертеж котла на твердом топливе

Топка и теплообменник окутываются базальтовой ватой (теплоизоляция) и помещаются в корпус.

Первым делом надо подготовить все необходимые заготовки:

  1. Стальные листы толщиной 4 – 5 мм для изготовления топки. Наилучшим образом подходит легированная сталь жаропрочных марок 12Х1МФ или 12ХМ (с добавками хрома и молибдена), но варить ее нужно в среде аргона, поэтому понадобятся услуги профессионального сварщика. Если же вы решите сделать топку из конструкционной стали (без легирующих добавок), то следует применять низкоуглеродистые марки, например, Сталь 20, так как высокоуглеродистые от воздействия высокой температуры могут утратить пластичность (происходит их закалка).
  2. Тонколистовая сталь толщиной 0,3 – 0,5 мм, окрашенная полимерным составом (декоративная обшивка).
  3. 4-миллиметровые листы конструкционной стали для корпуса.
  4. Уголок 50х4 мм, из которого будет набираться колосниковая решетка.
  5. Труба Ду50 (жаровые трубы внутри теплообменника и патрубки для подключения отопительной системы).
  6. Труба Ду150 (патрубок для присоединения дымохода).
  7. Труба прямоугольная 60х40 (воздухозаборник).
  8. Стальная полоса 20х3 мм.
  9. Базальтовая вата толщиной 20 мм (плотность – 100 кг/куб. м).
  10. Асбестовый шнур для герметизации проемов.
  11. Ручки для дверок заводского изготовления.

Сварку деталей следует выполнять электродами МР-3С или АНО-21.

Теплообменник для твердотопливного котла своими руками

Сначала из двух боковых, одной задней и одной верхней стенок собирается топка. Швы между стенками выполняются с полным проваром (они должны быть герметичными). Снизу к топке с 3-х сторон горизонтально приваривается стальная полоса 20х3 мм, которая будет служить днищем водяной рубашки.

Далее к боковым и задней стенкам топки нужно торцами приварить в произвольном порядке короткие отрезки трубы небольшого диаметра – так называемые клипсы, которые обеспечат жесткость конструкции теплообменника.

Теперь к полосе-днищу можно приварить наружные стенки теплообменника с предварительно выполненными отверстиями под клипсы. Длина клипс должна быть такой, чтобы они слегка выступали за наружные стенки, к котором их нужно приварить герметичным швом.

Самодельный котел из листового металла

Обратите внимание

В передней и задней стенках теплообменника над топкой вырезаются соосные отверстия, в которые ввариваются жаровые трубы.

Остается приварить к теплообменнику патрубки для соединения с контуром отопительной системы.

Сборка котла

Агрегат нужно собирать в следующей последовательности:

  1. Сначала изготавливают корпус, прихватив короткими швами к его днищу боковые стенки и обрамления проемов. Нижним обрамлением проема зольника служит само днище корпуса.
  2. Изнутри к корпусу приваривают уголки, на которых будет укладываться решетчатый поддон топки (колосниковая решетка).
  3. Теперь нужно приварить саму решетку. Уголки, из которых она состоит, нужно приварить наружным углом вниз, так чтобы поступающий снизу воздух равномерно распределялся двумя наклонными поверхностями каждого уголка.
  4. Далее к уголкам, на которых уложена колосниковая решетка, приваривают топку с теплообменником.
  5. Дверцы топки и зольника вырезаются из стального листа. Изнутри они обрамляются стальной полосой, уложенной в два ряда, между которыми нужно уложить асбестовый шнур.

Далее приваривают дымоотводящий патрубок и воздуховод с фланцем для установки вентилятора. Воздуховод заводится внутрь котла через отверстие посредине задней стенки чуть ниже колосниковой решетки.

Теперь надо приварить к корпусу котла ответные части петель дверок и несколько кронштейнов шириной 20 мм, к которым будет крепиться обшивка.

Теплообменник нужно обложить с трех сторон и сверху базальтовой ватой, которая стягивается шнуром.

Поскольку утеплитель будет контактировать с горячими поверхностями, он не должен содержать фенол-формальдегидного связующего и других веществ, испускающих при нагреве токсичные летучие вещества.

При помощи шурупов к кронштейнам прикручивается обшивка.

Сверху на теплогенератор устанавливается контроллер автоматики, а к фланцу воздуховода прикручивается вентилятор.

Температурный сенсор нужно поместить под базальтовую вату, так чтобы он контактировал с задней стенкой теплообменника.

При желании котел можно оборудовать вторым контуром, позволяющим эксплуатировать его в качестве водонагревателя.

Контур имеет вид медной трубки диаметром около 12 мм и длиной 10 м, намотанной внутри теплообменника на жаровые трубы и выведенной наружу через заднюю стенку.

Видео на тему

Источник: https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/kotly/tverdotoplivnyj-svoimi-rukami.html

Котлы длительного горения на дровах своими руками, загрузка 24 часа

Твердотопливный котел на дровах с водяным контуром устанавливают в доме с постоянным проживанием людей. Период между закладками топлива классического агрегата не превышает 4÷8 часов.

Работающий котел без присмотра не оставляют.

Изменить время топки позволяют модернизированные котлы длительного горения на дровах своими руками, загрузка 24 часа — оптимальный период работы агрегата без промежуточной закладки топлива.

В основу твердотопливного котла заложен принцип длительного и экономичного сжигания топлива

Важно

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

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

Твердотопливный котел в полуавтоматическом режиме

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

Принцип работы агрегата длительного горения — принудительное, последовательное, направленное сверху вниз тление древесины, при котором выделяется метан, угарный газ и водород.

Недостаток кислорода замедляет скорость распространения пламени. Дополнительная тепловая энергия образуется при сжигании топочного газа. Поток уходящих продуктов горения омывает поверхность теплообменника на выходе из котла.

Конструкция позволяет загрузку дров один раз в сутки.

Таблица 1. Цена котлов длительного горения на твердом топливе:

Марка котла (страна производитель) Цена, рублей
Zota Mix — 32 (Россия) 38700
Stropuva Mini S8 (Прибалтика) 58240
Твердотопливный котел длительного горения ОРОР Н 412 (Чехия) 51731

Пиролизные котлы длительного горения

Пиролизные агрегаты — одна из разновидностей котлов длительного горения. Поэтапное разделение процесса горения повышает эффективность и продлевает время работы газогенератора. Топку пиролизного котла разделяет специальная форсунка.

В первом отсеке, под действием высоких температур, закладка дров выделяет горючий газ. Второй служит для дожига продуктов разложения древесины. В зольнике образуется минимальное количество золы, а дымоход не обрастает отложениями сажи.

Газогенераторные установки предназначены для систем отопления жилых домов, площадь которых больше 100 м².

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

Марка Цена, рублей
Твердотопливный пиролизный котел МС-16 (Россия) 132000
Стальной пиролизный котел Buderus Logano S171-22 W (Чехия) 202250
Твердотопливный пиролизный котел Буржуй — К СТАНДАРТ-20 (Россия) 49800
Газогенераторный котел КО12 (Россия) 52494

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

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

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

Устройство котла на твердом топливе

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

Таблица 3. Объемная теплота сгорания древесины разных пород:

Вид древесины (влажность не более 20%) Теплотворная способность, кВтч/кг Удельная плотность дров, кг/м³ Объемная плотность, кг/дм³ Температура горения, °С
ель 4,3 450 1,4 600
сосна обыкновенная 4,3 520 1,6 660
береза 4,2 650 1,9 890
дуб 4,2 720 2,0 900

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

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

Статья по теме:

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

Кубометр березовых дров весит 650 кг. Часовой расход топлива составит ≈ 0,004 м³/ч (2,4/650 = 0,0037).

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

Совет

Березовые дрова ложатся неплотно, поэтому объем закладки увеличится в 1,9 раза — до 0,008 м³/ч (0,004х1,9 = 0,0076).

По условию – загрузка 1 раз в 24 часа, соответственно объем топлива 0,2 м³ (0,008х24 = 0,192).

Следует тщательно продумать выбор дров для твердотопливного котла

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

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

Рабочий размер топки дровяного котла для отопления дома (площадь 80 м², березовые дрова) — 0,7х0,6х0,5 м. Общие габариты готового котла увеличатся вдвое, если учесть толщину обшивки, размер теплообменника, воздушной и камеры дожига, зольника, каналов для удаления дымовых газов.

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

Твердотопливный котел на дровах является хорошей альтернативой газовому отоплению

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

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

Первичный воздух к зеркалу горения подают по вертикальной трубе. Статичную или телескопическую конструкцию монтируют в верхней стенке котла. Ось поршня проходит по центру цилиндрической топки.

Обратите внимание

Зазор между воротником и трубой подачи первичного воздуха оформляют приварным бортиком, который обеспечивает свободный ход штока и минимальный подсос воздуха в воздушную камеру для дожига древесных газов.

Чертеж металлической печи с топкой длтельного горения

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

Конструктивные пропорции котла «Бубафоня»:

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

Самодельный котел длительного горения «Бубафоня» с вертикальной топкой

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

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

S = 1,75хN (м²), где

S — площадь сечения выходного патрубка (см² или м²);

N — тепловая мощность котла (кВт/ч);

1,75 — коэффициент, полученный эмпирическим путем (м²ч/кВт).

Чертеж печи длительного горения

N = m*qw (кВт/ч), где

m — масса дров одной загрузки (кг);

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

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

m = Vk*md (кг), где

Vk = πD²/(4*hт) (дм³), где

hт — высота загрузочной камеры.

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

Диаметр топки котла, мм Толщина диска, мм Высота направляющих ребер распределителя воздуха, мм
300 8-10 40
400 6-8 50
600 4-6 60
800 2,5-4 80

Принцип работы и чертежи пиролизных котлов своими руками

Самодельные пиролизные агрегаты устанавливают для отопления домов большой площади. Конструкция топки, форсунки и дымовых каналов усложняет сборку самодельных газогенераторов.

Принудительная циркуляция теплоносителя и подача воздуха в зону горения означают зависимость работы котла от внешних факторов.

Снизить риск аварийной поломки котла позволяет шибер для сброса тепловой энергии и теплообменник рубашечного типа.

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

Корпус котла сварен из толстостенной (4÷5 мм) листовой стали. Загрузка дров — фронтальная.

Тепловое излучение передается своду котла, боковым стенкам камеры и нагревает воздух, поступающий в зону горения.

Плотность и герметичность топочной камеры обеспечивает затвор с отражателем и поворотным болтом на загрузочном и зольном люках. Воздух в топочную камеру подается принудительно, вентилятором.

Рубашка теплообменника полностью охватывает топку и частично камеру дожига пиролизных газов. Зазор (3÷5 см) заполнен водой.

Теплообмен задней стенки увеличен: с одной стороны теплообменник граничит с топкой, другая стенка рубашки соприкасается с каналом дымохода.

Встроенный по ходу движения дымовых газов теплообменник понижает температуру уходящих дымовых газов до 100оС. Внутренний объем котлового контура принимают 5÷25 % от суммарной емкости системы отопления.

Типовая схема обвязки пиролизного котла

Важно

Патрубок подачи теплоносителя в систему потребителя расположен сверху. Врезка обратного трубопровода — снизу.

Охлаждение возвратного теплоносителя ниже 65°С, опасно выпадением на стенках теплообменника кислотного конденсата, который разрушает сталь.

При небольшой мощности котла температуру между подающей и обратной линией выравнивают с помощью установки перепускного клапана. Котловой контур большого дома дополняют элеваторным узлом и циркуляционным насосом.

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

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

Схема отопления котлом в частном доме

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

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

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

Совет

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

Схемы устройства пиролизных котлов разных типов

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

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

Материал для изготовления пиролизного котла:

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

Двухконтурный твердотопливный котел с накопительным баком для горячей воды

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

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

Инструменты для изготовления котла:

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

Схема подключения отопительного котла

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

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

Установка котлов длительного горения на дровах своими руками

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

Нормативное значение веса для самодельных котлов длительного горения на дровах — 250 кг/м². Соблюдение условия допускает установку агрегата на ровной устойчивой поверхности без фундамента. Площадь места установки выносят за проекцию корпуса агрегата на 15 см (перед топочной дверцей 30 см).

Устройство стального твердотопливного котла Buderus Logano

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

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

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

Источник: http://remoo.ru/otoplenie/kotly-dlitelnogo-goreniya-na-drovah-svoimi-rukami-zagruzka-24-chasa

Ссылка на основную публикацию