Твердотопливные котлы своими руками: схема котла на твердом топливе, размер самодельного котла отопления, конструкция, чертеж, как сварить котел длительного горения, как сделать

Как увеличивается длительность горения твердого топлива

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

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

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

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

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

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

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

Котлы длительного горения – закладка дров два раза в сутки!

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

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

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

Классический котел продолжительного горения

В данном разделе вашему вниманию предлагается самодельный отопительный агрегат на дровах и угле, разработанный и сделанный нашим экспертом Виталием Дашко. Мастер собрал на заказ несколько десятков подобных теплогенераторов разной мощности, постоянно совершенствуя конструкцию. Краткий обзор ТТ-котла смотрите на видео:

Надежность и эффективность котлов уже проверена временем на различных объектах. Технические характеристики представленной модели агрегата следующие:

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

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

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

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

1. После закладки и розжига твердого топлива дверцы герметично закрываются.
2. На электронном блоке управления выставляется желаемая температура теплоносителя, рекомендуется не ниже 50 °С. Затем блок включается в работу нажатием соответствующей кнопки, запускается вентилятор.
3. При разогреве до установленной температуры вентилятор отключается, доступ воздуха в топливник прекращается. ТТ-котел находится в режиме ожидания, дрова тлеют очень слабо и практически не дают тепла.
4. После падения температуры в котловом баке контроллер дает команду на запуск вентилятора и процесс горения в топке возобновляется.

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

Внутреннее устройство агрегата показано на чертежах котла в разрезе:

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

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

Устройство задней части и жаротрубного теплообменника изображено на следующем чертеже:

Инструменты и материалы для изготовления

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

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

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

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

Дополнительно потребуются такие материалы:

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

Принцип работы твердотопливных котлов и их устройство

Твердое органическое топливо является самым древним источником энергии для человечества. Отказаться от него полностью, даже в современном мире, невозможно. Тем более, что кроме дров и каменного угля сегодня появилось множество других видов горючих твердых веществ:

• брикеты из торфа – высушенный и спрессованный торф выделяет много тепла при сгорании;
• брикеты из отходов деревообрабатывающего производства – сжатые опилки, стружка и кора деревьев;
• березовый уголь – такой же, как для мангала;
• переработанный мусор со свалок;
• топливные отопительные гранулы – мелкое топливо, полученное прессованием опилок. Могут подаваться автоматически;
• обычные сухие опилки.

Различные варианты сырья для использования в твердотопливных котлах

Ясно, что все это топливо получено путем переработки различных отходов, что решает проблему утилизации на предприятиях и идет в русле «зеленой» экономики.

Полезный совет!Самым доступным топливом, из перечисленных выше, являются древесные опилки. Если вы намереваетесь использовать их для отопления – следите, чтобы они были с влажностью менее 20%. Большие показатели этого параметра не позволят вырабатываться пиролизному газу, так как большая часть энергии нагрева будет идти на просушку топлива.

В результате деятельности человека образуется колоссальное количество отходов, которые могут быть преобразованы в высокоэнергетическое топливо, что и обусловило появление на рынке котлов отопления на твердом топливе длительного горения. В отличии от обычных печей, эти агрегаты работают не на сгорании самого топлива, а на его расщеплении в результате нагревания. В рабочей камере таких котлов сгорают газообразные продукты распада твердого топлива. Такая схема работы является в несколько раз более эффективной, чем обычное сжигание органического топлива. Пиролизный газ, отдает большое количество энергии.

Принцип работы твердотопливного котла длительного горения

Устройство такой газогенераторной установки не очень сложное. Можно даже соорудить своими руками котел твердотопливный длительного горения. Чертеж простейшего варианта выглядит следующим образом:

• закрытый цилиндрический бак, который имеет люк для закладки топлива, поддувало и отверстие для установки дымохода;
• внутри бака расположен распределитель воздуха, который создает завихрение пиролизного газа. Он крепится к подвижной телескопической трубе. Вся эта конструкция, похожая на поршень, давит на топливо сверху. Сгорание газа происходит над поршнем, а топливо тлеет под ним;
• теплообменник встроен в верхней камере, где достигается максимальная температура.

Медленное тление твердого топлива происходит в нижней камере. Оно достигается регулировкой подачи воздуха в поддувало. Выделяемый газ интенсивно горит в верхней камере и нагревает теплоноситель.

Схема системы отопления частного дома с использованием твердотопливного котла

Полезный совет!Не стоит использовать простейшую конструкцию для изготовления котла, который будет обогревать жилой дом на постоянной основе. Для этого нужно, либо приобрести готовое изделие, либо сделать более сложный и надежный вариант.

