Как сделать твердотопливный котел своими руками чертежи. Пошаговая инструкция создания котла твердотопливного длительного горения своими руками по чертежам. Варианты чертежей пиролизного котла длительного горения для сборки своими руками

20.06.2020

Изготовление твердотопливного котла собственными руками - сложное и ответственное мероприятие, требующее тщательной подготовки. Необходимо знать технологию производства, владеть навыками сварки и работы с металлами. Следуя главным правилам разработки котлов, вы создадите отопительное устройство быстро и с минимальными затратами.

Описание и принцип действия твердотопливного котла

Общий вид котла

Твердотопливный котёл длительного горения - это большая топка, имеющая ограниченную зону сжигания твёрдого топлива и контролируемое поступление кислорода. Принцип работы устройства основывается на способности твердотопливных элементов тлеть в течение длительного времени с повышенной теплоотдачей. В процессе происходит полное прогорание вещества с минимальным образованием отходов.

Загрузка большого количества твёрдого топлива в топку происходит в среднем 1–2 раза в сутки, однако есть агрегаты, способные функционировать в течение нескольких дней. Путём регулирования притока кислорода в зону сгорания происходит замедленное тление при повышенной температуре. Дым выводится через специальную трубу. Она проходит сквозь теплообменник и прогревает воду для отопительной системы. Своевременная загрузка топки обеспечивает практически непрерывную работу устройства.

Сгорание топлива в котле длительного горения чаще происходит сверху вниз. В этом случае по мере прогорания верхней прослойки огонь перемещается ниже, на следующие слои. Такие тепловые агрегаты имеют множество достоинств, обеспечивающих их популярность среди всех групп населения:

Увеличенный объём топки для загрузки топлива.
Длительный срок работы на однократной загрузке.
Большая теплоотдача.
Экологичность. При работе отопительный прибор выбрасывает минимальное количество отработанных газов.

Стандартные котлы длительного сгорания различаются по виду используемого топлива:

Устройства, функционирующие на одной разновидности топлива. Обычно в этом качестве выступают дрова, иногда - паллеты, полученные из отходов деревообрабатывающей промышленности.
Универсальные агрегаты. Здесь есть возможность комбинировать несколько видов твердотельных элементов - дрова, опилки, паллеты.

По типу работы все существующие виды котлов длительного сгорания можно разделить на две крупные группы:

Пиролизные. В работе подобных аппаратов используется принцип пиролиза. Твёрдые частицы топлива прогорают при большой температуре и слабой подаче кислорода. В процессе вырабатывается газ, направляемый в отдельный отсек, где и сгорает. Подобный принцип увеличивает КПД котла и время сжигания топлива.
Классические. Имеют упрощённую конструкцию, различаются объёмом топки, способом сжигания, наличием водяной рубашки-контура и т. д. Простейший классический котёл без рубашки - это металлическая ёмкость, сделанная из трубы или бочки, где происходит сгорание твёрдых частиц по принципу «сверху вниз».

Область использования твердотопливных котлов обширна. Бытовые модели отапливают частные домовладения, магазины и подобные жилые и нежилые объекты. Крупные промышленные агрегаты, для размещения которых требуется отдельное оборудованное помещение, могут отапливать небольшой завод. Популярность котлов обусловлена небольшой стоимостью и простотой эксплуатации.

Устройство агрегата

Основные узлы отопительного устройства

Вкратце суть работы и устройство твердотопливного пиролизного котла длительного горения можно свести к следующему:

Два металлических цилиндрических корпуса разного размера скрепляются между собой. Меньший - это топка, где происходит сгорание твёрдых частиц. Больший - внешняя оболочка котла.
Оставшееся пространство между корпусами заполняется водой. Она исполняет функции теплоносителя.
В малую трубу устанавливается воздухораспределитель и делит её на две части. В одном разделе происходит сжигание топливных частиц, в другом - дожигание пиролизного газа. Распределитель изготавливается в виде телескопической трубы, к одному концу которой прикреплён небольшой диск с лопастями. Это позволяет равномерно распределить газы, выделяемые в процессе сжигания топлива. Через воздухораспределитель в отсек сгорания подаётся кислород, необходимый для поддержания горения.
По мере прогорания слоёв топлива распределитель переходит ниже и добавляет воздух на нижеследующие уровни.
В том случае, если процесс контролируется автоматическими управляющими системами, необходимо обеспечить подключение устройств к электросети.

Несложный котел можно сделать и своими руками

Для изготовления котла, работающего на твёрдом топливе, необходимо разработать чертёж или схему. На ней отображается примерный внешний вид агрегата с соблюдением всех пропорций, деталей и элементов.

Указаны все узлы и детали промышленного котла с размерами

Инструменты и материалы

Разберём подробнее создание пиролизного котла длительного горения своими руками. Он функционирует на газе, получаемом из высушенных дров либо спрессованных в паллеты отходов.

В процессе самостоятельного изготовления твердотопливного котла потребуется набор электроинструментов и материалов, а также чертёж или схема с отображением всех нужных частей и размеров.

Необходимая техника:

Сварочный аппарат и несколько пачек рабочих электродов.
Углошлифовальные машинки. Желательно иметь две - большую и малую. Если таковых нет, работу можно провести с помощью обычного электрического лобзика, однако увеличится время работы.
Отрезные и шлифовальные круги диаметром 125 и 230 мм, при отсутствии шлифмашинок - пилки по металлу для электролобзика.

