Изготовление твердотопливных котлов длительного горения своими руками: чертежи и процесс сборки

Время чтения: 6 минут Нет времени?

Отправим материал вам на e-mail

Прежде чем приступить к самостоятельному изготовлению котлов, работающих на твердом топливе, необходимо подготовить эскизы. В них должны быть отражены основные и дополнительные элементы. За основу предлагается взять чертежи твердотопливных котлов длительного горения. Своими руками сделать их вполне возможно.

Внешний вид самодельной конструкции

Преимущества и особенности конструкций длительного горения

От обычных котлов аналоги с поддержкой длительного горения отличаются наличием сразу двух рабочих камер. В первой из них сжигается непосредственно заложенное топливо, а во второй – выделившиеся газы. Важную роль играет своевременная подача кислорода. В качестве устройства для нагнетания воздуха может использоваться обычный вентилятор с незамысловатой автоматикой.

Основные элементы котлов отопления продолжительного горения

Из достоинств агрегатов следует отметить:

минимальное количество закладок топлива;
высокую эффективность работы;
использование различных видов твердого топлива;
небольшое количество сажи в трубах при эксплуатации;
надежность конструкции.

Принцип действия современной модели

Примечание! Из недостатков необходимо упомянуть сложность самостоятельного изготовления. Хотя при использовании готовых чертежей твердотопливных котлов длительного горения своими руками сделать агрегат все же реально.

Процесс изготовления твердотопливных котлов длительного горения своими руками: чертежи и сборка

Сразу следует оговориться, что конструкции могут иметь как верхнюю камеру сжигания газов, так и нижнюю. В первом случае продукты сгорания попадают в рабочее отделение под воздействием природных сил, а во втором – при помощи дополнительного приспособления для нагнетания воздуха.

Чертежи конструкции для самостоятельного изготовления

Так как котлы с наличием нижней камеры догорания сложны в изготовлении и требуют установки дополнительного оборудования при монтаже, рассматривать их не имеет особого смысла. Быстрее и экономнее сделать конструкцию с верхней камерой для сжигания газов.

Пример пошагового изготовления самодельного агрегата

Далее рассказывается, как самому сделать твердотопливный котел длительного горения, используя доступные материалы.

Применяемые элементы

Для изготовления конструкции потребуются:

труба сечением 500 мм и длиной 1300 мм;
труба с диаметром 450 мм и длиной 1500 мм;
труба сечением 60 мм и протяженностью 1200 мм;
два кольца шириной 25 мм и диаметром 500 мм;
металлические уголки и куски швеллера;
лист металла;
асбестовое полотно;
петли и ручки.

Корпус конструкции можно изготовить из такой трубы

Порядок сборки корпуса

В первую очередь трубы сечением 1500 и 1300 мм вкладываются друг в друга. Соединяются они с использованием кольца, изготовленного из уголка размером 25х25 мм. Из металлического листа вырезается окружность диаметром 450 мм и фиксируется к торцевой части трубы. Она выступает в качестве днища. В итоге должна получиться небольшая бочка.

С нижней стороны конструкции вырезается отверстие в форме прямоугольника 15х10 см для дверцы зольника. К проему крепится створка при помощи петлей, а также устанавливается задвижка.

Для конструкции можно использовать обычный газовый баллон

Чуть выше проделывается прямоугольное отверстие для топливной камеры. Размеры могут быть определены самостоятельно. От правильно подобранных габаритов будет зависеть удобство загрузки дров или другого топлива. По той же технологии устанавливается дверка с задвижкой.

В верхней части самодельной конструкции делается выпускной патрубок, с помощью которого отработанные газы будут поступать в дымоходную трубу. По бокам посредством сварки фиксируются патрубки, необходимые для подсоединения к отопительной системе строения. В них обязательно нарезается резьба.

Расположение патрубка для дымоходной трубы

Устройство воздушного распределителя

Из куска жести вырезается окружность с поперечным сечением на 20-30 мм меньше, чем диаметр внутренней части котла. В центральной части проделывается круглое отверстие для воздухораспределительной трубы. Его диаметр должен составить 6 см. Непосредственно в отверстие вставляется труба и приваривается к основе.

Распределитель воздуха со стабилизатором

К нижней части металлического блина крепятся куски уголка. С другой стороны путем сварки фиксируется петля, которая необходима для перемещения конструкции вверх и вниз. Для настройки подачи воздуха непосредственно в камеру сгорания устраивается заслонка.

Распределение воздуха при помощи приваренных уголков

Круг диаметром 500 мм, вырезанный из подходящего по размерам куска металла, вставляется в конструкцию. Верхний конец трубы заводится в отверстие, после чего верхняя крышка котла приваривается наглухо. К петле фиксируется трос, позволяющий опускать и поднимать распределитель.

Вид собранной конструкции

Обратите внимание! Была представлена самая простая из всех схем твердотопливных котлов длительного горения. Своими руками собрать надежную конструкцию по ней не так сложно, особенно если есть опыт работы со сваркой и другими инструментами.

