Твердотопливный котёл длительного горения: чертёж своими руками

Не каждый человек знает, что созданная своими руками вещь не только менее затратная, но и принесёт немало положительных эмоций мастеру. Создать в домашних условиях можно практически всё. Обязательно нужно иметь чертёж, минимум инструментов и необходимые детали и механизмы. Одной из подобных вещей может стать котёл длительного горения, работающий с твердотопливными материалами.

В интернете можно просмотреть немало мастер-классов и видеоуроков по монтажу этого устройства. Котёл будет согревать зимой в том случае, если его строение будет соответствовать хотя бы минимальным нормам. И в этом случае поможет информация о его создании, вычислениях, монтажу дополнительной оснастки.

Виды устройства, которые можно создать самому

Котёл следует начинать строить с задумки. Первым этапом должен стать выбор вида создаваемого изделия. В ряде случаев можно подобрать вид по имеющимся деталям, по особенностям конфигурации оборудования, а также по личным потребностям создателя. Только после рассмотрения собственных возможностей, следует подбирать чертежи. В конечном результате следует выбрать котёл длительного горения по параметру направления сгорания топлива:

Нижнее. Топливо поджигается снизу (таким способом работает большинство котлов).
Верхнее. Топливо загорается вверху и постепенно сгорает к нижнему уровню.

Котлы с нижним направлением горения можно разделить на два вида:

Традиционный. Подаваемые твердотопливные элементы возгораются и сжигаются в одном отделении. Выход дыма осуществляется с помощью стандартной трубы для вывода дыма.
Шахтные. Здесь имеется две камеры. Одна служит для подачи топлива, а другая является теплообменником.

Также рассматривается несколько вариантов по способу сжигания. Котёл может иметь стандартную схему поглощения топлива. Здесь процесс осуществляется таким же способом, как и при стандартных обстоятельствах. Ярким примером является печь в частном доме. Котёл с пиролизным сжиганием имеет особую схему, которая подразумевает выделение древесного газа с последующим его воспламенением.

Немаловажным отличием является и теплообменник. Этот элемент изготавливается по особой технологии. Существует несколько способов решения вопроса с его созданием. Помимо особенностей теплообменника котёл для процесса горения может использовать уголь и дрова, или только один из представленных вариантов топлива. В этом случае следует заранее рассчитать резонность использования определённого топлива. От этого выбора будет зависеть конструкция самого изделия.

Материал для монтажа теплообменника

Котёл своими руками можно сделать самостоятельно, если правильно подобрать материалы. Ответственно отнестись к выбору необходимо на стадии создания теплообменника. Процесс горения подразумевает высокую температуру, которая влияет на состояние металла.

Чугун

Именно потому современные строители редко используют чугун. Причин этому много и основными считаются:

Малый показатель КПД. Чугунный элемент котла практически не будет способен нагреть даже воду до нужной температуры.
Низкий показатель теплоотдачи. Чугунное изделие не способно максимально правильно отдать тепло в помещение. Вместо этого оно улетучивается в любое другое место.
Современная конструкция котла подразумевает минимальный вес готовой конструкции. Использование чугуна не позволит достичь требуемых характеристик.

Ярким примером станет чугунная секция батареи для отопления в доме, которая использовалась во времена СССР. Её площадь довольно мала и составляет примерно 0,25 м 2 . Для обеспечения качественного обогрева помещения, понадобится конструкция, которая равна по площади 3 квадратным метрам. Двенадцать отдельных частей батареи довольно велики и тяжелы, а теперь стоит только представить себе конструкцию котла.

Нагрузка на пол также учитывается в правилах и нормах. Если котёл будет исполнен из чугуна, то вес изделия потребует сооружения специального фундамента. Способом исключения можно достигаем результатов о сооружении решёток и чугуна, но не как самого теплообменника.

Сталь

Современным решением становится создание теплообменника котла на производстве с использованием специально закалённой и обработанной стали. К сожалению, в домашних условиях создать подобный материал не получится. Своими руками можно обработать стандартную сталь. Но, этот материал, уже при температуре горения в 400 градусов по Цельсию начинает поддаваться коррозии.

Единственным вариантом становится создание теплообменника котла из стали, но постепенное совершение нагрузки температуры. Его стоит постепенно разогревать, чтобы сталь прослужила длительный отрезок времени без необходимости замены.

Котёл с теплообменником из стали будет идеально передавать тепло в окружающее пространство, а не уносить его в трубу. Это позволяет говорить об отличном показателе коэффициента полезного действия. С другой стороны, возникает проблема: конструкция не должна слишком быстро охлаждаться. Если показатели упадут ниже 65 градусов по шкале Цельсия, то в трубе начнёт скапливаться конденсат из кислоты. Он способен повредить трубу кота за считаные часы. Исправить это упущение можно двумя способами:

Если котёл не мощнее 12 кВт, то в нём следует соорудить особый вентиль, который будет контролировать работу обратного процесса и подачи.
В случае увеличения мощности, необходимо создать специальный элеваторный узел. В этом случае работа котла будет подразумевать перегрев воды постоянно.

Клапан, который используется с маломощными котлами длительного горения, называется перепускным. Его можно создать своими руками с управления от электричества (понадобится монтаж специального датчика, показывающего температуру) или от собственного источника питания. Принцип работы клапана прост. В резервуаре имеется горячая вода. Когда температура в обратке котла падает ниже 70 градусов по Цельсию, то он открывается и пускает в систему горячую воду. Она не влияет на процесс горения, но позволяет котлу оставаться целым, поддерживая температуру в обратной системе на должном уровне.