Необходимые материалы:

Труба с большим диаметром (около 50 см). Длина - 130 см, толщина стенки - от 3 мм.
Труба с меньшим диаметром, около 45 см. Длина - полтора метра, толщина стенки - от 3 мм. При отсутствии труб можно приобрести несколько металлических листов 1250*2500*2,5 мм, прокатать их в специализированной фирме и изготовить нужные трубы самостоятельно с помощью сварочного аппарата.
Тонкая длинная труба. Диаметр - около 6 см, длина - 120 см.
Металлический лист, из которого будет вырезаться загрузочная дверца и люк для удаления золы.
Металлические кольца диаметром в полметра и шириной около 2,5 см.
Дверная фурнитура - петли, задвижки и т. д.
Асбестовое полотно. Оно закладывается в двери котла. Это исключает их перегрев и снижает теплопотери.
Шнур из асбеста. Им уплотняются дверца топливного отсека и люк зольника.

Пошаговая инструкция по изготовлению

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

Вначале изготавливается корпус конструкции:

Две трубы большого диаметра (50 и 45 см) вкладываются друг в друга и соединяются с помощью металлического кольца.
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.
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
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
На верхнем уровне обустраивается выпускной патрубок, выводящий отработанные газы в дымоход.
К патрубку приваривается труба для вывода дыма
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.
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

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

Видео: Сборка твердотопливного котла

Конструктивные особенности пиролизных агрегатов

Изготовление пиролизного твердотопливного котла длительного горения происходит по аналогичному шаблону: сварка корпуса, воздухораспределителя, установка фурнитуры и т. д. Основное отличие от классического устройства - наличие двух камер. В первой сгорает топливо, во второй догорают пиролизные газы. Для такого котла очень важно обеспечить постоянный приток кислорода. Это можно сделать при помощи вентилятора.

Твердотопливные пиролизные котлы с нижней камерой сжигания различаются по особенностям конструкции и сгорания топлива.

В моделях с наддувом создаётся нагнетание воздуха вентилятором. В нижней камере возникает повышенное давление. В таком котле можно использовать любой бытовой вентилятор, вплоть до компьютерного кулера, главное - исключить очень сильный наддув.
В котлах с дымососом устанавливается вытяжной вентилятор, создающий недостаточное давление. Обеспечивается максимально полное сгорание газов и оптимальная работа устройства.

Пиролизные агрегаты с верхней камерой считаются более продуктивными. Они обеспечивают медленное и равномерное прогорание топлива. Некоторые промышленные дровяные котлы могут работать около двух суток. При закладке такой же порции угля срок работы увеличивается до недели.

Видео: Особенности работы

Установка самодельного котла и разгонная топка

Для установки отопительной системы может потребоваться специально оборудованное место. В жилых помещениях ставить такую конструкцию не рекомендуется: увеличивается опасность пожаров, утечек. Соответствующие службы могут наложить штраф. Очень часто самодельные агрегаты устанавливаются в теплицах, технических и рабочих помещениях.

При установке твердотопливного котла следует руководствоваться некоторыми требованиями:

Расстояние от котла до стен должно быть более 25 сантиметров. Это минимизирует риск возгорания и улучшает воздухообмен в помещении.
Желательно оборудовать под котлом собственный негорючий фундамент. Можно уложить асбестовую или бетонную плиту.
В помещении с установленным пиролизным твердотопливным котлом должна быть качественная вентиляционная система. Постоянный приток свежего воздуха необходим для работы отопительной системы этого типа.
Во избежание утечек и возгораний дымоход, через который уходит отработанный газ, должен быть заизолирован. В качестве изолирующего материала можно использовать обычную фольгу или минеральную вату.

После сборки и установки твердотопливного котла необходимо совершить пробную загрузку, называемую разгонной топкой. Загружать топливо в первый раз следует до начала отопительного сезона. В случае выявления неисправностей останется некоторое время до приведения системы в должное состояние.

Твердотопливный котёл может работать практически на любом топливе. Для разгонной топки следует использовать тот вид топлива, который планируется для постоянной загрузки. Топка заполняется полностью, до выходной трубы. Чтобы топливо лучше прогорало, можно брызнуть немного стандартной жидкости для розжига.

Котёл зажигается с помощью длинной щепы или лучины, через открытую заслонку. Пока не началось тление загруженного топлива, заслонку нельзя закрывать. Затем её можно прикрыть. Если скорости сгорания недостаточно для оптимальной работы отопительного устройства, заслонка приоткрывается для улучшения тяги. При первой топке загруженное твёрдое топливо должно целиком прогореть. О том, что началось стабильное тление, можно узнать по дыму, появившемуся из дымохода. В процессе сгорания отдельных слоёв топлива труба воздухораспределителя будет опускаться, по ней также можно определить скорость тления.

Самостоятельное изготовление котла длительного горения - это реальность, которая доступна каждому вне зависимости от того, новичок вы в его изготовлении или нет. Главное, не забывать о пожарной безопасности: ведь каждый отопительный прибор - потенциально опасное устройство.

В нынешние времена мало кто из домовладельцев готов приобретать отопительную технику, не разобравшись досконально, за что он платит свои кровные. Это касается и твердотопливных котлов, чей ассортимент достаточно широк. Но одному человеку достаточно знать технические характеристики оборудования, а другому важно понять принцип работы того или иного теплогенератора. Представляем вашему вниманию существующие на данный момент схемы твердотопливных котлов с описанием их работы. Они могут различаться в деталях у разных изделий, но на общий принцип это не повлияет.

Классические твердотопливные котлы

Это самый распространенный вид отопительных установок, сжигающих твердое топливо, их еще называют котлами прямого горения. В силу простоты конструкции данные агрегаты – самые дешевые из всех и потому приобретаются домовладельцами чаще всего.

Также популярны они и среди мастеров – самодельщиков, оттого и чертежи по изготовлению традиционных теплогенераторов отыскать несложно. Агрегаты можно условно разделить на 2 типа:

энергонезависимые, работающие на естественной тяге дымохода;
наддувные, с принудительным нагнетанием воздуха.