Котлы на твердом топливе длительного горения могут быть незаменимы в частных домах, в хозяйственных сооружениях, гаражах и теплицах. Особенно они будут выгодны там, где имеется крупное деревоперерабатывающее производство, так как отходы на таких предприятиях отдают практически бесплатно. Необходимы эти агрегаты и в местностях, где бывают регулярные перебои с газоснабжением. У таких установок есть много преимуществ, но существует и один важный недостаток – очень высокая стоимость. Именно поэтому сегодня актуально изготовление своими руками котлов твердотопливных длительного горения. Чертежи для этого можно использовать разной степени сложности. Это зависит от уровня мастерства.

Водяное отопление частного дома своими руками, схемы конструкций. Плюсы и недостатки. Различие естественной и принудительной циркуляции воды.

Разновидности котлов

Все существующие твердотопливные котлы можно условно разделить на 3 группы:

Существует и ряд иных классифицирующих признаков, но именно принцип сгорания топлива является определяющим при выборе котла.

Пиролизный

В котлах подобного типа топливо сгорает медленно при минимальном доступе воздуха, за счет чего увеличивается количество горючего газа и при повторном его сгорании КПД котла повышается до 85-90%. И хотя некоторые считают, что изготовить собственноручно такой котел очень сложно, мы расскажем и, главное, покажем, как правило сделать пиролизный твердотопливный котел длительного горения своими руками (чертежи см.ниже).

Фото 1 Схема устройства пиролизного котла на дровах

Классический

Конструктивно это стандартная деревянная печь, где за счет меньшего размера топочной камеры топливо сгорает чуть медленнее. Как правило, именно такие котлы предпочитают изготавливать самостоятельно. О том, как сделать такой классический агрегат, вы также узнаете в статье.

Фото 2 Схема классического котла длительного горения

Конструкция таких котлов примечательна не только простотой изготовления, но и возможностью подключения второго контура для получения горячей воды одновременно с отоплением.

Это наиболее эффективные котлы, коэффициент полезного действия которых приближается к 95%. Основное преимущество в полностью автоматическом процессе, где загруженные в бункер пеллеты посредством шнека пересыпаются в камеру сгорания. Сложная конструкция и автоматика делают его самостоятельное изготовление затрудненным.

Выбираем тип твердотопливного котла

Как понять, какой котёл будет оптимальным для обслуживания конкретной системы отопления? Очевидно, следует определиться с видом топлива, требуемой мощностью агрегата и особенностями его конструкции, процесса монтажа и последующей эксплуатации, а также с особенностями подключаемой системы отопления.

Среди материалов, которые можно использовать в качестве твёрдого топлива, наиболее широкое распространение получили:

• уголь;
• торфяные брикеты;
• пеллеты;
• дрова;
• опилки и другие горючие отходы производства.

Виды твёрдого топлива для котлов отопления на фото

С целью повышения рентабельности и эффективности системы отопления можно изготовить универсальный агрегат, который сможет работать с различными видами топлива.

Выбор типа и конструктивного исполнения отопительного котла напрямую зависит от того, каким топливом вы собираетесь пользоваться, требуемой производительности системы отопления, а также места, где он будет установлен. Для самостоятельного изготовления подходят следующие модификации твердотопливных отопительных агрегатов:

Оснащаются стальным или чугунным теплообменником, могут использоваться и для отопления, и для целей горячего водоснабжения. КПД таких котлов составляет около 85%.

1. Пиролизные

Обеспечивают раздельное сгорание топлива и выделяемых при этом летучих газов, благодаря чему существенно повышается эффективность и, следовательно, экономичность отопительной системы.

1. Пеллетные

Эффективность этой разновидности котлов отопления достигает 90%. Главным их достоинством является высокая степень автоматизации рабочих процессов, а недостатком – сложность конструкции.

1. Длительного горения

Способны непрерывно работать на протяжении всего отопительного сезона, требуя загрузки топлива 1 раз в несколько суток, что выгодно отличает их от классических твердотопливных котлов.

Пошаговая инструкция сооружения котла на твердом топливе

Итак, весь процесс, как сделать котел своими руками по чертежам, можно разделить на несколько последовательных этапов:

1. Используя болгарку, из труб и профилей нужно вырезать заготовки. Профили будут стойками, в них газовым резаком нужно прорезать круглые отверстия для стыковки с трубами. Понадобится сделать по 4 отверстия по трубу Ø50 мм в передних стойках и по столько же в задних. Кроме того, нужны еще отверстия для врезки в систему отопления. Наплывы и нагар в результате резки или сварки нужно зачистить болгаркой, чтобы они не мешали движению воды по трубам.
2. Далее заготовки собирают в единую конструкцию. Работать придется вдвоем – сварщику понадобится помощник, чтобы придерживать трубки в неподвижном положении. Чтобы было удобнее, можно поставить стойки с трубами на ровную поверхность и сварить переднюю и заднюю часть котла.
3. Теперь нужно обеспечить подачу и отток воды из котла. К готовому каркасу приваривают входящую и обратную трубу, а торцы прямоугольных профилей заваривают кусками металла 60×40 мм.
4. Прежде чем монтировать теплообменник, его проверяют на герметичность. Для этого его устанавливают вертикально, закрывают нижнее отверстие и наполняют водой. Если протечек на швах нет, значит можно работать дальше.
5. Из кирпича выстраивают корпус котла и встраивают в него теплообменник, оставляя зазор между ними не менее 1 см. Установить регистр нужно так, чтобы создать подъем в сторону выходящей горячей воды. Перепад уровня между выходным отверстием и передним правым верхним углом теплообменника должен быть не менее 1 см. Это позволит улучшить циркуляцию теплоносителя и избавит от воздушных пробок.
6. Кирпичная кладка должна перекрыть теплообменник сверху на 3-4 см. Поверх кладки укладывают чугунную плиту. Дымоход устанавливают по усмотрению хозяев – кирпичный, металлический, или выводят в уже готовую трубу.

Расчёт ракетной трубы

Кроме подбора состава керамической смеси, не менее важно рассчитать оптимальные размеры ракетной трубы, т.к. это напрямую влияет на эффективность работы котла. Засев за расчёты, помним, что вход в «J-трубу» — это самое узкое место в системе. После него все остальные сечения должны последовательно увеличиваться не менее чем на 2 см.

Perelesnik

Единственное, что я сделал — это значительно увеличил сечения, по которым горячий газ проходит вдоль стенок теплообменника. Это замедляет скорость потока.

Таким образом, газ полностью отдаёт своё тепло системе, что увеличивает эффективность работы котла.

Чтобы рассчитать размеры трубы, пользователь взял за основу размер пиролизной щели для котлов мощностью на 20 кВт. Затем, оттолкнувшись от этого входного параметра, он нашёл остальные размеры трубы. Как показала практика, такой подход оправдал себя.

Для наглядности представляем примерный алгоритм расчёта ракетной трубы.

Возьмём за основу данные из следующей таблицы:

Из таблицы берём первое значение. Для удобства переводим цифры из мм в см. Находим площадь входной щели трубы: 12х3 = 36. Получаем — 36 см².

Дальше: труба должна иметь большее сечение. Отсюда: если принять внутренний диаметр трубы в 8 см, то, чтобы найти площадь, используем формулу: S = πR^2, где R – радиус круга. Находим радиус: 8/2=4 см. Возводим радиус в квадрат (во вторую степень), для чего умножаем его на себя. Получаем: 4х4=16 см. Умножаем полученный результат на число «Пи»: 16х3.14 (округляем) = 50 см².

Если разделить 50/36, то, округлив полученное значение до 1.38, выходим на необходимый нам коэффициент отношения площади входного отверстия: 1.3-1.5.

Зная диаметр трубы, вычисляем внешний диаметр модели для отливки формы. Внутренний диаметр – 80 мм. Прибавляем стенки толщиной в 10 мм. Получаем – 100 мм. Учитываем, что керамическое изделие может дать усушку в 10-15%. Итого: наружный диаметр модели – 110-115 мм.

Длина вертикальной части «J-трубы» приведена в американском учебнике по строительству ракетных печей, о котором упоминалось в первой части материала. Она равна 0.8-1 м. Этот размер получен экспериментальным путём, выдержав его, получаем работоспособную систему.

Длина горизонтального участка трубы должна быть меньше, чем половина длины вертикального участка, т.е. меньше, чем 0.5 м. У автора котла эта величина равна 0.3 м. Делать горизонтальный участок слишком коротким тоже не следует, т.к. газы, перед тем как попасть в вертикальную, «разгонную» часть трубы, должны как следует разогреться. Не забываем о теплоизоляции короткого участка. Это снизит потери тепла и создаст все условия для дожига газов. Для того, чтобы в нижнюю часть вертикальной трубы подать вторичный воздух, пользователь добавил в конструкцию форсунку.

Как повысить производительность котла

Самостоятельно собранный твердотопливный котел, как правило, отличается существенными теплопотерями, связанными с уходом тепла в дымовую трубу. Причем чем прямее и выше дымоход, тем больше теряется тепла. Выходом из положения в данном случае будет создание, так называемого, отопительного щита, то есть дымохода изогнутой формы, который позволяет передать больше тепловой энергии кирпичной кладке. Кирпич, в свою очередь, будет отдавать тепло воздуху в помещении, обогревая его. Нередко такие ходы устраивают в стенах между комнатами. Однако подобный подход осуществим только, если котел расположен в подвале или на цокольном этаже, либо при условии постройки громоздкого многоступенчатого дымохода.