Котёл с элеваторным узлом имеет особую специфику работы, а именно обратную к технологии использования вышеописанного клапана. В процессе горения топлива, вода здесь нагревается до 120 градусов по шкале Цельсия. Благодаря давлению она не закипает. Должна повышаться температура горения, а во время обратного оттока воды она смешивается с горячей, тем самым повышая её показатели и снижая риск образования вредных отложений на трубах. Своими руками создать нечто подобное сложно.

Обязательным условием в обоих случаях, является монтаж системы котла с циркулирующей водой. Особенности строения подобного изделия с длительным горением позволяют соорудить его своими руками для домашних потребностей. В этом случае можно использовать насос воды, который будет питаться не от электричества, но от другого источника.

Выбор материала зависит от личных взглядов на конструкцию строителя. В некоторых случаях под рукой имеется только один металл, а потому остаётся работать с имеющимся материалом.

Создание дымохода в твердотопливном котле

Процесс горения подразумевает наличие вредных выделений во время сжигания топлива. Чтобы уменьшить их, необходимо соорудить в твердотопливном агрегате дымоход, через трубу которого вещества будут улетучиваться в окружающий мир. Длительное горение подразумевает больше выделений газа, пепла и сажи. Своими руками этот элемент построить несложно, если знать его особенности. Именно потому предлагается рассмотреть чертежи в видеоматериалы создания дымохода для котла своими руками.

Помимо самой трубы отвода дыма, понадобится отражатель, если котёл используется для отопления небольшого помещения. Благодаря этим элементам конструкции, при длительном горении, твердотопливный котёл будет выдавать больше тепла в дом.

Дымоход создаётся с целью обезопасить человека от воздействия выделяемых компонентов во время горения. Своими руками создать эту конструкцию не составит особого труда, но необходимо позаботиться о правилах безопасности во время проведения работ. Твердотопливный котёл длительного горения можно обезопасить с помощью выкладывания кирпича. Своими руками сделать кладку не составит сложностей, ведь она только несколькими параметрами отличается от кладки стандартной стены. На эту тему немало видео представлено в сети, и освоить его можно всего за несколько просмотров, а порой и быстрее.

Чертёж этого сооружения может иметь различные конструкционные особенности. Главным из них является не внешняя вычурность, а действительно безопасность. Для Создания дымохода своими руками понадобится труба, диаметр отверстия которой не менее 1200 миллиметров. Прямой участок трубы с горизонтальной поверхностью, должен иметь не менее 10 сантиметров. Диаметр же должен быть больше чем выход от топки котла. Своими руками длительного горения изделие необходимо создавать с дымоходом, имеющим как минимум два изгиба. Их градус наклона должен быть не менее 45 градусов.

Твердотопливный котёл с длительным горением своими руками, видео которого приведено ниже, подразумевает ещё несколько особенностей строения дымохода, а именно:

лучшим вариантом станет создание разборной конструкции. Своими руками твердотопливную систему длительного горения нужно обязательно очищать, так как скопившийся сор, сажа и другие остатки могут ухудшить работу;
соединение элементов твердотопливного котла длительного горения должны собираться в обратном направлении движении газов;
если имеются элементы в твердотопливном изделии с длительным процессом горения, которые легко воспламеняются, их необходимо отдалить от теплообменника и самого источника огня.

Фундамент под чугунную конструкцию

Хотя и приведены доводы не в сторону чугуна, для большинства мастеров, особенно в домашних условиях, этот металл остаётся единственным вариантом. Своими руками установка такого котла, как описывалось выше, потребует от мастера создания фундамента. Соорудить его не составит особого труда, если ранее подобные работы проводились.

Фундамент имеет ещё одной свойство – он защищает напольное покрытие и саму конструкцию пола от влияния повышенной температуры. Отличным материалом станет жидкий кирпич или так называемый бут. Эти элементы не воспринимают температуру, а потому не скапливают тепло. Своими руками для создания дополнительного фундамента понадобится всего лишь монолитная плита из этих материалов.

Заменой этой конструкции становится ножки, которые привариваются к днищу котла. Дабы спрятать их от постороннего взора, рекомендуется их заложить кирпичом.

Таким нехитрым способом можно создать котёл своими руками. Единственным требованием к строителям является изучение чертежа и материалов. Внимательное изучение видео позволит получить ответы на важные вопросы, понять суть работы и её специфику, получить итоговый вариант идеального изделия для обогрева помещения на постоянной основе или же во время посещения дачи. Если правильно сделать котёл, то он будет много времени согревать не только тело. Но и душу. Ведь каждый мастер должен гордиться своим творением, каким бы оно ни было.

Как сделать котел длительного горения своими руками – пошаговое руководство

1 Принципы работы

Главная задача котла длительного горения в том, чтобы владелец такой отопительной системы не ощущал необходимости в подкладывании дров каждые 5−6 часов. Сам термин «длительное горение» в последнее время стал очень популярным. В связи с этим все производители как один применяют его к своей продукции. Сейчас есть даже пеллетные устройства «продолжительной работы», которые могут работать до одной недели без необходимости вмешательства человека.

Но с другой стороны, нужно остерегаться и некачественной продукции неизвестных производителей. Такие могут выдавать обычные твердотопливные котлы за устройства «длительного горения». Во избежание попадания в подобную ситуацию нужно знать некоторые отличия устройств действительно «продолжительной работы».