Первые функционируют по принципу обычной печи, только «одетой» в водяную рубашку. Объемная топливная камера располагается над зольником, отделяемая от него колосниками. Воздух из помещения поступает в топку через заслонку в дверце зольника и колосниковую решетку. Его количество регулирует термостат с цепным приводом, ориентирующийся на температуру воды в рубашке котла и управляющий воздушной заслонкой механически. Для лучшего восприятия процесса ниже показана схема твердотопливного котла:

Дымовые газы, выделяющиеся в топке, проходят через жаровые трубы теплообменника, омываемые снаружи водой. В зависимости от конструкции отопителя, продукты горения могут совершить 2 или 3 хода по газоходам, интенсивно обмениваясь теплом с водяной рубашкой. Отдав свою теплоту, газы покидают агрегат посредством дымохода.

Примечание. В приведенной схеме теплогенератора жаровые трубы расположены горизонтально. Есть модели и с вертикальными газоходами, но решающего значения это не имеет.

Энергонезависимые твердотопливные агрегаты не могут похвастать высоким КПД, максимум – 70%. Длительность горения зависит от объема топливника и режима работы, хотя настоятельно рекомендуется использовать их совместно с теплоаккумулятором. Второй тип котлов – более продуктивный, их КПД достигает 75% за счет принудительной подачи воздуха вентилятором. Устройство такой установки хорошо отражает схема работы твердотопливного котла, представленная ниже:

Котлы длительного горения

Данные агрегаты по эффективности не лучше традиционных, их показатели примерно такие же: у атмосферных котлов – до 70%, у наддувных – до 75%. А вот продолжительность горения с одной закладки дров или угля у них и вправду увеличена. Это достигается благодаря следующим техническим решениям:

увеличенные размеры топливной камеры, куда вмещается вдвое больше дров, нежели в обычный котел;
способ сжигания нетрадиционный – сверху вниз.

Такие теплогенераторы имеют цилиндрическую форму, поскольку реализовать идею в прямоугольном корпусе вряд ли возможно. Топка наполняется дровами доверху, разжигается сверху, а затем на них с помощью телескопической трубы опускается груз с отверстием для прохода воздуха. По мере прогорания груз опускается, из-за чего воздух все время подается непосредственно в зону пламени. На иллюстрации ниже изображена схема твердотопливного котла длительного горения:

Воздух проходит по телескопической трубе тоже сверху вниз, побуждаемый естественной тягой дымохода либо нагнетаемый вентилятором. Конструкцией не предусмотрен теплообменник, процесс нагрева теплоносителя происходит напрямую, хотя дымовые газы тоже успевают отдать часть своего тепла. Благодаря описанному способу сжигания котел и система отопления могут работать с одной загрузки древесины до 12 часов, а угля – до 2 суток.

Пиролизные котлы

Принцип действия данных теплогенераторов основан на раздельном сжигании в двух камерах, сообщающихся между собой через форсунку из огнеупорного кирпича. В первичной камере, расположенной сверху, тлеют дрова при ограниченной подаче воздуха вентилятором. В результате происходит процесс пиролиза, иначе – газификации, при котором выделяется смесь горючих газов. Она перемещается во вторую камеру, где и дожигается при поступлении вторичного воздуха. Рабочая схема пиролизного котла, работающего на твердом топливе, выглядит следующим образом:

Дымовые газы из вторичной топки попадают в жаротрубный теплообменник в виде вертикальных газоходов, окруженных водяной рубашкой. Там они остывают, передавая тепло воде, и покидают котел через дымоходный патрубок. Производительностью вентилятора управляет электронный блок – контроллер, ориентируясь на показания датчиков давления и температуры.

В целом теплогенератор имеет неплохие показатели эффективности – порядка 80%, но при этом агрегат существенно дороже классического. Кроме того, котел показывает высокий КПД только при работе на сухих дровах, хотя это утверждение справедливо и для других твердотопливных агрегатов.

Котлы на пеллетах

Эта группа теплогенераторов – самая прогрессивная из всех, хотя и самая дорогая. Недешево обойдется как сам отопитель, так и его установка с подключением. Но пеллетные котлы стоят своих денег: они эффективны (КПД – до 85%), полностью автоматизированы и лишены инертности, присущей остальным твердотопливным «собратьям». Поскольку запаса топлива в бункере хватает на 3-7 дней работы, то их можно смело отнести к агрегатам продолжительного горения.

Конструктивно установки схожи с газовыми отопителями, поскольку снабжаются горелками двух типов: ретортной и факельной. На рисунке представлен чертеж твердотопливного котла длительного горения на пеллетах с разными типами горелок:

Организация теплопередачи здесь такая же, как и в других теплогенераторах, - с помощью жаротрубных теплообменников. Высокая эффективность достигается за счет другого: сухого качественного топлива и контролируемого автоматикой сжигания. Но если попадутся влажные либо рыхлые пеллеты, то и КПД агрегата резко снизится.

Для справки. По такому же принципу действуют и автоматические угольные котлы, только горелки в них бывают одного типа – ретортные.

Немного о контурах для ГВС

В силу своих особенностей любые твердотопливные отопители мало приспособлены для прямого нагрева воды на нужды ГВС. Тем не менее некоторые производители все же встраивают в свои изделия второй контур в виде змеевика. При этом схема двухконтурных твердотопливных котлов бывает разной, змеевик может располагаться внутри водяной рубашки и прогреваться от теплоносителя. В других моделях его помещают внутрь топливника либо над ним.

Оптимальный вариант – не помещать теплообменник внутрь дровяного теплогенератора, а готовить воду в бойлере косвенного нагрева, что будет служить одновременно и тепловым аккумулятором. Но приобрести подобное оборудование не всем под силу, поэтому пользователям все еще интересны двухконтурные агрегаты, хотя обеспечить все потребности в горячей воде они вряд ли смогут. Ниже представлена схема установки котла функцией подогрева воды для ГВС:

Заключение

Как видите, устройство и принцип работы теплового оборудования на твердом топливе может весьма различаться. Необходимо отметить, что для удобства схемы различных котлов представлены в порядке удорожания конструкции. Вам остается только обработать эту информацию и сделать для себя правильный выбор.