Твердотопливный котел длительного горения своими руками: видео для ознакомления

Другой вариант заключается в применении газового баллона для корпуса. Из него можно создать вполне эффективную конструкцию для отопления строений небольших размеров. Для ознакомления с особенностями самодельного приспособления для обогрева предлагается взглянуть на видео. Котел длительного горения своими руками без чертежей можно сделать по нему.

Внешний вид самодельной конструкции с теплообменником

Есть ли о твердотопливном котле длительного горения отрицательные отзывы?

Иногда потребителями оставляются негативные отзывы о конструкциях, но они скорее связаны с общими минусами, которые присущи твердотопливным приспособлениям в целом.

Допускается использовать различные виды топлива

Выделить можно следующие недостатки:

для хранения топлива приходится использовать специальные помещения или сооружения;
топливо в любом случае необходимо загружать вручную, несмотря на сниженное количество загрузок;
при установке любых моделей котлов, работающих на твердом топливе, нужно принимать особые меры безопасности;
регулировать процесс горения топлива в камере сгорания с особой точностью невозможно.

Схема установки котла в водяной системе отопления

Обратите внимание! Минусов достаточно много, но все же твердотопливные котлы являются единственным выходом из ситуации, когда магистральные линии газа и электричества недоступны.

Загрузка топлива не может быть автоматизирована

О стоимости готовых моделей для отопления твердым топливом

Если изготовить котел длительного горения не получается или просто нет желания, то можно приобрести готовую конструкцию. Необходимо признать, что модели для обогрева больших помещений обойдутся недешево. В таблице можно ознакомиться расценками на котлы Stropuva.

Можно оценить стильный дизайн котла Stropuva

Таблица 1. Расценки на котлы Stropuva

Статья по теме:

Котлы длительного горения на дровах для дома. Из данной публикации вы узнаете все о дровяных котлах, их разновидностях и нюансах использования.

Хотя цена на конструкции достаточно высоки, при длительной эксплуатации они себя оправдывают. Представленные модели имеют достаточно стильный дизайн, поэтому проблем с внедрением в общий дизайн помещения не возникает.

Основные преимущества продукции Stropuva

Подведение итогов

Изучив внимательно чертежи твердотопливных котлов длительного горения, своими руками соорудить самодельную модель не составит труда. Однако необходимо уметь пользоваться сварочным аппаратом и работать со стандартными инструментами, в противном случае на изготовление может уйти довольно много времени.

Видео: котел длительного горения своими руками

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Схема для сборки твердотопливного котла своими руками

Самодельные котлы длительного горения продолжают пользоваться большой популярностью среди жителей частного сектора и дачников, ведь установка этих агрегатов является прекрасным способом экономии денежных средств, если учесть, насколько дорогими в последнее время стали электричество и газ. При желании можно изготовить такой твердотопливный котел своими руками, используя имеющиеся подручные средства и готовые чертежи.