Читать еще: Счетчик на отопление на квартиру: можно ли установить в многоквартирном доме

увеличенный объём топки даже при одинаковой мощности агрегата;
для удобства применяются запасные дверцы;
в технической документации длительность горения одной закладки — от 7 часов и выше.

На сегодня существует распространённый миф, что принцип работы котлов длительного горения заключается в использовании режима тления при ограничении в подаче воздуха. Но на самом деле такой способ малоэффективен. Об этом свидетельствуют несколько моментов:

1. Тлеющее дерево выделяет намного меньше тепла, чем при обычном горении. Таким способом нельзя обогреть дом полноценно.
2. Древесно-угольные устройства могут достигать своего максимального коэффициента полезного действия в 70−80% в момент максимального горения. При тлении их КПД составляет максимум 40−50%, как и у классической буржуйки.
3. Если дерево свежесрубленное, то сжечь его полностью просто невозможно. Это относится к определённым породам, к примеру, тополь и ива.

два подвида:

работающие по принципу верхнего горения;
с принудительной подачей воздуха.

Котёл долгого горения своими руками сделать несложно даже без особых усилий. Главное, иметь хотя бы небольшой опыт работы со сваркой.

На сегодня есть варианты устройств «продолжительной работы», которые работают на дровах и опилках. Их минус — большие размеры и сложная конструкция.

Как устроен самодельный котел длительного горения

Принцип работы

Схема работы таких котлов основывается на особенности твердого топлива тлеть несколько часов, производя при этом большое количество тепловой энергии. Характерно, что топливо в таком случае сжигается более полно, а количество отходов, как следствие, заметно снижается.

Основным элементом котла является топка, где горение ограничено, а интенсивность подачи воздуха контролируется при помощи специальных приспособлений. Топливо загружается два раза в сутки большими порциями, после чего медленно тлеет (ограниченное количество кислорода не позволяет ему полноценно гореть).

Труба, посредством которой выводится дым, пропускается через теплообменники и нагревает жидкость в отопительной системе. Выходит, достаточно лишь каждые 12 часов загружать топливо для бесперебойного обогрева дома.

Основные преимущества

Котлы длительного горения выделяются на фоне отопительных систем других типов. Конечно, основное преимущество – это именно длительность работы, но есть и другие важные моменты:

низкая стоимость топлива;
автономность;
возможность обогрева больших площадей при минимальных расходах;
легкость монтажа и эксплуатации;
безопасность;
возможность изготовления в домашних условиях.

Устройство прибора

Для изготовления котла удобнее использовать металлическую трубу ø30 см и больше с толщиной стенок не менее 5 мм (иначе последние в скором времени прогорят из-за высокой температуры внутри прибора). Высота конструкции может колебаться между 80 см и 100 см, все зависит от площади помещения.

Труба для корпуса

Вне зависимости от модификации котел состоит из трех основных зон:

загрузочной зоны;
зоны тления и теплообразования;
зоны окончательного сжигания, где горит зола и выводятся дымные газы.

Данный элемент выполняется в виде металлического круга толщиной 5-6 мм с отверстием посередине, через которое с помощью телескопической трубы кислород подается в топку. Диаметр изделия должен быть несколько меньше диаметра корпуса. Высота регулируется посредством специальной крыльчатки.

Котел на дровах длительного горенияКотел на дровах длительного горения

Котел длительного горения

Воздух может подаваться одним из двух способов:

прямо из атмосферы;
из специальной камеры нагрева (она располагается в верхней части конструкции), что обеспечивает более эффективную работу котла.

Для регулировки используется специальная воздушная заслонка.

Сверху приваривается дымоотводная труба. Она должна вестись перпендикулярно корпусу минимум 0,5 м, иначе образуется чрезмерная тяга.

Снизу оборудуется дверка для удаления продуктов горения. Чистку нужно проводить нечасто, ведь топливо будет сгорать полнее.

Существует два способа нагрева теплоносителя, у каждого есть свои сильные и слабые стороны.

Котел длительного горенияКотел длительного горения

Способ №1. К трубе теплообменника, проходящей через зону сгорания, подключается змеевик, посредством которого и происходит нагрев воды в баке.

Способ №2. Формируется отдельный металлический бак, сквозь который пропускается труба дымохода. Разгоряченный дым подогревает жидкость.

Первый способ более эффективен, но вместе с тем более сложен в выполнении. Второй сделать проще, но он целесообразен только в небольших домах.

Инструкции и чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками

Для комфортного проживания в отечественных климатических условиях необходима эффективная система отопления. Если правильно использовать чертежи твердотопливных котлов длительного горения, своими руками можно будет изготовить надежную и экономичную конструкцию. Для получения хорошего итогового результата необходимо предварительное изучение инженерных решений и технологий в соответствующей области.

Устройство котла фабричного производства

Определение с параметрами проекта
Разные конструкции
Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками
Изготовление котла твердотопливного длительного горения: отзывы и алгоритм действий
Твердотопливный котел длительного горения своими руками: видео инструкция и выводы
Изготовление котла длительного горения своими руками (видео)

Определение с параметрами проекта

Точного определения данному понятию нет. Соответствующее оборудование появилось, как ответ на требования потребителей повысить уровень комфорта в процессе эксплуатации, увеличить выработку тепла в расчете на единицу использованных энергетических ресурсов.