Твердотопливный котел – агрегат дорогостоящий, и многие домашние мастера хотят сделать его самостоятельно, сократив расходы семейного бюджета на отопление и обслуживание системы. Принципиальная схема твердотопливного котла длительного горения достаточно сложна, но при соответствующей теоретической и практической подготовке сделать этот нагревательный прибор по силам всем, причем он может по некоторым показателям превосходить промышленные образцы котлов на твердом топливе.

Типы пиролизных котлов

Первый шаг при сборке котла длительного горения своими руками – выбрать тип агрегата, который будет зависеть от подготовки мастера, использовании профессиональных и специальных приспособлений и материалов. Найти чертеж твердотопливного котла длительного горения нетрудно, и за основу можно взять такую схему:

Это самая простая, но надежно работающая схема котла, который использует эффект пиролиза. Какие конструкции нагревательных котлов пиролизного горения еще существуют, и чем они отличаются друг от друга? Основная разница – как конструктивно будет оформлено направление сгорания твердого топлива:

Аппарат с нижним горением – топливо нужно поджигать снизу. Это традиционная схема работы большинства пиролизных приборов. Такие агрегаты делятся на два подвида:
- Со стандартной схемой горения, при которой уголь, торф или опилки загораются и горят в одной камере сгорания, работающей одновременно и как загрузочная (закладочная) камера, и топливник. Отработанные газы и дым выводятся через дымоход в верхнем отделении топливника;
- Котел шахтной конструкции – шахта для закладки топлива выполняет только свои функции. Топливо загорается снизу, огонь и горячие продукты сгорания топлива движутся через теплообменник, обустроенный в соседней камере;
Аппараты с верхним горением топлива работают наоборот – горючий материал поджигается сверху, и идет долгий процесс горения, направленный сверху вниз под действием принудительного наддува.

По типу сгорания топлива агрегаты делятся на:

Котлы со стандартным типом сжигания;
Агрегаты с газогенераторным или пиролизным сгоранием – топливо сгорает при высоких температурах в камере и при недостатке кислорода. При этом выделяется древесный газ, называемый пиролизным, который также сгорает в процессе его вывода из котла.

Также котлы, работающие на твердом топливе, могут иметь различные схемы и конструкции теплообменников. Сам теплообменник может быть выполнен в виде змеевика, опоясывающего топливную камеру и трубы, или в виде сплошной металлической рубашки, которая закрывает топливник со всех сторон.

Котел на твердом топливе – как изготовить самостоятельно

Наиболее эффективными по КПД (≥ 90%), несложными в изготовлении и надежными в работе считаются твердотопливные газогенераторные аппараты. Работает такой нагревательный прибор на принципе «медленного» горения топлива при недостаче кислорода в топливнике. Из-за недостатка кислорода в камере образуется большой объем горючих газов, сгорание которых происходит в следующей камере. Примечательно, что горючие материалы – это дешевые и доступные дрова, торф или солома в брикетах (пеллеты), отходы маслобойни (шелуха подсолнечника), уголь, стружки или опилки, бытовые отходы.

Промышленный пиролизный котел стоит дорого (минимум 600-700$), хотя нравится многим своими характеристиками. По этой причине собрать котел верхнего горения в домашних условиях – проблема востребованная, решающая экономические семейные вопросы.

Сложности сборки не отпугивают мастеров – нужно уметь обращаться с электросваркой, читать чертежи и схемы. Нагревательное оборудование с нижней камерой сделать дороже и сложнее, поэтому для самостоятельной сборки котла рекомендуется схема с пиролизным сгоранием, камера для которого смонтирована в верхней части корпуса.

Устройство и изготовление котла с верхним горением

Для изготовления корпуса котла необходимо заготовить две металлические формы с разными размерами, которые соединяют сваркой друг с другом. Проще всего найти цилиндрические корпуса, например, от газовых, кислородных или других баллонов. Баллон большего размера будет служить наружным кожухом, меньший баллон – топочной камерой котла;
Расстояние между баллонами будет работать как рубашка – по нему будет проходить теплоноситель;
Баллон меньшего размера делится стальной перегородкой на два отделения – одна часть работает как топливник и воздушный распределитель, в другом отделении дожигается газ, выделяемый при реакции пиролиза;
Распределитель делается в виде телескопической конструкции, с одного торца которой сваркой крепится плоскость с лепестками, равномерно распределяющими сгорающие выделения;
С обратного торца в зону сгорания поступает воздух, чтобы поддерживать постоянное горение топлива;
Сгорая, объем закладки уменьшается, и распределитель передвигается ниже, перераспределяя подачу воздуха;
Чтобы контролировать горение, устанавливаются специальные приборы, работающие от электричества;

Для изготовления пиролизных котлов силами умельца понадобятся простые инструменты, недорогие материалы и понятные схемы:

Необходимо разработать свой чертеж или изготовить котел твердотопливный длительного горения своими руками чертежи для которого можно отыскать в общем доступе. В крайнем случае можно работать с общей или принципиальной схемой, на которой будут указаны основные размеры конструкции;
Аппарат постоянного тока для сварки металла, электроды 3 и 4 мм;
Болгарка и диски по металлу (шлифовальные и отрезные);
Металлический цилиндр (стальная труба или баллон) L = 1,3 м, Ø = 0,5 м, H = 3 мм (L – длина цилиндра, Ø – диаметр цилиндра, H – толщина стеки цилиндра);
Металлический цилиндр (стальная труба или баллон) L = 1,5 м, Ø = 0,45 м, H = 3 мм (L – длина цилиндра, Ø – диаметр цилиндра, H – толщина стеки цилиндра). Если нет баллонов или подходящих труб, можно изготовить корпуса из стальных листов размером 1250 х 2500 х 2,5 мм, прокатать их на заводе и сварить из них круглые корпуса;
Стальная труба Ø 60 мм, длина изделия – 1,2 м;
Два узких железных цилиндра Ø 0,5 м, шириной 25 мм. Такие элементы можно сформировать из листового железа и сварить;
Стальной лист для дверцы загрузочной и зольной камер;
Навесы, ручки для открывания дверец, воздушные задвижки;
Обрезки металлического уголка для ножек корпуса и для изготовления лопастей;
Асбестовый шнур или полотно из асбеста для теплоизоляции топочной и зольной дверцы;