Как вариант, повысить эффективность котла можно, если вокруг дымовой трубы смонтировать водонагреватель. В данном случае тепло уходящих газов будет нагревать стенки дымохода, и передаваться воде. Для этих целей дымоход можно сделать из более тонкой трубы, которую встроить в трубу большего сечения.

Наиболее эффективным способом повысить КПД твердотопливного котла будет установка циркуляционного насоса, принудительно перекачивающего воду. Это позволит повысить производительность установки примерно на 20-30 %.

Безусловно, сконструировать котел нужно так, чтобы теплоноситель мог циркулировать самостоятельно, если в доме отключили электричество. А при его наличии насос позволит ускорить прогрев дома до комфортных температур.

Подготовка котельной к установке агрегата

Твердотопливные котлы с открытой камерой горения необходимо размещать в отдельных специальных помещениях – котельных. Такие помещения обустраивают в подвале или же в цоколе, оборудуя их системой интенсивного вентилирования для обеспечения нормальной работы твердотопливного агрегата.

В случае необходимости выполняют заливку специального фундамента в месте предполагаемой установки отопительного агрегата

Котлы, потребляющие твердое топливо, можно установить собственноручно, причем без каких-либо согласований с соответствующими службами. Однако в процессе установки твердотопливного котла необходимо соблюдать комплекс правил.

Так, пол в месте установки твердотопливного котла следует сделать идеально ровным и прочным. В большинстве случаев котлы устанавливают на специальные плиты, изготавливаемые из негорючих материалов.

Устанавливать котел следует на некотором расстоянии от стен. Зазор между задней стенкой котла и стеной помещения должен составлять как минимум 60 см, при этом расстояние между стеной котельной и передней поверхностью котла должно составлять не менее 25 см.

Перед установкой отопительного агрегата стены и пол помещения котельной необходимо покрыть противопожарным материалом с минимальным пределом огнестойкости 0,75 ч. Для этих целей могут быть использованы: листы металла, базальтового картона, минерита или же асбестоцемента.

Также помещение котельной должно быть оборудовано системой слабоприточной вентиляции. Это может быть обычное окно, или же отверстие, проделанное в стене. При этом его площадь рассчитывается исходя из мощности котла: на 1 киловатт мощности котла должно приходиться 8 квадратных сантиметров вентиляционного проема.

В случае, когда помещение котельной оснащено только освещением, в нем стоит установить и розетки с питанием от электросети в 220 V.

Жаропрочным листом стоит закрыть пол непосредственно в месте установки котла, чтобы защитный материал выдавался вперед на 80 см от передней стенки котла. Эта мера поможет избежать возникновения пожара в случае выпадения жара из топки.

Все производители тепловых агрегатов в инструкциях по монтажу своей продукции рекомендуют возводить фундамент для установки на него котла. Так, если котел малой мощности, вес которого не превышает 200 кг, его со спокойной душой можно устанавливать на основу из цементной стяжки. В случае верного обустройства она без проблем выдерживает такого рода нагрузки.

А вот для монтажа агрегата, вес которого превышает 300 кг, целесообразно соорудить основу из армированной железобетонной стяжки. Причем ее толщина должна составлять от 10 до 12 см. Если же вес котла превышает 300 кг, то его нужно устанавливать исключительно на основание, состоящее из отдельной фундаментной плиты.

Твердотопливные котлы разрешено устанавливать на пол из дерева. Однако для начала место установки придется подготовить собственноручно, предварительно усилив его брусообразными лагами, сечение которых составляет как минимум 100х50 мм.

Если же в котельной запланирована установка дополнительного тяжелого оборудования, то делать заливку фундамента под каждую его единицу нецелесообразно. В таком случае гораздо проще залить так называемые промышленные полы, то есть сделать стяжку из бетона на высоту 12 см.

При этом ее наполнением должна быть арматура диаметром от 8 до 14 мм. Затем нужно сделать плотную подушку из щебня, а сверху положить сетку с размером окошка 20х20 см.

Площадь помещения, отведенного для оборудования котельной, должна составлять не меньше 15 квадратных метров, при высоте потолка 2,5 метров

Исходя из того, как подключен котел к дымоотводу: через крышу или же через стену, необходимо спроектировать размещение отверстия, через которое будет выведена труба дымохода и проделать его. При этом ее внутренний диаметр должен совпадать с диаметром выходной горловины твердотопливного агрегата или же быть чуть больше.