Основным недостатком классических котлов является необходимость регулярного добавления топлива в топку. Сложности создают также следующие факторы:

высокая интенсивность горения;
сложность оперативной регулировки и контроля этого процесса;
неполное использование тепла, которое удаляется вместе с дымом через систему вентиляции.

Для поддержания работы обычного котла лучше иметь рядом достаточный запас дров

Разные конструкции

Для решения отмеченных выше задач используют различные решения. Чтобы не закладывать часто новые порции топлива увеличивают размеры топки. Сделать процесс горения равномерным помогает размещение сверху прижимного устройства, дозированная подача воздуха.

Создать чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками будет проще после подробного изучения стандартной конструкции:

В начальном положении прижимное устройство (10) находится в верхнем положении.
Через дверцу (6) в топку загружают крупную партию дров.
После поджигания происходит регулируемый механическим приводом (16) процесс горения.
Свежий воздух подается нагнетателем через телескопическую полую внутри штангу. Он распределяется равномерно через прижимной диск (10).
Подача кислорода сверху обеспечивает постепенное сгорание топлива, слоями.
Золу после завершения цикла удаляют через нижнюю дверцу (13).
Для поднятия диска (10) в верхнее положение используют лебедку (2) с электроприводом.

Недостатком данной конструкции является невозможность произвольной закладки дров в топку. Существенное преимущество – повышенная до 24 часов и более длительность одного рабочего цикла.

В следующей конструкции топливо можно подкладывать по мере необходимости. Здесь использована технология пиролиза. Она характерна дозированной подачей кислорода и низкой интенсивностью горения. Тлеющие дрова выделяют горючий газ. Он сгорает в дополнительной камере.

Пиролизный котел

Эта установка полноценно использует топливо. В продуктах сгорания содержится минимальное количество сажи. Сложной является оптимальная регулировка рабочих процессов.

Газовые и дизельные агрегаты лишены упомянутых недостатков по причине простоты дозирования соответствующих видов топлива. Подобный результат можно получить, если использовать специальным образом спрессованные гранулы из отходов деревообработки, шелухи семечек, иного горючего сырья.

Пеллетный котел

В данном варианте гранулы (пеллеты) засыпают в бункер, откуда они подаются шнековым механизмом в топку. Понятно, что такая конструкция позволяет при необходимости быстро увеличивать и уменьшать подачу топлива. Гибкое изменение производительности котла пригодится для оптимизации работы при изменении внешней температуры, подключении дополнительных потребителей. С гранулами не слишком сложно работать при транспортировке, хранении.

Теплообменник для подогрева воды

Повышают эффективность котлов с помощью сложных структур выходных узлов. В таких конструкциях повышается температура теплоносителя. Аналогичные функции выполняют полые стенки корпуса.

Котлы длительного горения на дровах для дома. Необходимость часто подбрасывать дрова весьма неудобна. Однако есть котлы, которые требуют внимание раз в сутки. Подробнее в отдельной публикации.

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками

Прежде чем искать соответствующую документацию, необходимо точнее определиться с конструкцией. Предпочтительной является первая схема твердотопливного котла длительного горения, своими руками ее будет создать проще.

Принципиальная схема котла

Для отопления сравнительно небольшого частного дома с общей площадью 150-250 м. кв. достаточно будет следующих размеров:

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения своими руками

При высоте чуть более 1,5 метра и ширине около 40 см не сложно будет найти подходящее место для установки. Но надо учитывать необходимость создания технологических проходов для обслуживания. Понадобится свободное пространство сверху для монтажа лебедки и другого оборудования.

Конструкторскую документацию можно создать без соблюдения стандартов

Для реализации частных проектов не обязательно соблюдению ГОСТов. Но чем подробнее получился чертеж твердотопливного котла длительного горения своими руками, тем проще будет исключить ошибки на ранних стадиях.

Обратите внимание! Не забывайте, что комплект рисунков с размерами надо дополнить списком изделий, которые надо будет приобрести отдельно. Включите в него комплектующие детали фабричного производства, инструменты, расходные и материалы, строительные перчатки и другие индивидуальные защитные средства.

При удалении большого количества ржавчины перед окраской может понадобиться респиратор

Изготовление котла твердотопливного длительного горения: отзывы и алгоритм действий

Прежде, чем начинать работу, изучите мнения и советы реальных пользователей. Как свидетельствуют их отзывы, оборудование этого типа при правильном выполнении технологий вполне можно изготовить самому.

Создать идеальный внешний вид сложно, но он не обязателен в котельной частного дома

Для создания конструкции без лишних трудностей пригодятся готовые изделия с нужными параметрами. Подойдет металлическая труба диаметром 350 мм, высотой 1,5 метра, с толщиной стенок не менее 3 мм. Разумеется, придется сделать соответствующие корректировки некоторых других размеров.

Для вырезания качественных заготовок можно обратиться в специализированное предприятие

К нему приваривают вырезанное из листовой стали дно. Не забудьте о ножках. Они должны выдержать без повреждений вес тяжелой конструкции. Для некоторых входных и выходных отверстий подойдут отрезки труб с подходящими габаритами. Укрепление и узлы креплений навесного оборудования создают из отрезков швеллера.

Удаление окалины со сварных швов с применением электроинструмента

Готовую конструкцию очищают. Для защиты от коррозии и хороших эстетических характеристик ее покрывают слоями грунта по металлу и краской. Используют такие типы покрытий, которые устойчивы к высоким температурам. После установки лебедки и других дополнительных устройств, проверяют работоспособность всех механизмов и приводов. Котел подключают к системам подачи воздуха, водоснабжения и обогрева, дымоходу, электрической сети 220 V. Выполняют пробный пуск и устраняют выявленные недостатки

Защитный автомат выбирают соответствующий мощности потребителей

Обратите внимание! Вы знаете, как самому сделать твердотопливный котел длительного горения, но сомневаетесь в точности выполнения отдельных операций? В этом случае создание сварочных швов и другие сложные действия надо изучить заранее. Это оборудование в процессе эксплуатации должно быть надежным, поэтому лучше исключить ненужные риски.

Твердотопливный котел длительного горения своими руками: видео инструкция и выводы

Для изготовления некоторых сложных конструкций понадобится предварительное оснащение собственной мастерской. Придется освоить работу со сварочным оборудованием, приобрести специализированные инструменты и приспособления. Если он не пригодятся в будущем, то соответствующие затраты придется учесть при подсчете общей себестоимости.

Читать еще: Плинтусная система отопления: принцип работы тип обогрева плюсы - минусы + установка своими руками

Создать правильно котёл длительного горения своими руками помогут материалы данной статьи, сведения из чертежей и видео. Но для правильной оценки необходимо проверить, сколько будет стоить выполнение соответствующего заказа с помощью профессионалов.

Фабричные изделия могут стоить дороже, но на них предоставляют официальные гарантии

Изготовление котла длительного горения своими руками (видео)

Пошаговая инструкция создания котла твердотопливного длительного горения своими руками по чертежам

Твердотопливные котлы длительного горения помогают поддерживать тепло без частой догрузки дров.

Вместо обычных 2–4 часов, одной закладки в котлы длительного горения хватает минимум на 8–12 часов работы оборудования. Точное время между загрузками зависит от конструкции и типа используемого топлива.

Чертежи твердотопливных котлов длительного горения

Продолжительную работу устройства с теплообменником на одной партии дров обеспечивает специальная конструкция:

увеличенная емкость топливной камеры – вмещает в 2 раза больший объем закладки;
нестандартное направление разжигания – дрова прогорают вертикально вниз.

Огонь охватывает верхний слой топлива. За счет дозированной подачи воздушного потока образуется ровное, несильное пламя. Нижний объем закладки постепенно нагреваются по мере прогорания дров.

Классический

В стандартных чертежах устанавливают тепловой генератор в форме цилиндра. Прямоугольный корпус для классических котлов длительного горения не подходит.

Оборудование работает следующим образом:

топочную камеру наполняют дровами и разжигают сверху;
в процессе прогорания топлива посредством телескопической трубы на него опускается груз с отверстием для циркуляции воздуха;
кислород через дымоход поступает в топку под воздействием естественной тяги или вентилятора;
теплообменника в классической схеме нет, вода для отопления нагревается напрямую.

Помимо дров для растопки используют торф или кокс.

Фото 1. Классический твердотопливный котел длительного горения с дровами в топочной камере и отсутствием теплообменника.

Пиролизный

В газогенераторных приборах дрова тлеют медленнее. Происходит выделение горючего дыма, который поступает в отдельную зону и вырабатывает дополнительную тепловую энергию. Конструкция включает:

Загрузочную камеру. В ней происходит процесс пиролизного сжигания топлива.
Отсек дожига. Здесь сгорает газ.
Теплообменник. Выполняют в виде «рубашки». Внутри теплообменника нагревается вода для последующего выхода в сеть.
Устройство подачи воздуха. Обеспечивает поступление первичного (в топку) и вторичного (в камеру дожига) потока.
Дроссельная заслонка. Для регулировки скорости и объема кислорода на этапе первого розжига топлива.
Приспособления для управления температурой и мощностью оборудования.

Две камеры разделяет огнестойкое перекрытие с форсункой и отверстиями. От вторичного воздушного потока зависит скорость нагрева воды внутри теплообменника.

Фото 2. Пиролизный котел, оснащенный загрузочной камерой, теплообменником, камеры разделены огнестойким перекрытием.

Шахтный

Устройства, работающие по принципу обычного сжигания топлива, проще пиролизных. Конструкция включает:

Топку. Эта зона занимает от 50% объема оборудования и чаще имеет прямоугольную форму. Ее высота незначительно меньше длины целой конструкции.
Люк для загрузки топлива. Его устанавливают сверху или сбоку относительно топки.
Зольник. Камера, куда естественным путем попадает зола с остатками углей. Ее оборудуют под топкой.
Колосник. Выполняет функцию разделительной решетки между внутренними секциями котла.
Дверца. Размеры подбирают с учетом возможности одновременного доступа и к зольной, и к нижней части топочной камеры. Чтобы регулировать объем воздуха, на дверцу устанавливают шибер.
Секция с теплообменником. В проектах шахтных котлов используют конструкции водяного или жаротрубного типов. В камере теплообменника выполняют отверстие для поступления угарных газов.
Дымоходная труба из металла или кирпича с заслонкой.

После загрузки и розжига топливо выделяет горючие газы. Через отверстие они поступают в камеру с теплообменником, нагревая последний. Дым отдает энергию и выходит наружу через трубу, а горячая вода поступает в отопительную сеть.

Фото 3. Котел длительного горения шахтного типа с теплообменником, в котором топливо выделяет горючие газы после розжига.