Как изготовить корпус котла из труб

Стальные трубы 0,5 и 0,45 м вкладываются друг в друга и соединяются металлическим кольцом, сделанным из пластины шириной 25 мм;
Из листового железа вырезается заготовка Ø 0,45 м, один торец труб заваривается, чтобы получить цилиндр с тепловым контуром шириной 25 мм;
В торце цилиндра вырезается прямоугольное отверстие размером 150-100 мм для дверцы зольной камеры. Затем люк приваривается, сама дверца крепится на петли и оснащается воздушной задвижкой;
Выше по корпусу вырезается прямоугольник для закладки топлива. Размеры топочной дверцы рассчитываются, исходя из размеров топлива. Приваривается люк и на петли крепится дверца, которая также оснащается задвижкой. Дверцы рекомендуется варить с двойными стенками и с асбестовыми прокладками, чтобы уменьшить тепловые потери;

Сверху в корпусе вваривается отрезок трубы для выпуска продуктов сгорания топлива;
По размерам рубашки верху и внизу привариваются отрезки труб Ø 1 дюйм или ¾ дюйма, через которые будет подключаться отопление дома. На трубах нарезается резьба;

Осталось проверить все швы опрессовкой водой под давлением ≥ 2 кг/см 2 .

Как сделать распределитель воздуха

Из листового железа необходимо вырезать заготовку меньше на два-три сантиметра, чем, Ø внутр котла. По центру этой заготовки нужно вырезать сваркой отверстие Ø 60 мм (такое же, как диаметр трубы распределителя);
После изготовления распределителя для котлов нужно его закрепить. Для этого вырезается стальной круг Ø 500 мм, и по центру прорезается отверстие Ø 60 мм. Распределитель устанавливается в агрегат, верхнюю часть распределителя нужно продеть в это отверстие, после чего крышку котла можно герметично приварить. Для подъема и опускания распределителя к петле крепится стальной трос;
Снизу на круг привариваются отрезки уголка или швеллера, которые будут выполнять роль лопастей. Их можно изогнуть, как на фото, но можно оставить прямыми;
На противоположном конце сваркой крепится железная петля для подъема распределителя, устанавливается заслонка, которая предназначена для регулирования воздушной струи в зоне сгорания топлива.

Пиролизные котлы длительного горения своими руками чертежи которых в большом разнообразии можно найти в общем доступе, могут быть с нижней камерой, но такие конструкции намного сложнее изготовить своими руками. Такие агрегаты конструктивно выполняются с дымососом или с принудительным наддувом.

В таком исполнении воздух в камеру, предназначенную для догорания топлива, вдувается принудительно. Такой наддув создает высокое давление, благодаря которому происходит практически полное догорание. Вентилятор может крепиться или сразу на дверце топливника, или сбоку, с присоединением к камере металлическим рукавом.

Преимущества котлов с нижним горением топлива:

Вентилятор наддува может быть абсолютно любым;
Возможно совмещение топочной камеры с камерой догорания, так как осуществлением наддува обеспечивается необходимый объем воздуха, и регулировать его можно мощностью вентилятора.

Но это преимущество имеет и негативные стороны:

Из-за высокой скорости воздушной струи не весь воздух направляется в центр очага горения, и топливо будет сгорать не полностью;
Также из-за высокой скорости воздуха небольшой процент пиролизных газов не сгорает, попадая в дымоход в первоначальном виде, поэтому КПД более 80-90% получить с такой организацией процесса сгорания невозможно.
При слишком сильном наддуве котел может просто взорваться, поэтому необходимо тщательно рассчитывать скорость наддува и величину создаваемого давления.

Среди разнообразия устройств для отопления все большим спросом пользуются твердотопливные котлы, обеспечивающие длительное горение. Особая конструкция таких печей гарантирует высокий коэффициент полезного действия и экономию ресурсов.

Мы расскажем, как сделать котлы длительного горения на дровах загрузка 24 часа своими руками, в чем их особенность и какие материалы понадобятся для изготовления.

Принцип работы

Все котлы длительного горения работают на основе переработки пиролизных газов. Твердое топливо (дрова, пеллеты, щепа и т.д.) тлеют при минимальном доступе кислорода, распадаясь на остаток и пиролизный газ, который повторно перерабатывается. Говоря иными словами, в котлах длительного горения сперва сгорает топливо, после - вырабатываемый им газ, что увеличивает на 20-25% коэффициент полезного действия и время прогорания одной закладки дров.

Большая часть оборудования подобного типа создается из стали и чугуна. В частности, конструкция котла выполнена из стали, камеры сгорания - из чугуна. Наличие открытой камеры гарантирует свободную циркуляцию кислорода, а для контроля силы горения/тления предусмотрена специальная заслонка. Контур для теплоносителя располагается вокруг камеры.

Виды топлива

Выделяется три основных вида горючих материалов, которые подходят для такой печи:

пеллеты из древесины - это отходы деревообрабатывающей промышленности (опилки, щепа, труха и т.д.), обработанные специальным клеящим составом и спрессованные под высоким давлением;
спрессованный в брикеты уголь;
дрова.

В подавляющем большинстве случаев - до 90% - именно дрова и применяются, хотя все более востребованными становятся пеллеты.

Если вы используете котел длительного горения на дровах, старайтесь помещать их внутрь исключительно вертикально. Это еще больше увеличивает время прогорания.