1. Виды и принцип работы
2. Порядок изготовления котла
- 2.1. Схема длительного горения
- 2.2. Материалы и инструменты
- 2.3. Пошаговый мастер-класс
Не стоит думать, что справиться с поставленной задачей сможет только высококвалифицированный специалист, ведь если не выбирать слишком сложные конструкции, к исполнению которых выдвигается ряд высокотехнологических требований, то сделать твердотопливный котел сверхдлительного горения своими руками сумеет даже простой любитель. При этом выбор конструкции самодельного котла будет напрямую зависеть от того, насколько производительным он запланирован, а также в каком именно помещении его собирается устанавливать мастер.
Огромную роль в этом вопросе играет и тип твердого топлива, поэтому хозяин должен заблаговременно обдумать, чем именно он будет топить после завершения всех работ. В основной перечень входят следующие виды топлива:
- древесный или каменный уголь;
- брикеты из торфа;
- пеллеты (биологическое топливо в виде прессованных гранул);
- дрова и опилки;
- горючие отходы любого производства.
Детально проанализировав, какое именно топливо будет оптимальным для отопления, можно приступать к выбору соответствующего типа и схемы конструкции отопительного прибора. Для изготовления твердотопливных котлов своими руками в абсолютном большинстве случаев выбираются такие модели:
- Классический тип, который прекрасно подходит не только для отопления помещений, но и для нагрева воды с последующим ее распределением по системе водоснабжения. Отличительная характеристика такой конструкции заключается в использовании теплообменника, выполненного из стали или чугуна, и в крайне высоком уровне коэффициента полезного действия, достигающего 85 процентов.
- Пиролизный тип, характеризующийся высокой производительностью и экономичностью в применении за счет отделения продуктов горения от продуцируемых ими летучих газов, что отражается и на конструкции, делая ее в конечном результате более сложной.
- Пеллетный тип, который является наиболее эффективным (КПД устройства составляет не менее 90 процентов) и, как следствие, самым сложным в конструировании и изготовлении, поэтому начинающим мастерам-любителям за него лучше не браться.
- Котел длительного и сверхдлительного горения выполняется таким образом, чтобы в итоге могла обеспечиваться фактически беспрерывная его работа с дозагрузкой топлива не чаще одного раза в течение нескольких дней.
Построение чертежа твердотопливного котла и сооружение по нему самодельной конструкции не представляет собой ничего сложного, если понимать его принцип работы. Базируется он на таких элементарных понятиях:
- В камеру сгорания помещается топливо, а чем она объемнее, тем большее количество сырья понадобится для отопления, правда, и эффект от ее использования окажется более продолжительным.
- В процессе горения заложенные продукты будут выделять летучие газы, которые имеют свойство подниматься в верхнюю часть конструкции и выходить наружу через дымоход.
- По мере прохождения в сторону дымохода выделяемые продукты горения, обладающие высокими температурами, способствуют нагреванию воды или любого другого теплового агента, задействованного в системе.
- Главное свойство нагретого до высоких температур агента заключается в том, что он поднимается наверх, автоматически вытесняя холодную часть и продвигаясь таким образом по всей системе, делая круг и возвращаясь на исходные позиции по мере остывания.
Обычно теплового ресурса в таких устройствах хватает только на 5-8 часов (длительность напрямую зависит от объема топки), после чего система начинает остывать (к слову, происходит это очень быстро), поэтому приходится вновь подбрасывать топливо. Если же хочется как можно меньше возиться с добавлением дров, угля или прессованных брикетов, то стоит задуматься об установке котла длительного горения.
Тепловой ресурс таких конструкций имеет большую длительность, колеблясь в диапазоне от одних до семи суток. Обеспечить такой эффект помогает вторая камера сгорания, предназначенная для переработки летучих газов, которые выделяются топливом, расположенным в основной камере, в процессе горения.
Как сделать твердотопливный котел своими руками
Очень часто, сталкиваясь со сложными задачами, мы начинаем понимать, что их решение находится на поверхности. Вот так и с отоплением. Казалось бы, что может быть проще, используя газовый или электрический котел. Но практика показывает, не везде зимой давление газа стабильно, а электричество подается с завидным непостоянством. Поэтому проблема остается. Что делать? Остается альтернативный вариант – установить отопительный агрегат, работающий на дровах или угле. Тем более, твердотопливный котел своими руками сделать не так уж и сложно. И это еще один плюс в сторону альтернативного способа отапливать жилые помещения.
Принцип работы
Физическая составляющая процесса работы самодельных котлов на твердом топливе очень проста.
- Производится загрузка топлива в топку, где оно поджигается.
- Угарные газы, полученные при сгорании твердого топлива, и горячий воздух поднимаются вверх и выходят через дымоход на улицу.
- При движении вверх они проходят через специальную камеру, где располагается теплообменник. Через него происходит нагрев теплоносителя, поступающего в систему отопления дома.
Как видите, все довольно-таки просто. Хотя надо отметить, что этот принцип работы самодельных котлов на дровах, торфе, опилках и угле полностью соответствует и другим типам отопительных приборов, работающих на других видах топлива. Соответственно и конструкция их мало чем отличаются друг от друга. Конечно, есть определенные конструктивные нюансы. К примеру, твердотопливные котлы – это агрегаты с низким коэффициентом полезного действия. «Едят» они топливо в больших количествах, выделяя при этом огромное количество тепловой энергии, большая часть которой, к сожалению, вылетает в трубу. Поэтому сегодня, говоря о самодельных котлах отопления на дровах, необходимо говорить о современных моделях с более высоким КПД. Их и будем разбирать в этой статье.
Котел на дровах цилиндрического типа
Но перед тем как перейти к основному сборочному процессу, хотелось бы несколько слов сказать об условиях реализации данного проекта.
1. Надежность конструкции котла будет зависеть от того, как вы владеете используемым в этом деле инструментом. Основной из них – это сварочный аппарат. Если ваши навыки не позволяют добиться максимального результат, то лучше от эксперимента отказаться и передать сборку агрегата специалисту, то есть высококвалифицированному сварщику.
2. Говоря об эксперименте, а сборка котла на дровах своими руками – это большой эксперимент, надо отдать должное, что вы можете применить все свои инженерные знания и опыт. И в случае удачно проведенного процесса гордиться им. Но не забываем, что самодельный котел потребует доработки в процессе его эксплуатации. Некоторые незначительные неточности и ошибки дадут о себе знать обязательно. Так что к ним надо просто быть готовым.
3. Для изготовления твердотопливного котла используются металлические листы или труба толщиною не меньше 5 мм. Это же относится к трубным элементам теплообменника.
4. Установка настроечных приборов. Немаловажный момент в деле изготовления самодельного котла. Что именно надо установить: термометры на входе и выходе теплоносителя, регулятор мощности циркуляционного насоса, датчик тяги.