Пошаговая инструкция по изготовлению котла из кирпича и металла

Чтобы выбрать правильную конструкцию, рекомендуют учитывать площадь помещения и тип топлива. Если котел строят для гаража или дачного дома малой площади, в водяном контуре нет необходимости. Нагревание происходит от поверхности прибора за счет конвекции горячего воздуха.

Внимание! Чтобы повысить эффективность и КПД, устройство дополняют системой принудительного обдува вентилятором. Если в помещении присутствует сеть отопления с жидким теплоносителем, выбирают проекты с контуром в виде «змеевика» на основе труб.

Тип топлива влияет на объем камеры. Для дровяных котлов подходят проекты с увеличенными габаритами топки. При использовании пеллет или стружки возможно обустройство емкости для автоматической подачи гранул.

Проще построить конструкцию на основе металла с кирпичом. Для этого изготавливают теплообменник из профильных труб круглого и прямоугольного сечения, который устанавливают непосредственно в кирпичный котел.

Самодельные котлы длительного горения на угле

В негазифицированных районах для обогрева используют печи, твердотопливное оборудование или котлы длительного горения. Последние отличаются конструкцией и принципом работы. Главной особенностью является то, что они обеспечивают долгий нагрев на небольшом запасе сырья, т.к. генерируют тепло не только от огня, но и от тления или сжигания пиролизного газа. Воспользовавшись схемами и чертежами, можно сделать своими руками котел длительного горения на угле.

Разновидности устройств и их характеристики

Отопители бывают таких типов:

Классические. Нагнетают кислород в топку вентилятором. Это позволяет регулировать интенсивность выработки тепла.
Верхнего горения. Характеризуются меньшим КПД. Особенностью является большая топка, в которой сжигание сырья происходит сверху вниз. При этом тепловая нагрузка распределяется равномерно, но вода нагревается медленно.
Пиролизные. Характеризуются высоким КПД. Энергия генерируется не в процессе сжигания топлива, а при тлении газа. Он продолжает гореть в другом отсеке, обеспечивая долгий нагрев.
Шахтные. Топочная камера устроена вертикально, занимает половину площади. Сжигание сырья начинается снизу. Верхние слои угля постепенно проседают, смешиваясь с золой, что обеспечивает медленное тление.

Твердотопливные котлы длительного горения: чертежи и схемы

Для изготовления необходимо правильно подобрать материалы. Их расчет происходит по схемам. На чертежах видны способы организации топки, дымохода, теплообменника. По ним несложно сделать разметку, смонтировать котел.

Конструкция оборудования и устройство

Внутри крупногабаритного прибора основную часть занимает топочная камера. Ее размер влияет на объем закладки и длительность перегорания сырья. Чем крупнее этот отсек, тем выше производительность. Это следует учесть при выборе агрегата для обогрева помещения большой площади.

Каждая разновидность имеет особенности во внутреннем оснащении. В народе наибольшую популярность приобрели приборы типа Булерьян, имеющие такое устройство:

Металлический корпус цилиндрической формы. Внутри двойных стенок расположена водяная подушка, которая служит теплообменником.
Камера для топлива. Располагается в нижней части.
Пиролизная зона для дожига газа.
Дверца для закладки. Смонтирована вверху топки.
Отвод для подсоединения к дымоходу. Через него выходит наружу угарный газ.
Зольник. Расположен в самом низу. Служит для очистки от сажи, которая просыпается через колосники.

Для правильной работы Булерьяна требуется обеспечить полную герметичность зольного отдела. Он не служит, как это принято в печах, поддувалом. Воздух поступает только через верхнюю камеру. Для регулирования его подачи там делают заслонку.

Классический вариант котла отличается прямоугольной формой, но имеет похожее устройство.

Внутри монтируют чугунный или стальной теплообменник, нагревающий воду, которая затем циркулирует по трубам и подается в контур ГВС. Блок управления устанавливают сверху, чтобы защитить от попадания пыли. Там же оборудуют вентилятор, нагнетающий воздух в топочный отсек.

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.

Критерии выбора по типу

Отопительные приборы могут работать на угле, пеллетах, щепе, дровах, торфе.

Основные критерии выбора:

мощность;
объем топочного отсека;
длительность работы на одной загрузке;
особенности установки и подсоединения к системе;
управление;
правила эксплуатации и обслуживания.

Можно самому изготовить классический, пиролизный котел, с верхним или нижним горением (шахтный). Для монтажа узлов, обеспечивающих автономность, нужно обладать навыками и опытом.

Проще собрать прибор типа Булерьян, в котором не используют блок управления, автоматику.

Достоинства и недостатки устройства

Преимущества твердотопливного оборудования:

высокий КПД (90%);
экономный расход угля;
надежность;
доступность, взаимозаменяемость топлива;
непритязательность к качеству сырья;
автономная работа.

В дальнейшем прибор можно дорабатывать, совершенствовать, чтобы повысить производительность и автоматизировать процессы. А если собрать его самостоятельно, получится сэкономить, ведь себестоимость материалов намного ниже среднерыночной цены готовой конструкции.

крупные габариты;
необходимость соблюдать требования к организации котельной;
сложное устройство;
регулярное обслуживание.

Пошаговая инструкция по изготовлению своими руками

В агрегатах с нижним отсеком для дожига требуется подключать автоматику, устанавливать вентилятор для температурного регулирования. Из-за этого их сложнее собирать самостоятельно.

Для корпуса потребуются 2 трубы диаметром 130 и 150 см. Одну необходимо вложить в другую, сварить с помощью уголка 25х25 мм. Внутреннее пространство послужит теплообменником и патрубками будет подсоединяться к отопительной системе.
Вырезать круг диаметром 45 см и приварить его к днищу.
Внизу получившейся бочки сделать прямоугольник для дверцы зольника размером 15х10 см.
Прикрепить створку, задвижку.
Выше вырезать отверстие для дверцы топки. Установить ее.
Прикрепить колосники.
Сделать патрубок вверху. Он служит для отвода угарного газа в дымоход.
Оборудовать крышку. Вырезать круг из металла, в центре сделать отверстие. В него вставить трубу, приварить с двух сторон. Снизу заготовки прикрепить уголки. Они будут распределять воздух. Сверху приварить петлю, которая станет ручкой для этой заслонки.
Присоединить распределитель к корпусу топливника вместо крышки.

Для сборки отопителя используют пустой газовый баллон. Он станет корпусом.

Возможные проблемы при строительстве и эксплуатации и их устранение

Устанавливать обогреватель необходимо на бетонную стяжку. Из-за большой нагрузки другой вид покрытия может просесть, повредятся соединения. Дверцы для топливного и зольного отсека лучше купить. Самодельные конструкции не позволяют добиться герметичности, что приводит к неполному сгоранию сырья, снижению производительности и вероятному пожару из-за выпадения углей через щели.

Чтобы обеспечить циркуляцию теплоносителя, нужно установить насос. Для увеличения срока службы оборудования его следует монтировать на трубу обратной подачи.

Дымоход нужно оснастить заслонкой. В закрытом состоянии она не дает выходить горячему воздуху, т. е. снижает теплопотери, замедляет процесс тления и увеличивает время обогрева.

Советы и рекомендации по изготовлению

Для топки лучше использовать жаропрочную сталь. Чтобы снизить себестоимость оборудования, можно взять бесшовную трубу марки 20.

Следует уложить по периметру створки асбестовый шнур, чтобы она плотно закрывалась. Так обеспечивается герметичность, необходимая для процесса тления. Если хочется увеличить время перегорания углей, лучше оборудовать крупную камеру. Ее объем нужно определять с учетом отапливаемой площади. Чем она больше, тем крупнее потребуется топка.

Читать еще: Как сделать систему отопления с естественной циркуляцией

Какие правила безопасности необходимо соблюдать

При монтаже и эксплуатации котла нужно придерживаться требований:

Установить агрегат в хорошо проветриваемом помещении.
Поблизости не хранить топливо, легковоспламеняющиеся предметы.
На трубу подачи не монтировать запорную арматуру.
Следить за температурными показателями внутри контура.
Чистить дымоход от сажи, копоти.

Как проверить агрегат перед запуском

Прежде чем устанавливать прибор, нужно его протестировать. Лучше это делать на улице. Во время проверки проявятся места неплотного соединения и прочие недочеты.

После подключения агрегата следует запитать трубную систему, открыв все запорные арматуры. Затем повысить давление воды до 1,3 атм и наблюдать за соединениями, кранами в течение суток. Обнаружив подтекания, нужно отключить отопитель, устранить дефекты.

Котел длительного горения можно сделать самостоятельно. Для этого вначале следует изучить его внутреннее оснащение, понять принцип нагрева, рассчитать и подобрать материалы, ориентируясь по чертежам. Также нужно уметь работать со сварочным аппаратом. Размечать, монтировать детали лучше по схемам. При установке в котельную, запуске и эксплуатации необходимо обязательно соблюдать меры безопасности.

Самодельный ракетный котёл. Часть вторая

Самодельный, недорогой и экономичный твердотопливный котёл, превосходящий по своим показателям многие промышленные образцы – продукт, заслуживающий самого пристального внимания. В первой части материала мы описывали теорию, а также подготовительный этап, которые предшествовали разработке и сборке ракетного котла. Во второй части мы расскажем о его ключевых узлах и особенностях самостоятельного изготовления.

От теории к практике

Для начала напомним нашим читателям, почему Perelesnik решил сделать твердотопливный котёл самостоятельно, а не пошёл покупать готовый в магазине.

После того, как я сделал такой котёл, мне больше не нужно думать о множестве вещей. Например, для работы моего котла не нужна классическая дымовая труба, т.к. тяга и так достаточна. На его работу не влияет атмосферное давление, приток воздуха, температура и влажность как внутри, так и снаружи помещения. В котёл можно закладывать влажные некондиционные дрова и не нужно выбирать определённые сорта твёрдого топлива.

Кроме этого, котёл не нуждается в регулярной чистке от сажи и дёгтя. Также не требуется часто подбрасывать топливо. Т.к. котёл стабильно работает на разных режимах горения, а топливо сгорает полностью. Все конструкционные элементы котла — колосники, водяная рубашка — долговечны и не прогорят. И это ещё не весь список.

Конечно, котёл не работает сам по себе. В ходе эксплуатации отопительного прибора пользователю экспериментальным путём пришлось нащупывать ряд нюансов, благодаря которым котёл «заработал на полную катушку». Это: момент загрузки и укладки топлива, его правильный розжиг, регулировка оптимальной подачи воздуха и т.д. Но это стоило затраченных усилий, т.к. чем лучше знаешь принцип работы любого оборудования, тем выше от него отдача. По мере накопленного опыта процесс обслуживания доводится до автоматизма.

Как и у любого, грамотно спроектированного механизма, у данного котла есть «фишка», благодаря которой достигается высокая эффективность его работы. Это т.н. «J-труба» — сердце ракетного котла.

Отливка ракетной трубы

Помимо расчёта оптимальных размеров ракетной трубы, нашему пользователю нужно было определиться с материалом, из которого её можно изготовить. Дело в том, что «J-труба» должна длительное время работать при температурах около 1000°C. Поэтому материал, из которого она будет изготовлена, должен быть жароустойчивым и с низкой теплопроводностью. При этом сама «J-труба» должна иметь небольшие габариты.

Что и говорить — задача не из простых. Сразу отпали дымоходные трубы – они не выдержат такие температуры. Металл, даже жаростойкая котловая нержавейка, тоже долго не протянет при таких условиях. Был ещё один вариант — сложить трубу из огнеупорного кирпича (например, шамотного), но это повлечёт за собой целый ворох забот. Придётся делать большой теплообменник, затем корпус котла и т.д. В результате котёл, одним из преимуществ которого является компактность, вырастает до огромных размеров.

Всем, кто захочет последовать по стопам Perelesnikа, следует учесть один нюанс.

Взвесив все «за» и «против», пользователь остановился на одном варианте материала для трубы — керамике. Дело осложнялось тем, что пойти и купить готовое изделие не представлялось возможным. Оставалось одно — засучить рукава и с головой окунуться в эксперименты по подбору оптимального состава керамики. Забегая вперёд, скажем, что Perelesnikу удалось самостоятельно разработать состав, который можно отлить в форму, не опасаясь, что в процессе формовки он пойдёт трещинами. Состав керамики получился настолько удачным, что в нём можно было расплавлять гвозди без разрушения материала.

Самое интересное, что на одной фирме, занимающейся изготовлением керамических изделий, также пытались сделать такой состав. Два месяца поисков не увенчались успехом. Изделие разрывало.

В высокотемпературный состав, разработанный нашим пользователем, входят следующие компоненты:

Шамот – 40%. Процентное содержание шамота можно увеличить.
Глина – 50%. Требуется жирная глина, которую можно обжигать при температуре не меньше чем в 1100°C.
Каолин – 10%. Если состав после двух отливок продолжает прилипать к форме, то процентное содержание каолина можно уменьшить.

Также в состав добавлялись доли процента дефлокулянтов: поверхностно-активных добавок, препятствующих слипанию мелких частиц и обеспечивающих текучесть массы. В частности, использовалась кальцинированная сода и жидкое стекло.

Сколько конкретно добавлять дефлокулянта, зависит от текучести шликера. На одно ведро примерно уходило 1 столовая ложка кальцинированной соды и 1.5 ложки жидкого стекла. Главное — чтобы шамот не выпал в осадок, а на поверхности шликера не было воды. Если переборщить с добавками, то шликер приобретает студенистую консистенцию. Это плохо для литья. Смесь (её консистенция) должна быть похожа на ПВА клей. Если отстоять массу 2 часа, то в шликере ничего не должно расслаиваться, оседать или всплывать.

Итак, после того как состав смеси был подобран, пришёл черёд отливать «J-трубу». Для удобства литья вертикальный участок трубы разделили на 2 части. Сам процесс наглядно виден на следующих фото:

Нижняя часть трубы

Труба в собранном виде

Обжиг производился при температуре 1100°C. На выходе получилась звенящая, толстостенная керамика, по внешнему виду неотличимая от промышленных изделий. На отливку 1 детали уходило 3 дня, включая саму заливку и последующую разборку формы. Затем заготовки несколько дней сушили и только потом обжигали.

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.

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

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.

Сборка котла

После изготовления трубы пришёл черед делать теплообменник. Пользователю нужно было получить 2 м² активной поверхности теплообмена и минимальный объем теплоносителя в котле. Для этого потребовался лист нержавеющей стали размером 2х1 м. Следующая схема наглядно демонстрирует, что горячий газ из «J-трубы» опускается вдоль внутренней части теплообменника, а потом поднимается вдоль наружной, нагревая теплоноситель с двух сторон.

Т.к. расстояние между стенками теплообменника около 20 мм, то теплоноситель быстро нагревается. Жидкость подаётся насосом снизу, забирается сверху, набирая +30°C за 1 проход.

Чтобы согнуть нержавейку толщиной 2 мм, пользователю пришлось изготовить гибочный станок. Сварка велась аргоном.

Теплообменник, установленный в котёл.

По конструкции самым сложным оказался нижний блок.

Список узлов, которые в нём находятся, представлен в следующей таблице:

Для изготовления блока и колосников (труб) также использовалась 2-х миллиметровая нержавейка.

Рама теплообменника сварена из труб 4х4 см. Трубы образуют единую замкнутую конструкцию. Благодаря этому воздух, поступающий в помещение с улицы, нагревается, а в самом помещении поддерживается небольшое избыточное давление.

Боковые панели (3 шт.) сделаны из стали толщиной 2 мм и приварены к раме. Переднюю панель и крышку можно снять. Это упрощает монтаж и обслуживание котла.

Топливный бункер — это короб из стали толщиной в 2 мм. В нём сделаны 2 дверки и крышка на винтах. Дверки теплоизолированы, имеют защитный экран из нержавейки, также проложен уплотнительный шнур.

Крышка бункера сборная. «Пирог» следующий: рамка из нержавейки, кирпич, огнеупорный фетр, стальной лист на винтовом соединении.

голоса

Рейтинг статьи