Разнообразие моделей оборудования

Существует несколько разновидностей котлов данного типа. В частности, производители предлагают модели, имеющие специальные дополнения, что в конечном итоге упрощает эксплуатацию печей. Среди таковых:

регулируемые двери - обеспечивают максимальный коэффициент полезного действия;
электрический тэн, мощностью до 2 кВт - дает возможность избежать расхолаживания в случае полного перегорания дров;
контур для быстрого охлаждения камеры - такое аварийное снижение температуры обеспечивает высокий уровень безопасности котла;
вращающиеся форсунки - выполняют гарантированное дожигание всех выделяющихся газов. Функция вращения существенно упрощает чистку.

Что предлагают производители

Сегодня котлы длительного горения на дровах, для которых достаточно одной загрузки в 24 часа, пользуются повышенным спросом среди потребителей. На профильном рынке представлено множество моделей, выпущенных различными производителями. Рассмотрим наиболее востребованные изделия.

Котел длительного горения на дровах «Огонек»

Под данной украинской маркой выпускается несколько различных моделей:

с турбиной для нагнетания воздуха;
с контуром для подогрева воды;
с верхней частью, на которой можно готовить пищу;
и даже с полотенцесушителями.

Мощность оборудования колеблется от десяти до ста киловатт. Если говорить более конкретно об отдельных моделях, то особого упоминания заслуживают три из них:

ПДГБ - суть работы его состоит в газовой генерации, в качестве твердого топлива подходит все, кроме угля. Обеспечивает нагревание воздуха;
КОТВ - часть, через которую выполняется загрузка дров, довольно широкая, в нее проходят поленья до полуметра длинной;
КОТВ-30ДТ - имеется турбина для нагнетания воздуха, благодаря которой время горения увеличивается, а температура существенно повышается.

Это самый недорогой котел длительного горения, но с весьма высокими харктеристиками.

Котел длительного горения на дровах «Атон»

Твердотопливный котел длительного горения на дровах и угле (Украина), созданный из:

чугуна;
либо стали.

Чугунные изделия ATON TTK работают не только на дровах, но и на:

угле;
торфе;
брикетах.

Модификация с буквенным индексом V оснащена турбиной, увеличивающей поступление кислорода для более активного горения.

ATON TRADICJA - стальные изделия. Разработано два типа:

с ручной регулировкой интенсивности тяги;
с автоматикой.

Главная отличительная особенность ATON TRADICJA - наличие колосников, охлаждающихся посредством обычной воды, благодаря чему разработчикам удалось решить главную проблему оборудования данного типа, заключавшуюся в быстром перегорании колосников.

Модификация с буквенным индексом С обеспечивает активное поступление кислорода, что продлевает время горения.

Котел длительного горения на дровах «Kalvis»

Это литовские изделия, выпускаемые в различных видах:

с варочной панелью;
мини-камины;
для обогрева воздуха;
для водяного контура.

Кроме того, производитель предлагает даже промышленное оборудование. В любом случае, для повышения КПД внутри камеры покрываются особым жаропрочным материалом. Инженеры предусмотрели даже автоматическое стряхивание накопившейся на колосниках золы.

Плюсы и минусы

Естественно, у каждого оборудования имеются как положительные, так и отрицательные свойства. Об этом и поговорим в данной части нашей статьи.

Начнем с недостатков - минусы следующие:

при форс-мажорных ситуациях потушить пламя и остановить работу оборудования быстро не получится;
в них нужно закладывать дрова полностью - то есть, выполнить частичную протопку помещения не удастся;
в процессе горения на стенках образуется деготь - если имеется только один люк, очистить топочную часть довольно сложно, а делать это нужно ежемесячно;
относительно высокая стоимость. Даже самый недорогой котел на дровах длительного горения обойдется дороже традиционного.

О преимуществах такого оборудования можно говорить очень много и очень долго, но мы выделим главное:

высокий уровень КПД;
существенная экономия энергоресурсов;
возможность применять для обогрева ресурсы различного вида - уголь, дрова, торф, шелуху от семечек, даже бытовой мусор и т.д.;
простота эксплуатации - достаточно раз загрузить топливо и забыть о печи на сутки;
возможность обогревать помещения благодаря нагреву воздуха.

Как сделать своими руками

Как отмечено выше, одним из недостатков данного оборудования является его высокая стоимость. Однако при наличии желания, сноровки и определенных инструментов, котлы длительного горения на дровах легко соорудить своими руками, ориентируясь на схему и чертеж. Об этом и поговорим ниже.

Что вам понадобится: инструменты и материалы

Подготовьте требуемый материал:

использованный, полностью пустой баллон из-под газа;
металлические трубы;
металл в листах.

Чтобы конструкция была эффективной, рациональной нужно создать специальный поршень, который будет придавливать используемые продукты горения.

Из инструментов подготовьте следующие:

болгарка;
шлифовальный диск и диск для резки металла;
электродуговая сварка и электроды;
обычная дрель;
сверла для создания отверстий в металле.

Простой вариант самодельного котла длительного горения - видео

Процесс изготовления

Когда все подготовлено, можете приступать. Если у вас нет баллона, то он легко заменяем обычной стальной трубой, но обязательно с толстыми стенками. Высота такой трубы должны составлять около 85 сантиметров, а диаметр - не менее 30 сантиметров.

Сбоку в верхней части приваривается еще одна труба, но значительно меньшая по размеру:

диаметр - 10 сантиметров;
длина - 40 сантиметров.

Для этого ограничителя вам понадобится труба:

диаметром около 6 сантиметров;
длиной - чуть больше, чем основная, используемая для котла.

На нижнюю часть этой трубки следует приварить диск из стали, диаметр которого будет чуть меньше общего диаметра котла - примерно 27 сантиметров.