5. Кстати, о циркуляционном насосе. Не все потребители устанавливают это оборудование, которое привязывает систему отопления дома к электроэнергии. Но, как показывает практика, именно этот агрегат дает возможность увеличить КПД котла, равномерно распределяя теплоноситель по всей отопительной системе, и внутри теплообменника в том числе.
Компактная конструкция
Варианты конструкции твердотопливных котлов
Самый простой вариант твердотопливного котла – это буржуйка с водяным контуром внутри. Это на самом деле самое простое устройство, не требующее больших знаний и умения изготовления. Но так как мы говорим о современных моделях, то буржуйку рассматривать здесь не будем. К тому же ее конструкция сегодня хоть и используется для обогрева небольших помещений, чаще всего модели с водяным контуром подключаются к системе теплых полов.
Процесс изготовления
Итак, рассмотрим схему изготовления твердотопливного котла своими руками. Начнем с корпуса и камеры сгорания оборудования.
Внимание! Так как топка подвергается серьезному нагреванию, обычно температура внутри нее не снижается ниже +1000°С, то изготавливают камеру сгорания из жаропрочных стальных листов. Если их вы не приобрели, тогда можно использовать обычную сталь, только стенки изготавливают из сдвоенных металлических листов.
Буржуйка с водяным контуром
Размеры котла и топки выполняются строго по чертежам твердотопливных котлов, изготавливаемых своими руками. Чертежи вы можете найти в свободном доступе на просторах Интернета. Хотелось бы обратить ваше внимание, что в конструкции этого типа отопительных агрегатов лучше всего устанавливать ребра жесткости, которые помогут стенкам не коробиться под действием высоких температур. В качестве ребер жесткости можно использовать стальные уголки.
Теперь, что касается современного подхода к решению повышения КПД. В настоящее время разработаны достаточно уникальные конструкции твердотопливных котлов, в которых используется процесс пиролиза. Что это такое? Известно, что топочные газы, которые покидают котел через дымоход, обладают значительной тепловой энергией. Здесь важно собрать топочные газы, обогатить их кислородом и поджечь. При сгорании выделяется тепло, которое можно пустить на нагрев теплоносителя.
Простая схема самодельного котла
Как этого добиться? Для этого в корпусе твердотопливного котла необходимо установить еще одну камеру сгорания, в которой и будет происходить сжигание топочных газов. Так как котел изготавливается своими руками, то оптимальный вариант, если вторая топка будет располагаться над первой. В конструкции будут учитываться чисто физические законы. Поэтому две топки друг от друга отделяются горизонтальной перегородкой, с одного края которой будет оставлен зазор. Через него топочные газы будут переходить из одной камеры в другую.
Сегодня во многие конструкции твердотопливных котлов устанавливают аккумулирующие водяные баки. Их монтирует поверх котла, вода нагревается за счет теплоотдачи корпуса агрегата и дымохода. По сути, это обычный аккумулятор, который начинают работать при потухшей топке. Это временный запас горячей воды, которая поступает в систему отопления дома.
Изготовление теплообменника
Оптимальный вариант конструкции – это трубная система, соединенная в один неразрывный контур. Говорить о форме и размерах теплообменника можно лишь с позиции формы топки и мощности самого отопительного прибора. К примеру, если вы хотите, чтобы количество нагреваемого теплоносителя было большим, то рекомендуем изготавливать П-образный теплообменник только горизонтального типа. Он будет огибать топку с трех сторон кроме стенки, где находится дверца для закладки твердого топлива.
Движение топочных газов
Но и это еще не все, что касается эффективности работы теплообменного устройства. Большое значение будет иметь количество используемых труб и их диаметр. Если ваш котел будет устанавливать в отопительную систему с естественной циркуляцией теплоносителя, тогда минимальный диаметр используемых труб будет равен 40 мм. Конечно, это, наверняка, снизит количество трубных контуров, но эффективность работы отопления будет достаточно высокой.
В отоплении с принудительной циркуляцией диаметр используемых труб может быть меньше, но 25 мм – минимальный размер. Теперь к вопросу, что сложнее сделать, первый вариант или второй? Второй будет сложнее, потому что большое количество труб требует большого количества стыков. А это не только увеличение объема проводимых работ, но и повышение риска образования трещин в местах стыковки.
Трубчатый теплообменник
Сборка котла
Итак, все основные элементы готовы, можно переходить к сборке агрегата. Отметим, что металлические отопительные приборы являются достаточно большими и имеют приличный вес. Так что специалисты советуют сборку прибора проводить по месту его установки.
- В первую очередь под котел необходимо залить прочный фундамент. Хорошо, если его поверхность будет облицована огнеупорным кирпичом.
- Устанавливается корпус.
- Затем монтируется теплообменная трубная конструкция. Ее просто приваривают изнутри к стенкам камеры сгорания, а патрубки выводят за пределы отопительного прибора.
- Затем укладывается колосниковая решетка на заранее приваренные металлические направляющие.
- Навешиваются дверцы.
- Привариваются снаружи ребра жесткости.
- В самый последний момент устанавливается верхняя плита с отверстием под дымоход. К отверстию заранее приваривается патрубок, который по размерам диаметра будет чуть меньше диаметра дымохода.
- На верхнюю плиту устанавливается аккумулирующая емкость.
Дровяной котел
Вот так можно ответить на волнующих многих вопрос: как сделать котел на дровах своими руками? Процесс не самый простой.
Мы разобрали всего лишь одну конструкцию котлов, работающих на твердом топливе. На деле их очень много. Сегодня большой популярностью пользуются самодельные твердотопливные котлы длительного горения. О них мы уже писали на нашем сайте.
Делаем твердотопливный котел своими руками
Несмотря на кажущуюся сложность, изготовление твердотопливного котла своими руками, вполне осуществимый проект, позволяющий сократить расходы на приобретение оборудования, практически вдвое. Потребуется правильно подобрать тип оборудования, конструкцию и выполнить все необходимые нюансы, связанные с производственным процессом.
При соблюдении рекомендаций, можно получить котел, практически не отличающийся теплотехническими характеристиками от модели, собранной в заводских условиях.
Выбираем тип изготавливаемого котла
Практически все самодельные котлы отопления на твердом топливе для частного дома, являются просто хорошей копией того оборудования, что выпускается на заводах отечественных и зарубежных производителей. Хотя полностью воссоздать технологический процесс без специального оборудования невозможно, при изготовлении используются схемы и чертежи уже готовых моделей.
При выборе типа котла, обращают внимание на КПД, требования, предъявляемые к качеству топлива и другие характеристики. Все популярные конструкции, делятся на два вида, по особенностям расположения топочной камеры.
Шахтный с вертикальной загрузкой
Такая конструкция, впервые стала использоваться в котлах длительного горения отечественных производителей. В устройстве шахтного оборудования имеются следующие особенности:
Топливо загружается в вертикальную топочную камеру. Размеры топки рассчитываются таким образом, чтобы поленья свободно опускались вниз, по мере прогорания нижнего слоя.
Воздух подается сразу с двух сторон. Первый воздушный поток направляется сверху топочной камеры вниз, второй, распространяется внизу под колосниками и направлен к встроенному дымовому каналу.

Шахтный твердотопливный котел работает по принципу длительного горения, с применением газогенерации или пиролиза. Изготовление модели данного типа трудоемко и требует проведения грамотных теплотехнических расчетов. На выходе, получается котел с КПД около 88%, неприхотливостью к качеству дров (допускается влажность до 42%).

Горизонтальный с боковой загрузкой

Конструкция с боковой загрузкой является классической и чаще всего, именно ее выбирают при самодельном изготовлении твердотопливного котла. По внутреннему устройству, модель напоминает обычную дровяную печь.

Самодельный твердотопливный отопительный котел с водяным контуром, использующий боковую загрузку, имеет следующие особенности:

Топочная камера должна отделяться от зольного ящика, решеткой. В котлах, для сжигания угля, используются металлические или чугунные колосники. Дверка зольного ящика используется для регулировки интенсивности горения. Открытием и закрытием изменяются параметры тяги.

Система дымоотведения – в зависимости от используемого принципа горения, изготавливается прямой или ломаный дымоходный канал.

Котлы с боковой загрузкой и горизонтальной топкой, имеют простую конструкцию, наиболее подходящую для самостоятельного производства.

Определяем тип горения топлива

Длительность горения топлива в самодельном твердотопливном котле, зависит от выбранной конструкции агрегата. Принято различать два основных используемых принципа работы:

Длительное горение.

При наличии необходимых инженерных навыков, возможно изготовить агрегат, способный проработать от одной закладки в течение нескольких суток.

Обычное классическое горение

Изготовление котла на твердом топливе с классическим горением своими руками, отличается простотой. Конструкция напоминает ту, что используется в дровяных печах и состоит из следующих частей:

Теплообменник.

В котлах, в качестве водяного контура, зачастую используется обычный змеевик. Особенностями внутреннего устройства классических твердотопливных котлов является:

КПД – классические модели малоэффективны. При работе, практически четвертая часть получаемого тепла, попросту уходит в дымоходную трубу.

Тип топлива – классические котлы способны использовать любой вид твердого топлива: уголь, дрова, брикеты и т.п. Допускается сжигание дров с повышенной влажностью.

Затраты на изготовление классического твердотопливного котла меньше, чем на производство пиролизной модели, практически вдвое.

Длительное горение с пиролизом

Сделать своими руками твердотопливный котел длительного горения возможно, но, для этого потребуется провести грамотные теплотехнические расчеты и подобрать подходящий чертеж. Процесс пиролиза невозможен без двух составляющих:

Ограниченного притока воздуха.

Чтобы обеспечить необходимые условия, устанавливается механический регулятор горения, а также, обкладывают камеру сгорания, шамотным кирпичом, для уменьшения теплопотерь. Подробные рекомендации относительно изготовления, находятся в статье «Изготовление пиролизного котла своими руками», расположенной на сайте.

Из какого металла лучше сделать котел

От выбора металла, зависит время эксплуатации котла. При производстве в заводских условиях, существуют строгие требования, относительно типа используемого материала для каждой части котла. Строгие требования предъявляются к составу металла, толщине стали и другим характеристикам.

Подобным нормам, должен соответствовать и материал, используемый при самостоятельном изготовлении агрегата. При выборе учитывают эксплуатационные особенности, термическое и механическое воздействие и многие другие аспекты. Для производства котла применяют сталь и чугун.

Чугун

Чугун имеет хорошие теплотехнические характеристики: устойчив к перегреву и выгоранию, долгое время сохраняет тепло. Срок эксплуатации котла, изготовленного из данного металла, составляет не менее 25 лет. Недостатком чугуна является подверженность к гидравлическим и механическим ударам, растрескивание нагретой поверхности при резком охлаждении.

Изготовление котла из чугуна в домашних условиях, невозможно. Теплообменник и другие части котла, производятся литьевым методом в плавильнях. Создать подобные условия и изготовить чугунные детали, нереально.