Поэтапное изготовление котла на твердом топливе. Тонкости и нюансы

Самый экономичный самодельный твердотопливный котел сделать вам не удастся, однако создать вполне пригодный для обогрева и горячего водоснабжения отопительный аппарат можно. Дело в том, что сборка промышленных изделий выполняется на высокоточном промышленном оборудовании из специально подобранных материалов с соблюдением технологических параметров. В основе каждой заводской модели котла лежат точные тепловые расчеты. Возможности работы в домашних условия несоизмеримо скромнее производственных, поэтому при выборе модели, подлежащей изготовлению, надо исходить из существующих реалий, в том числе, своего личного потенциала как монтажника.

Инструментарий и материалы

Имея чертеж и спецификацию обогревательного агрегата, можно определиться с перечнем необходимого инструмента. Хотите ли вы сделать большой котел или планируете собрать маленький отопительный прибор для дачи на твердом топливе своими руками, список приспособлений будет приблизительно одинаков.

Для работы потребуется следующий инструмент и приспособления:

• сварочный аппарат;
• малая болгарка с отрезным и шлифовочным дисками (защитные очки);
• электродрель со свёрлами по металлу;
• газовые ключи №№1,2;
• молоток;
• набор рожковых или накидных ключей и отвёрток;
• пассатижи;
• угольник на 90 град.

Основной материал при изготовлении — сталь, толщина которой для котла должна быть не меньше 5 мм, для колосников — от 7 мм.

Кроме того, понадобятся:

• стальной уголок 50х50 — для каркаса котла;
• листовая нержавеющая сталь — при наличии в конструкции накопительной ёмкости;
• стальные толстостенные трубы диаметром 32- 50 мм — для изготовления теплообменника-змеевика.

Полный перечень материалов и их расход составляется предварительно на основании технических чертежей.

Изготовление корпуса и теплообменника

Корпус котла, зачастую выполняющий и роль топочной камеры, является основой всей конструкции. Для снижения деформаций стенок под воздействием высокой температуры, ограждающие конструкции топки изготавливаются двухслойными с засыпкой между слоями сухого просеянного песка, играющего роль фиксатора геометрии. Наружные и внутренние оболочки топки выполняются каркасными, что также повышает жёсткость конструкции. Кроме того, для увеличения прочности стенки камеры сгорания снаружи можно обшить стальным уголком или профилем в виде рёбер жёсткости.

Изготовление корпуса

Корпус изготавливают из листовой термостойкой стали толщиной не менее 5 мм. Перед работой, шлифкругом УШМ материал очищается от ржавчины. Производится разметка деталей, резка. Также применяется УШМ.

Этапы изготовления корпуса показаны на фотографиях.

Отверстия для топки, поддувала

Отверстия заранее размечаются на лицевой детали корпуса. Прорезаются абразивным кругом шлифмашины (УШМ). Кромка дополнительно обрабатывается — острые края, заусенцы недопустимы (приведет к травмам).

Отверстия для патрубков

Через верхний, нижний патрубки происходит отток горячей, приток холодной воды из системы отопления. Для патрубков рекомендуется применять отрезки бесшовной трубы диаметром не менее 50 мм. Меньшие размеры создают слишком большое сопротивление току воды, приводят к закипанию в котле, когда радиаторы не прогреты. Отверстия прорезают сварочным аппаратом, дрелью, зубилом, кувалдой (способ описан далее в подробностях). Края нужно выровнять напильником, приварить патрубок.

Полезные советы по изготовлению ТТ котла

• Если вы хотите сделать ТТ котел универсальным с позиции использования сырья, то для топочной камеры используйте трубу из жаропрочной легированной стали.

  

  Труба из легированной стали для котла

  Можно значительно сократить расход на строительство агрегата, если взять бесшовную стальную трубу 20 марки.

• Прежде чем устанавливать котел на место, которое определено под этот агрегат, проведите первую растопку на улице, оборудовав котел временным дымоходом. Так вы убедитесь в надежности конструкции и увидите, правильно ли собрали корпус.
• Если в качестве основной камеры вы будет использовать газовый баллон, то учитывайте, что такой агрегат вам обеспечит горение на 10-12 часов из-за небольшого количества закладываемого топлива. Итак небольшой объем пропанового баллона уменьшится после срезания крышки и зольника. Чтобы увеличить объем и обеспечить большее время горения, необходимо использовать два баллона. Тогда объема топочной камеры точно хватит на обогрев большого помещения, и не нужно будет закладывать дрова каждые 4-5 часов.
• Чтобы дверца зольника плотно закрывалась, не давая доступа воздуху, нужно ее хорошо герметизировать. Для этого по периметру дверцы проложите асбестовый шнур.
  Асбестовый шнур

  Если вы будет выполнять в котле дополнительную дверцу, которая позволяет «дозагружать» топливо не снимая крышки, ее тоже нужно плотно герметизировать с помощью асбестового шнура.

Для эксплуатации ТТ котла, схему которого мы прилагаем ниже подходит любое твердое топливо:

• каменный и бурый уголь;
• антрацит;
• дрова;
• древесные пеллеты;
• брикеты;
• опилки;
• сланцы с торфом.

По качеству топлива особых указаний нет – подойдет любое. Но учитывайте, что при большой влажности топлива, котел не даст большой коэффициент полезного действия.

Самостоятельное изготовление

Сконструировать своими руками котел отопления достаточно сложно. Малейшая неточность, и он будет работать неправильно, что может привести к трагедии. Поэтому необходимо тщательно изучить технологию их изготовления и очень качественно выполнять все мероприятия.

Отопительные приборы шахтного вида

Самостоятельно создать можно шахтный или пиролизный котел. Первый функционирует не только на дровах, но и на угле, торфе или опилках. В его камеру сразу можно загрузить до 50 кг дров.

При полной загрузке камеры топливом и высокой мощности такой прибор непрерывно проработает до 5 часов, при самой малой мощности (15-20 кВт) – до суток. Его КПД – 75%. Мощность таких моделей можно регулировать с помощью автоматики.

Пиролизная модель

Желтый или бесцветный дровяной газ, выделяющийся под воздействием высокой температуры, является источником тепла в пиролизном котле. Для такого отопительного прибора можно использовать только полностью высушенные дрова, иначе он не запустится. Работать пиролизная конструкция может и на пеллетах. Автоматическая подача их в топку (с помощью специальных шнеков) станет дополнительным достоинством котла. Продолжительность работы модели подобного типа при полной загрузке – 12 часов.

Минусы – высокая стоимость (снизить ее можно, если изготовить его самостоятельно), энергозависимость (вентилятор работает с помощью электричества), большие размеры. Для изготовления такого прибора нужны:

• труба и лист из стали толщиной 4 мм;
• профтрубы, прутья металлические сечением 2 см;
• электродоты;
• вентилятор;
• кирпичи огнеупорные;
• автоматический регулятор температур;
• крепежи.

Предварительно составляют схему будущего котла со всеми расчетами. За основу берут наиболее удачную в этом плане конструкцию самодельного котла, разработанную инженером Беляевым. В нее вносят корректировки соответственно пожеланием владельца дома. Например, сделать отопление более эффективным можно за счет увеличения объема рубашки теплообменника.

Самодельные пиролизные приборы нужно устанавливать на специально оборудованные для них площадки из шамотного кирпича. После этого их подсоединяют к водяному контуру.

При первом, тестовом включении выясняют, не было ли допущено ошибок в конструкции котла. Если все было сделано правильно, то прибор сможет быстро переключиться в режим газогенератора. В помещении уже в течение получаса станет гораздо теплее.

Инструменты и материалы

Дровяной отопительный прибор – наиболее безопасная конструкция. Автономность его работы, простота эксплуатации, минимальная вероятность взрыва, возможность самостоятельного изготовления – вот основные его достоинства. Его минус – регулярность внесения топлива.

Самодельные дровяные модели котлов можно изготовить из следующих материалов и деталей:

• бочка из металла (объем – 200 л);
• стальной лист толщиной 3-5 мм (для создания топки);
• металлическая труба диаметром 20 мм и толщиной стенки от 3 мм;
• труба Г-образной формы (диаметр – 20 мм);
• колосник;
• дверцы для поддувала и топки.

Самодельные модели дровяных котлов изготавливаются при помощи газосварочного оборудования и болгарки.

Последовательность работ

Перед началом работ необходимо тщательно продумать схему прибора, приобрести все необходимые материалы и инструменты.

Вырезать 3 круга (диаметр каждого 57 см): это дно, верхняя крышка и перегородка между поддувалом и топкой. В двух из них сделать отверстие диаметром 20 мм.

Из листа стали вырезать полосу шириной 400 мм, длиной 3600 мм, вырезать в нем отверстия для дверцы топки, ниже него – для поддувала. Соединить лист сваркой в круг.

Приварить сверху круг с отверстием, снизу – без него. Между ними установить перегородку с колосником.

Сварить трубу и бочку между собой по принципу «один внутри другого». Снизу установить топку с поддувалом. Соединить все элементы с помощью сварки.

В верхней части бочки закрепить Г-образный отрезок трубы: он соединит емкость для нагрева и дымоход. Вода, нагреваясь в бочке, образует пар, который будет свободно выходить в дымоход, тем самым не давая расти давлению в котле.

Вверху и внизу установить патрубки для входа холодной воды и выхода горячей.

Навесить дверцы на топку и поддувало.

Установить конструкцию на фундамент из огнеупорного кирпича.

Такой прибор обогревает с помощью дров, пеллет или торфа, плотно уложенных внутри топки.

Даже простейшая модель дровяного котла требует осторожности и внимания при самостоятельном изготовлении

Меры безопасности!

Чтобы такой котел действительно был эффективным и экономичным вариантом отопления, прослужил долгую службу и не стал причиной ожогов или аварий в доме, учитывайте основные моменты противопожарной безопасности.

ТТ котел

1. Необходимо следить за температурой в системе и не допускать его перегрева.
2. Нельзя устанавливать запорный вентиль на трубопроводе.
3. Рядом с котлом нельзя держать легко воспламеняющиеся предметы.
4. Необходимо следить за вентиляции в помещении.
5. Для котла нужно оборудовать отдельное помещение.

На этапе подготовительных работ, продумайте место, где будет установлен котел.

В идеале, конечно, оборудовать отдельную котельную, ведь эксплуатация ТТ котла длительного горения несколько отличается от привычной кирпичной печи на дровах. Да и внешне этот агрегат не будет радовать глаз, и служить украшением дома.

Учитывая, что твердое топливо все-таки создает определенную грязь, ТТ котел длительного горения лучше устанавливать нежилом помещении.

Но если его мощность небольшая (не превышает 30-35 кВт), то можно просто отделить (зонировать) основное помещение от «котельной» с помощью кирпичной стенки.

Обязательно предусмотрите систему вентиляции в помещении, где будет происходить эксплуатация этим котлом. На постоянной основе с улицы должен поступать кислород.

Принцип работы

После закладки и поджигания топлива створку плотно закрывают. Вентилятор нагнетает кислород, который стимулирует процесс горения. Когда заданная температура достигнута, поступление воздуха останавливается. Через естественную вентиляционную систему проходит минимальное количество кислорода, который поддерживает процесс тления и препятствует затуханию угля или дров.

Датчики реагируют на снижение температуры во время остывания, при необходимости отправляют сигнал на автоматику для запуска вентилятора. Процесс повторяется.

В самодельном отопителе поступление кислорода регулируют вручную с помощью заслонки.

Как повысить КПД

Самодельное устройство при всех своих плюсах все же не может сравниться с заводским прибором.

Но каждый мастер может повысить КПД своего детища, следуя таким полезным советам:

• произведите монтаж запасного теплового щитка над котлом;
• установите резервный бак с водой так, чтобы он нагревался от тепла продуктов горения;
• сделайте трубку для отвода газов длиной не менее 7 метров;
• установите циркуляционный насос — он повысит КПД всей системы минимум на 20%. Кирпичная печь с духовкой читайте у нас на сайте.

Цены на циркуляционный насос

циркуляционный насос

Виды и материалы

Бытовое устройство для автономного водяного отопления может быть нескольких видов (в зависимости от материала корпуса):

• чугунные;
• стальные.

Твердотопливные котлы, изготовленные из чугуна, более долговечные. Естественно, цены на них будут выше, чем на стальные. При этом чугун – достаточно тяжелый материал, что снижает степень удобства перевозки устройства. Однако устойчивость к температурам и прочность делают его незаменимым даже при изготовлении некоторых деталей стальных котлов. Например, теплообменник часто изготавливается именно из этого металла. В таких котлах используется специальная обвязка, повышающая температурный показатель теплоносителя обратной линии.

Стальные котлы – хорошее решение альтернативного водяного отопления. Если в доме используется основное отопление от электричества или газа, изделия из стали будут хорошим запасным вариантом. Цены на них меньше, сами они компактные и удобные в эксплуатации. А установка твердотопливного котла может быть выполнена и своими руками.

Существуют также двухконтурные и одноконтурные твердотопливные котлы для дома. Отличает их наличие дополнительного контура (теплоносителя). И если корпус их похож, то схемы и чертежи помогут отличить их друг от друга.

Стоимость двухконтурных агрегатов будет зависеть от таких факторов

• типа твердого топлива;
• мощности устройства;
• системы контроля и управления.

Также котлы классифицируются по способу сгорания топлива. Различают по данному признаку такие виды:

1. Аппараты с естественной тягой – твердотопливные котлы, в которых воздух берется из помещения. Процесс сгорания топлива в них контролирует специальный термостатический тяговый регулятор.

2. Пиролизные – котлы с несколькими камерами. В первой происходит сгорание топлива, а во второй воспламеняется уже горючий газ, который получился в процессе горения топлива. Это эффективная схема работы.

3. С дополнительной тягой – промышленные и бытовые устройства со встроенным вентилятором, который обеспечивает дополнительный забор воздуха.

Как сделать электрический котёл?

Главным элементом электрического отопительного агрегата является термоэлектрический нагреватель (ТЭН) – он необходим для преобразования электроэнергии в тепло. Корпус электрокотла может быть выполнен из любого материала, а узлы, необходимые для его работы – регуляторы, датчики и пр. – можно купить в любом специализированном магазине.

Устройство электрического котла отопления

Конструктивно электрический котёл состоит из:

• ТЭНа;
• расширительного бачка;
• циркуляционного насоса;
• предохранительного клапана;
• фильтрационного узла.

Принцип работы электрического котла отопления

Теплоноситель в системе может циркулировать как естественным образом, для чего необходимо предусмотреть перепад высоты между радиаторами и баком котла, так и принудительным с помощью насоса. Наиболее простой вариант электрокотла – установка ТЭНа непосредственно в систему отопления. Если такая конструкция не подходит, можно сконструировать электрический котёл со съёмным патрубком – это даст возможность оперативно добраться до ТЭНа при необходимости ремонта или замены.

Оптимальным решением для обогрева, скажем, небольшого коттеджа является отдельно расположенный электрический котёл небольших размеров. Труба такого котла будет иметь диаметр около 220 мм, а длина корпуса – не более полуметра, что позволяет установить его практически в любом месте, разумеется, с учётом правил безопасности.

Корпус электрокотла должен быть герметичным. Он снабжается отверстием для поступления нагретого теплоносителя в отопительную систему, а также патрубком для обратной подачи остывшей воды.

Руководство по сборке отопительного котла своими руками

Внешне простейший котел на опилках похож на знаменитую печь-буржуйку. Однако конструкция агрегата, равно как и эффективность его работы, во многом отличается от упомянутой печи.

Набор для сборки котла

• Перед началом работы подготовьте все необходимые для этого принадлежности. Вам понадобится:
• емкость для загрузки сырья (металлический резервуар);
• листовая сталь толщиной 3 мм и 5 мм;
• аппарат для сварки;
• кирпичи;
• раствор для кладки на цементной основе;
• болгарка;
• трубы круглого сечения диаметром 4 и 5 см;
• трубы прямоугольного сечения размером 6х4 см.

Изготовление котла

Схема печи

В самостоятельном изготовлении котла на опилках нет ничего сложного. Достаточно последовательно выполнить каждый шаг приведенного далее руководства.

Сборка котла

Первый шаг. Изготовьте два цилиндра из листовой стали. Диаметр одного изделия должен быть немного меньше, чем другого. Цилиндр меньшего размера вы вставите в большую емкость и сверху закрепите крышку.

Двойные стенки

Для изготовления крышки используйте листовую сталь. В крышке проделайте отверстие и приварите к нему трубу поддувала. Снизу конструкции приварите дно. Крышку и дно делайте из более толстого материала, чем цилиндры.

Второй шаг. Подготовьте трубы к установке в корпус котла. Подбирайте трубы таких размеров, чтобы изделия легко и одновременно с этим плотно входили друг в друга – так вам будет проще собрать конструкцию.

Прямоугольные трубы устанавливаются вертикально, круглые – входят в прямоугольные. Предварительно сделайте в прямоугольных трубах отверстия по диаметру круглых труб.

К котлу будут подведены трубы для подачи и отведения воды. Поэтому вам необходимо на этом же этапе вырезать в стенках котла 2 отверстия по 20 мм в диаметре.

Третий шаг. Начинайте приваривать трубы в соответствии со схемой котла. Будьте осторожны, старайтесь приварить все элементы без щелей. Водяные трубы приваривайте в последнюю очередь. Открытые торцы труб герметично заварите небольшими стальными накладками.

Четвертый шаг. Проверьте котел на герметичность. Для этого залейте в трубы воду. При обнаружении утечек, сразу же заделайте негерметичные места.

Пятый шаг. Вмонтируйте собранный котел в предварительно подготовленный каркас. Каркас может представлять собой обыкновенную коробку, собранную из кирпича. Лучше выложите такой каркас заранее в выбранном для этого месте.

После установки разместите на положенном месте крышку поддувала и подключите к котлу дымоотводящую трубу.

Подключение котла

Схема подключения твердотопливного котла

Подключите готовый агрегат к отопительной системе. Установите на дымоходном выходе из отопительного котла устройство под названием регистр. Через него котел подключается к центральному отоплению. К регистру же можно подключить обратку и подачу. Это лишь один из наиболее популярных методов подключения. При желании можете подключать котел по другим схемам. Главное, чтобы готовая система работала максимально эффективно и безопасно.

Как сделать правильный дымоход

Высокоэффективный регистр позволяет дополнительно увеличить коэффициент полезного действия котла. Чем меньшим будет расстояние между регистром и котлом, тем более эффективно будет работать система.