На диск нужно также приварить:

несколько лопастей в форме дуги;
маленькую шестеренку или шайбу, от которой и будут расходиться лопасти;
в этой шестеренке должно быть сделано отверстие, размер которого составляет примерно 2 сантиметра, что позволит ограничивать объем поступаемого воздуха.

На верхнюю часть котла нужно предусмотреть съемную металлическую крышку. В крышке делается отверстие буквально на несколько миллиметров превышающие по размеру диаметр трубки ограничителя - это позволит свободно перемещать его внутри печи.

Внизу следует вырезать прямоугольник и установить туда металлическую дверцу. Через нее будут выполняться удаление золы.

Поскольку на поленья оказывается дополнительное давление, то они перегорают максимально полно, а потому золы образовывается не так уж и много.

Этого устройства будет достаточно, чтобы полноценно обогревать воздух в помещении, но отопление будет эффективным лишь в том случае, если его площадь не такая уж и большая. В противном случае рекомендуется обустроить водяной контур, и это уже будет идти речь именно об отопительном котле длительного горения, который мастера именуют Бубафоня.

Два метода создания контура

Существует два способа создания водяного контура котла длительного горения на дровах. Первый из них - довольно простой: вокруг всей области сгорания дров конструируется особая водяная рубашка.

То есть, получается своеобразный термос, между наружной и внутренней стенкой которого осуществляется циркуляция воды.

Второй метод более сложный, поскольку речь идет о том, чтобы подвести воду к ограничителю/поршню, который и осуществляет давление на древесину. Кстати, такой вариант сложен не только в конструкции, но и в последующей эксплуатации. Теплообменник рекомендуется устанавливать в камере горения дров.

Также нужно будет выполнить монтаж труб, которые присоединяться непосредственно к баку:

одна труба будет выводить в систему подогретую воду;
вторая осуществлять «обратку», то есть возвращать уже охлажденную.

Функционировать система будет следующим образом:

дрова загружаются в камеру;
поджигаются вверху;
устанавливается ограничитель, который будет оказывать давление на поленья;
при прогорании дров, ограничитель постепенно опускается;
кстати, уровень его опускания может служить и своеобразным сигналом о необходимости следующей загрузки;

Разводка водяного отопления в таком случае делается как обычно и не отличается от традиционной.

Место установки

Еще одно преимущество данного оборудования - отсутствие обязательно проектной и разрешительной документации для установки и эксплуатации. Однако это не значит, что правила безопасности не нужно соблюдать.

Итак, среди требований безопасности следующие:

в месте установки должен быть создан дымоход, предусмотрена эффективная вентиляция;
в этой части строения обязательно нужно соблюсти все правила пожарной безопасности;
если выполняется обвязка малого контура, делать ее нужно трубой из стали или меди;
не рекомендуется, чтобы печь соприкасалась со стенами - важно наличие зазора около пятидесяти сантиметров;
в помещении не должны присутствовать горючие материалы.

Эти простые меры предосторожности обеспечат вашу безопасность и предотвратят неприятные ситуации, способные привести к пожарам.

Как видите, котлы длительного горения - это действительно эффективное и рациональное изобретение, помогающее обеспечь качественный обогрев помещений. Они идеально подходят для установки в зданиях различного типа:

в жилых домах;
в дачных домиках;
в теплицах;
в гаражах;
в складских, промышленных, производственных помещениях и так далее.

Конечная стоимость отопления будет гораздо ниже, чем при использовании прочих вариантов обогрева. Кроме того, при желании можно существенно сэкономить и на покупке оборудования, создав его самостоятельно, придерживаясь инструкции, описанной выше.

Самый оригинальный вариант самодельного котла длительного горения - видео

Котлы длительного горения стали востребованы с ростом частного домостроения. Покупка промышленного отопительного устройства обходится в значительную сумму. Уменьшить затраты позволяют котлы, сделанные своими руками. Грамотный чертеж, умение правильно разобраться в нем, внимательное следование инструкции помогут осуществить эту задачу любому потенциальному пользователю.

Как сделать котел длительного горения

К этой группе относятся теплогенераторы с топкой, размеры которой увеличены по сравнению с обыкновенными моделями. Большее количество твердого топлива обеспечивает более продолжительное время его горения и больший объем выделяемого тепла. Производители предлагают готовые котлы со следующими показателями длительности горения топлива до следующей его закладки:

дрова и отходы древесной промышленности – до 12 часов;
уголь – до 24 часов.

Для отопления используются другие альтернативные виды топлива:

брикетированный торф;
пакетируемые прессованные отходы деревообработки – опилки, стружка, кора;
березовый уголь;
пакетированные продукты переработки мусорных свалок.

Справка! Самым дешевым топливом считаются обычные древесные опилки при условии, что их влажность не превышает 20%.

Котел с такими же параметрами работы можно сделать самостоятельно. Приступая к работе необходимо определиться с характеристиками будущего агрегата. Значимыми параметрами для котлов считаются:

мощность;
продолжительность горения;
коэффициент полезного действия (КПД);
максимальное допускаемое рабочее давление;
номинальное давление в системе;
общий и полезный объем топки;
глубина топки;
максимальная длина полена;
объем бака;
вес котла.

Эти параметры будут индивидуальны для каждого вида котлов.

Справка! От мощности котла зависит площадь обогрева. Котел с недостаточной мощностью не сможет обогреть все строение полностью.

Работа теплогенератора этого типа основана на физическом свойстве образующегося при сжигании топлива тепла передаваться на теплообменник. Способ передачи тепла зависит от конструкции теплообменника.

На продолжительность горения влияют:

объем топливного бака;
степень изоляции тяги дымохода от попадания в нее воздуха (твердое топливо в топке должно медленно тлеть, а не разгораться).

Изготовление котла начинают с выбора его конструкции и задачи, которую он должен решить:

По месту расположения топки, котлы бывают:

с верхним горением;
с нижним горением (менее продуктивные по объему загрузки и времени горения до следующей закладки).