Сталь

В отличие от чугуна, сталь хорошо поддается обработке. Для производства, применяется металл, раскатанный в листы. Марки используемой стали, в зависимости от изготавливаемого узла:

Теплообменник – прямого воздействия пламени на металл не оказывается, поэтому, для производства допускается углеродистая сталь, толщиной 3 мм. Для обеспечения необходимой жесткости через 10-15 см привариваются металлические ребра, придающие конструкции прочность.

Сталь удобна в обработке, но имеет недостатки, связанные с эксплуатацией:

Срок эксплуатации стальной топки, не больше 10-15 лет.

Тип теплообменника самодельного котла

От того, как сконструирован теплообменник, зависит КПД и остальные теплотехнические характеристики котла: время прогревания помещения, возможность работы в режиме пиролиза и т.п. Устройство рассчитывается для максимальной аккумуляции вырабатываемого тепла с наименьшими теплопотерями и передачи энергии теплоносителю.

В котлах используется две базовых конструкции теплообменника, отличающихся показателями энергоэффективности. Традиционно, это «водяная рубашка» и змеевик.

Внешняя водяная рубашка

Если необходимо увеличить КПД, уменьшить вероятность перегрева теплоносителя, за счет более равномерного прогрева, используется теплообменник в виде водяной рубашки.

Принцип «рубашки» основан на том, что жидкая среда, буквально окружает всю топочную камеру. Независимо от интенсивности горения и степени горения огня, осуществляется нагрев теплоносителя. В моделях длительного горения пиролизного типа, теплообменник дополнительно окружает ломаный дымовой канал, что увеличивает КПД, приблизительно на 5%.

У данной конструкции есть свои недостатки:

Большие затраты, связанные с ремонтом и обслуживанием.

При изготовлении в домашних условиях, теплообменник «водяная рубашка», требует больших материальных затрат и высокого качества проведения сварных работ. Некачественные сварочные швы, дадут течь уже через несколько недель эксплуатации и приведут к остановке агрегата.

Встроенный змеевик

В классических моделях котлов, в виде теплообменника, чаще всего используют обычную изогнутую трубку – змеевик. Нагрев осуществляется проточным способом. Теплоэффективность встроенного змеевика меньше чем у водяной рубашки.

Данное решение имеет следующие особенности:

Использование змеевика, требует тщательного контроля над температурой нагрева теплоносителя. При перегреве происходит нарушение герметизации змеевика.

Змеевик можно установить в любую модель, независимо от размеров самодельного котла.

Второй змеевик, может использоваться для нагрева горячей воды.

Установка встроенного змеевика требует меньших материальных затрат. Водяной контур данного типа, проще в обслуживании, но имеет меньшую теплоэффективность.

Из чего лучше сделать колосники

В стальных котлах, традиционно используются металлические колосники. Сталь не лучшим образом реагирует на чрезмерный нагрев. Поэтому, после нескольких лет эксплуатации, решетку приходится менять. При усовершенствовании твердотопливного котла, стальные колосники часто заменяют на чугунные.

Преимуществ у данного решения несколько:

Применение угля, приводит к усиленному сажеобразованию, что в сочетании с влагой, оставшейся в топливе, образовывает конденсат – сильную кислоту, разъедающую металл. Чугун устойчив к воздействию кислот, чего нельзя сказать о стали.

Колосники из чугуна, несколько увеличивают общий вес котла, что необходимо учитывать при выборе материала.

Материалы для внешней теплоизоляции котла

При сжигании твердого топлива, рабочая температура нагрева, достигает 550°С, у пиролизных агрегатов, превышает 600°С. Теплоизоляция котла, служит для обеспечения безопасности эксплуатации и снижения теплопотерь к минимуму.

При проведении изоляционных работ используют следующие материалы:

Вторичная изоляция – стенки и дно котла, обкладываются базальтовым негорючим теплоизоляционным материалом. Толщина плиты, варьируется от 4 до 8 см, в зависимости от мощности агрегата.

Правильная краска для покраски корпуса котла

Окрашивание корпуса выполняется порошковыми термостойкими красками. Главными требованиями, предъявляемыми к ЛКМ, являются:

Стойкость к термическому воздействию.

Отсутствие шелушения, спустя несколько лет эксплуатации.

Хорошая адгезия.

Современные лакокрасочные материалы, способны выдерживать прямое воздействие огня без потери защитных свойств. При выборе, ориентируются на порошковые краски, прямо предназначенные для окрашивания котлов.

Изготовление твердотопливного котла требует тщательного планирования и теплотехнических расчетов, использования грамотных чертежей, а также, правильного подбора комплектующих и расходных материалов. При соблюдении рекомендаций, у котла, изготовленного своими руками, будут хорошие теплотехнические характеристики и параметры.

Собственноручное изготовление твёрдотопливного котла

Популярность загородного жилья растёт. Но из-за отдалённости участка для дома нередко приходится искать неординарные виды отопления без использования газа или электричества. Самой эффективным агрегатом для такого независимого обогрева является твёрдотопливный котёл. Разберёмся в премудростях его изготовления своими руками.

Устройство и схема твёрдотопливного котла

Данная установка представляет собой классическую печку на дровах или другом подобном горючем, соединённую с полостями для жидкого теплоносителя. Топливо в этом оборудовании поджигается, во время его горения разогревается жидкость (обычно это вода) и, курсируя по трубам, она отдаёт тепло дому.

Во всех твёрдотопливных котлах есть основные элементы:

топка с дверцей — камера для прогорания топлива;
зольник с дверцей — отдел под топкой, куда ссыпается зола;
решётка, разделяющая камеры, или колосник;
водяная рубашка — теплообменник, в котором курсирует вода для обогрева дома;
дымоход — труба для отвода дыма.

Топливо разогревает жидкость, которая курсирует по трубам и отдёт тепло дому

Описываемые агрегаты для подогрева теплоносителя отличаются лишь внутренним устройством.

Различные виды твёрдотопливных котлов

В зависимости от схемы сжигания горючего есть два типа установок:

котлы с верхним розжигом (длительного горения);
котлы с нижним розжигом.

Последние представляют собой традиционный тип, когда природное сырьё поджигается снизу. К первому варианту относятся агрегаты с замедленным прогоранием топлива. На поджигаемое сверху горючее также сверху дозировано подаётся воздух. Так твёрдое топливо очень медленно сгорает внутри своей камеры сверху вниз, а его загрузка производится крайне редко.

Среди котлов с верхним розжигом особо выделяются пиролизные. Они используют явление, называемое пиролизом. Это разложение (тление) дров (или другого подобного топлива) с выделением газа. В таких установках при недостатке кислорода горючее фактически не горит, а разлагается в одной камере, при этом во второй, соседней камере, догорает пиролизный газ. Здесь твёрдое топливо обычно продавливается поршнем, совмещённым с трубой для подачи воздуха в первичную камеру (отсек для дров).

В пиролизных котлах дрова медленно тлеют, при этом в соседней камере догорает газ

В результате происходит крайне медленное сжигание горючего. При этом котёл отдаёт много тепла. Такое отопление в доме с теплоносителем в виде воды является очень эффективным.

В то же время по виду сжигаемого топлива котлы разделяют на:

дровяные;
угольные;
пеллетные.

Вверху дровяного котла находится топка, а внизу — зольник

С первыми двумя понятно. А что касается пеллетного агрегата, то в нём сжигаются специальные спрессованные брекеты из опилок. Их и называют пеллетами.

В любых описанных котлах конструкция теплообменника может иметь одну из следующих компоновок:

простая гнутая труба или система гнутых труб;
гнутые трубы, дополненные листовыми регистрами по типу автомобильного радиатора.

Второй вариант обычно приобретают в готовом виде в магазине теплового оборудования.

Теплообменник состоит из гнутых труб, дополненых листовыми регистрами

Подготовка к работе

Рассмотрим принцип построения описанных котлов отдельно для каждого вида, однако набор инструментов всегда останется неизменным. Заготовки для собираемых агрегатов должны быть только из чугуна, как из самого стойкого к огню и жару металла.

Применяемые инструменты и материалы

Нам пригодится следующий арсенал:

простой сварочный аппарат с напряжением в 220 вольт с набором защитных средств и электродами;
углошлифовальная машинка с набором дисков;
электрическая дрель с набором свёрл;
рулетка, уровень, угольник.

Можно обойтись и без сварки, но в этом случае стенки котла придётся скреплять с помощью кирпичной кладки. Теплообменник в этом случае нужно будет заказать на предприятии.

Примерный расчёт материалов

Для изготовления агрегата на твёрдом топливе изначально необходимо посчитать размеры его топки. А они берутся исходя из мощности котла. Эти киловатты, в свою очередь, рассчитываются так: в качестве исходной величины используют площадь отапливаемого помещения высотой 2,5 м, в среднем принимают мощность котла равной количеству квадратных метров дома, поделённому на десять.

Пусть, к примеру, у нас площадь отапливаемого помещения равна 80 кв. м. Тогда необходимая мощность котла:

N = 80 / 10 = 8 кВт.

При сгорании 1 кг твёрдого топлива, согласно справочным данным, выделяется около 4 кВт. В соответствии с вышеприведённым расчётом для отопления 80 м 2 достаточно 8 кВт.

Значит, из вышесказанного следует, что наша топка должна вмещать хотя бы 2 кг горючего (8 квт / 4 квт = 2). Известно, что 500 кг высушенного твёрдого топлива занимает примерный объём в 1 м 3 . Получается, искомую величину топки можно найти, если поделить кубометр на 500 кг и умножить на 2 кг.

V = (1 / 500) х 2 = 0,004 м 3 .

Далее принимаем размеры твёрдотопливного котла такими, чтобы объём его топки оказался не меньше найденной величины.

Нас устроят следующие габариты:

высота агрегата — 0,5 м;
ширина — 0,2 м;
глубина топочной камеры — 0,3 м.

Для проверки объёма перемножаем данные величины. V = 0,2 х 0,3 х 0,5 = 0,03 м 3 .

Этот параметр больше нашей расчётной величины, равной 0,004 м 3 . Значит, принятые габариты нас устроят. Теперь можно сделать эскиз.

Выход для дымохода можно расположить сзади котла

Исходя из значений габаритов агрегата, запасёмся прямоугольными листами чугуна толщиной 8 мм для изготовления котла, а также теплообменником. Нам понадобятся следующие детали.

боковые стенки с размерами 0,5 х 0,3 м — 2 штуки;
задняя стенка с габаритами 0,5 х 0,2 м — 1 штука;
днище агрегата с размерами 0,2 х 0,3 м;
Перед теплогенератора в сборе с дверцами камер (0,5 х 0,2 м) — 1 штука;
верхний лист с отверстием для дымохода (0,2 х 0,3 м);
теплообменник.

Последний элемент сделаем из чугунной трубы с помощью гибочного станка. При необходимости воспользуемся сварочным аппаратом.

По теплообменнику курсирует нагретая вода

Переднюю часть теплогенератора в сборе с дверцами лучше приобрести на «блошином» рынке — там их много! Также необходимо докупить решётку, устанавливаемую над зольником. Через неё будет сыпаться зола из топки. Теплообменник же можно заказать отдельно в сварочном цехе.

Материалы для котлов длительного горения

Для пиролизного агрегата, а также для изделия с возможностью редкой закладки дров используем цилиндр. Это должна быть чугунная бочка или труба диаметром примерно 400 мм. Её высота составит около 1 метра. Для верхней части, как и для днища, необходима круглая заготовка с тем же диаметром 400 мм.

Для пиролизного котла понадобится перегородка, похожая на верхушку. Это будет чугунный круг также диаметром 400 мм. Он отделит камеру для твёрдого топлива от отсека для догорания пиролизного газа. Для проникновения газов в нём нужны отверстия. Такой же круг пригодится для поршня.

Навскидку видно, что объём данных установок также превысит расчётную величину 0,004 м 3 .

Пошаговая инструкция по изготовлению твёрдотопливного котла

Сначала соберём классический агрегат на дровах с нижним розжигом.

Отапливающий котёл на дровах

При изготовлении такого агрегата следует действовать поэтапно:

На ровной площадке горизонтально устанавливается нижняя часть — чугунное днище будущего теплогенератора. Остальные заготовки предварительно зачищают с помощью углошлифовальной машинки в местах будущей сварки.
Затем вертикально располагают все стенки корпуса изделия. С помощью угольника соблюдают их взаимную перпендикулярность. Проваривают детали электродами в местах соединения. Получается пока короб без верха.

Соединяя стенки корпуса, следует соблюдать перпендикулярность, для этого нужно воспользоваться угольником

В зольник ссыпается пепел от сгорания топлива

Внутри гнутая труба

Испытание агрегата производят только после полной установки всей отопительной системы.

Видео: твёрдотопливный котёл своими руками

Пеллетный котёл своими руками

Данный агрегат практически не отличается от дровяного. Только в качестве твёрдого топлива в нём используются прессованные опилки — пеллеты.

Пеллеты удобны в использовании

Исходя из вышесказанного, инструкция по сборке котла на данном виде топлива будет идентична описанной ранее. Только решётка для зольника здесь используется с более узкими щелями, чтобы гранулы сразу не проваливались вниз.

Твердотопливный котёл длительного горения своими руками

Данный агрегат отличается от вышеописанного тем, что дрова или пеллеты загружаются и поджигаются в нём сверху, а не снизу. Также корпус изделия цилиндрический. Инструкция по изготовлению выглядит так:

Устанавливаем днище диаметром 400 мм на площадку для котла.
Привариваем к нижней части чугунную трубу соответствующего размера. Это и будет корпус собираемого агрегата.

Для корпуса котла можно использовать трубу диаметром 400 мм

В котле дительно горения обязательна труба для подачи воздуха

Пиролизный котёл своими руками

В данном изделии устройство напоминает только что описанное. Но необходимо добавить несколько деталей.

Так как изготовить пиролизный котёл самостоятельно очень сложно, его обычно приобретают целиком. Описанная ниже инструкция представляет собой примерный план действий при монтаже самодельной установки.

Поначалу используют тот же цилиндр, что и в предыдущей технологии. Далее осуществляют следующие действия:

Внутрь ёмкости вваривают перегородку. Это круг из чугуна с отверстиями. В будущем он отделит верхнюю камеру для сгорания дров от отсека для пиролизного сжигания выделяющегося газа.
Далее изготавливают поршень. Эта деталь призвана продавливать твёрдое топливо во время его горения. Элемент должен быть тяжёлым, а его диаметр — чуть меньше соответствующей величины цилиндра.

Поршень продавливает топливо во время его горения

Все котлы связывают с общей системой отопления одинаковым образом, поэтому дальнейшее описание — одно для всех приведённых инструкций.

Монтаж обвязки

Подсоединение обвязки к теплогенератору выполняется поэтапно:

Подающий водопровод соединяется с котлом с помощью шарового крана

Расширительный бак служит стабилизатором давления в системе

К радиаторам присоединяется подающая линия отопления

Циркуляционный насос лучше монтировать на обратной линии

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.

голоса

Рейтинг статьи

Читать еще: Индукционные котлы отопления: устройство, принцип работы и способы изготовления своими руками

Изготовление твердотопливных котлов длительного горения своими руками: чертежи и процесс сборки