По форме корпуса:

цилиндр;
прямоугольник.

Необходимые материалы и инструменты

Первым этапом работы является заготовка материалов и комплектующих . Для работы потребуются:

сталь с низким содержанием углерода толщиной 3-4 мм;

Важно! Сталь марок Ст 35 и выше для обычной сварки непригодна из-за повышенного содержания углерода.

Внимание! Можно купить готовые чугунные дверки, подобранные по размеру топки.

асбестокартон – для теплоизоляции дверок;
шнур асбестовый;
электроды;
панель управления;
вентилятор;
температурный датчик;
ручки на дверцы.

Справка! Панель управления, датчик и вентилятор будут использованы для автоматического управления работой котла.

Основные инструменты, которые понадобятся для работы:

болгарка;
шлифовальные круги;
сварочный аппарат;

Внимание! Металлический лист лучше нарезать на заготовки с помощью гильотинной резки в производственном цеху. Ручная резка занимает много времени и требует дополнительной шлифовки обрезанных краев.

дрель;
рулетка;
маркер;
штангенциркуль;
компрессор (для испытания котла).

Простой котел длительного горения: чертеж

На рис. 1 представлен чертеж простого котла с нижним расположением топки. Для изготовления прямоугольного корпуса и теплообменника используется листовая низкоуглеродистая сталь. Теплообменник устроен по типу «водяной рубашки». Коэффициент теплоотдачи (КПД) увеличен за счет конструкции выступов внутри котла, отражающих пламя и нагревающийся газ.

Рис. 1 Котел с «водяной рубашкой»

На рис. 2 представлен комбинированный теплообменник типа «водяной рубашки» (2), образующейся вокруг камеры сгорания плюс щелевой регистр (3) из стального листа. Продукты горения выходят через дымовой патрубок (1). Твердое топливо (5) сгорает в нижней части камеры. Под ней находится регулятор подачи воздуха (8).

Рис. 2 Котел с щелевым регистром

Котел с верхним горением

Чертеж камеры представлен на рис.3. Котел в форме цилиндра выполняется из разных по диаметру труб. Воздух подается через движущуюся трубу, которая выдвигается вверх для освобождения топливника, когда необходимо загрузить топливо. При сжигании оно начинает уменьшаться в объеме и вместе с ним труба также опускается плавно вниз под тяжестью своего веса. Равномерная подача топлива достигается с помощью диска, приваренного к основанию трубы.

Теплообменник выполнен по типу «водяной рубашки», обволакивающей камеру сгорания. Прогрев воздуха происходит в верхней части котла.

Рис. 3. Котел с верхним горением

Твердотопливный котел своими руками

Рассмотрим на примере наиболее популярного котла с верхним горением (рис.3). В случае необходимости размеры можно менять пропорционально указанным в чертеже. Отличительной особенностью конструкции является труба, которая служит регулятором подачи воздуха и теплообменником одновременно. Газы, выделяемые в процессе тления топлива, поднимаются вверх и воспламеняются в верхней топке.

Для изготовления необходимы материалы, описанные в разделе 2: трубы, листовая сталь, уголок, утеплитель, асбокартон, электроды.

Первый этап самодельного котла включает следующие шаги:

Важно! На поверхности патрубка из-за перепада температур будет образовываться влага (конденсат), ведущая к коррозии, поэтому сварочные швы должны быть высокого качества.

К корпусу котла приваривают ножки из равнополочного уголка.
Вырезают верхнюю крышку диаметром 46 см, которая будет одеваться сверху на цилиндрический корпус.

Теплообменник для твердотопливного котла своими руками

Второй этап – производство теплообменника:

Из металлического листа сваривают трубу теплообменника диаметром 40 см длиной 130 см.
Вставляют ее в цилиндрический корпус, фиксируют зазор в 5 см между трубами, благодаря чему будет образовываться «водяная рубашка».
Разница в длине труб теплообменника и наружной должна быть не менее 20см. Трубу в трубе фиксируют сваркой, используя заготовленные металлические кольца.
В верхней и нижней зоне водяной рубашки устанавливают патрубки: один – для подачи, другой – для выхода теплоносителя. Для их изготовления используют трубу диаметром 5 см, на внешней стороне накручивают резьбу, через которую они будут подсоединены к трубам отопительной системы.
Распределительную трубу, через которую будет подаваться воздух, сваривают из металла большей толщины, чем для корпуса и теплообменника (не менее 5 мм диаметром 6 см). Длину трубы делают на 10 см меньше длины трубы теплообменника (120 см).

Важно! Распределительная труба находится в зоне высоких температур и со временем деформируется и прогорает, поэтому для ее изготовления используется металл толщиной 5 мм и более.

Труба вставляется в подготовленный диск с готовым отверстием. Металлический стальной диск диаметром 38 см приваривается к трубе.
К основанию диска приваривают минимум 4 уголка, выполняющие роль крыльчатки.
К верхней части трубы устанавливают задвижку для порционной подачи воздуха и приваривают петлю, на которой фиксируют цепь для поднятия трубы.

Внимание! Чтобы улучшить теплообмен в верхней части трубы устанавливают вентилятор для принудительного наддува.

Как правильно собрать котел

После выполнения двух основных этапов приступают к завершающему.

Третий этап – сборка котла:

Выбирают место установки котла, проверяют уровнем, чтобы не было никаких перепадов, которые могут ухудшить работу теплогенератора.
Крышку с распределительной трубой натягивают на корпус, предварительно проложив асбошнур. Крышку можно также приварить к корпусу.
Дымовой патрубок вставляют в дымоход.
Через выходящие патрубки с резьбой котел подсоединяют к системе отопления дома.
Систему заполняют водой и выполняют проверку работы котла при неполной его загрузке.
Если тест прошел нормально, котел загружают на полную мощность.

Похожие статьи: