Твердотопливный котел своими руками

Виды отопительных котлов

Выбор типа самодельного котла отопления зависит от того на каком топливе он будет работать. Отсюда классификация:

1. К электрическим котлам отопления не предъявляются высокие требования по безопасности. Конструкция состоит из емкости, которую несложно сделать из отрезка трубы с диаметром больше чем у подводящих патрубков отопительной системы. Внутри устанавливают ТЭНы. Несмотря на простоту изготовления такой котел для отопления экономически не выгоден, так как цена электроэнергии высокая. Поэтому этот вариант выбирают для периодического отопления небольших дачных домиков.
2. У газовых котлов высокий КПД и невысокая цена топлива. Однако из-за взрывоопасности газа требования даже к заводским моделям очень высокие. Поэтому получить разрешение на установку и эксплуатацию самодельного котла отопления практически невозможно, а при монтаже в подвале и теоретически.
3. В изготовлении жидкотопливного котла своими руками ничего сложного нет. Но для нормальной эксплуатации придется установить емкость для хранения мазута или дизтоплива и проложить от нее утепленный трубопровод. Цена горелки и трудности ее настройки могут отбить желание делать такой котел. Тем более что придется договариваться с пожарной инспекцией о получение разрешения на установку.
4. Чаще всего для отопления частного дома устанавливают твердотопливный котел отопления. Его топят дровами, каменным углем, торфом, горючими сланцами. У самодельных котлов этого вида температура на выходе доходит до 120 — 150 ⁰C.

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.

Чертеж котла

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.

Схема котла

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.

4 Сталь против чугуна – подобные разнообразные котлы

Не имеет значение, выполняете ли вы тт котел собственными руками или готовитесь приобрести готовый – вы обязаны стремиться к получению аппарата с хорошими параметрами. Какие собственно показатели должны быть у отличного аппарата?

Необходимо начать с того, какой теплообменный аппарат предпочтительнее – стальной или чугунный. Чугунный в условиях дома не сделать – понадобятся не только способности, но и литейное оборудование, какое так просто в магазине не купишь. Большое количество готовых моделей для дома продемонстрированы секционными конструкциями, которые отделяются один от одного при перевозке и опять собираются при установке. В эксплуатировании чугун покрываются так именуемой сухой ржавчиной, которая, в основном, не прогрессирует и служит своего рода пленкой для защиты. Намного очень медленно течет и мокрая ржавчина, чем вызвана долговечность чугунных изделий – большинство производителей предоставляют гарантию на 10 лет эксплуатации, а в общем такой отопительный котел для дома скорее всего прослужит 25 лет. Плюс чугунных теплообменных аппаратов в намного простом обслуживании – очищать их необходимо редко, так как даже значительный нагар не делает меньше КПД котла. Ремонт котла или повышение его мощности выполняется также довольно легко – путем замены секций или добавки их количества. Среди основных минусов числятся:

• тяжелый вес котла, благодаря чему ему даже бывает необходим отдельный фундамент,
• большие расходы при перевозке и замешательство в процедуре монтажного процесса,
• боязнь термического удара – нельзя загружать в топочную холодные дрова, подавать в разгоряченную систему холодную воду и т. п.,
• большая тепловая инерционность – очень долго греются, но и очень долго охлаждаются.

Сталь гораздо эластичнее чугуна, а поэтому температурная разница ей не страшна, даже в том случае, если по обратной линии будет поступать прохладная вода. Благодаря данной способности в котлах работающих на твёрдом топливе из стали допускается задействовать чувствительную автоматику. К тому же благодаря меньшей инерционности подобные котлы быстрее греются и быстрее охлаждаются, что дает возможность быстро настраивать температуру в помещениях.

Стальные котлы собой представляют монолитную сварную конструкцию, благодаря чему транспортировка аппарата затрудняется, хотя в общем вес котла гораздо ниже и он не так боится повреждений механическим путем, как чугунный. Что касательно ремонтопригодности, то мнения профессионалов здесь делятся – кто-то уверен в том, что после возникновения течи котел предпочтительнее выкинуть, так как в условиях дома нереально сделать шов сварки того же качества, как на предприятии, а кто-то говорит обратное. По всей видимости, все может зависеть от индивидуального мастерства обращения со сваркой. Однако в каждом случае ремонт чугунного аппарата смотрится легче – необходимо лишь сменить прохудившуюся секцию.

Большое количество чугунных аппаратов независимы от источников электрического питания, да и среди стальных много подобных – они и стоят намного дешевле, и не просят установки циркулярных насосов. Правда, во время установки отопительных радиаторов необходимо держаться специализированной системы, чтобы тепловой носитель под настоящим давлением, возникающим в середине котла при нагреве, перемещался по трубам. Вследствии дешевизны подобные котлы рекомендуется покупать если даже в доме есть уже отопительный аппарат – он будет спасать вас во времена отключения электроэнергии.

Поэтапное изготовление твердотопливного котла своими руками

Конечно, сделать промышленный водяной котел своими руками со 100% КПД не получится, но и простое оборудование самостоятельного производства будет отвечать требованиям теплосистемы, если соблюсти все правила и тонкости сборки, монтажа.

Инструменты и материалы

Для работы мастеру пригодится следующий набор:

• сварочный аппарат;
• болгарка с отрезным, шлифовальным диском;
• электродрель и сверла по металлу;
• газовый ключ (№ 1-2);
• молоток;
• накидные или рожковые ключи, отвертки;
• пассатижи;
• угольник на 90 градусов;
• листы стали толщиной от 5 мм для котла и от 7 мм для колосников;
• стальные уголки 50х50 для каркаса котла;
• листы стали для накопительного бака (лучше брать нержавейку);
• толстостенная стальная труба или набор труб диаметром 32-50 мм для теплообменника.

Особенности изготовления корпуса и теплообменника

Корпус стального агрегата будет выполнять роль топочной камеры, поэтому для уменьшения риска деформации стенок при нагревании, конструкции нужно делать двухслойными. Между листами засыпается чистый сухой песок, который будет поддерживать стабильность формы и нивелировать возможные риски деформации.

Оболочки корпуса изнутри и снаружи должны быть каркасными, чтобы повысить жесткость изделия, а для увеличения прочности стенок камеры сгорания, их снаружи обшивают стальным уголком или профильной трубой, выставляя элементы как ребра жесткости. Переднюю стенку нужно оснастить двумя проемами – один для зольника, второй для дверцы закладочного бункера.

Как только все заготовки для корпуса сделаны, можно изготавливать теплообменник. Для него потребуются нарезанные водопроводные трубы, соединять сваркой так, чтобы получился герметичный контур. Главное требование, изготовить контур так, чтобы проточный отрезок змеевика был максимально возможной длины – это увеличит площадь нагрева трубы, а значит, повысит КПД агрегата.

Сборка котла отопления

Как только все конструктивные элементы готовы, можно собирать оборудование. Делать это лучше в точке установки, чтобы потом не перетаскивать тяжелый агрегат. Зона монтажа должна быть укреплена бетонной подложкой, к которой котел прикрепляется сваркой к анкерам.

Сначала собирается каркас, потом схема дополняется комплектующими, листами обшивки. Сварные швы нужно тщательно обработать – зачистить от шлака, отшлифовать. После выполнения работ осмотреть конструкцию на герметичность. Потом в корпус устанавливаются колосники, теплообменник.

Накопительный бак из нержавеющей стали можно сделать самому, но вот врезка в контур для новичка может быть сложной, поэтому работы лучше предоставить специалистам. Следует помнить, что в самотечных системах отопления накопительный бак устанавливается в верхнюю точку системы.

Зная, как сделать котел с водяным контуром, не составит сложности изготовить оборудование своими руками. Финишная обработка агрегата заключается в покраске специальным составом для защиты от коррозии. Для этого подойдет жаропрочная смесь типа специальной краски для печей и каминов. Корпус предварительно зачищается, обезжиривается, грунтуется и затем покрывается 2-3 слоями краски с просушкой каждого слоя по отдельности.

После сборки и установки твердотопливный котел требует опрессовки водой под давлением. Процедура выполняется для обнаружения и устранения дефектов всей системы отопления и ее основных, вспомогательных узлов. Также нельзя забывать о пусконаладочных работах, монтаже регулятора тяги, который гарантирует нормальную работу котла при любой погоде.

Если под рукой нет листовой стали, можно соорудить агрегат из старого газового баллона, а как изготовить котел из трубы своими руками подскажет видео от профессионалов.

Теплоаккумулятор — зачем?

Проблемы перегрева системы отопления решаются установкой теплоаккумулятора — значительной емкости с теплоносителем, которая «стабилизирует» систему. Во-первых, она добавляет объем

С малыми системами это важно. Больший объем теплоносителя перегреть сложно, а иногда (при определенных параметрах) и невозможно. Подбор объема аккумуляторного бака

Подбор объема аккумуляторного бака

Во-вторых, теплоаккумулятор исключает резкие скачки температуры, которые характерны для дровяных и угольных котлов. При установке аккумулирующей емкости, резкие изменения температуры тоже исключены, так как из-за большего объема система становится более инерционной. И это плохо, если ее приходится запускать заново. Потому для домов периодического проживания (дач) такой вариант не подходит.

Схема с баком для аккумуляции тепла

Большая инерционность намного лучше с точки зрения комфорта при постоянном проживании в доме: в емкости теплоаккумулятора находится большое количество теплой воды. После того как котел потух, температура в доме поддерживается благодаря циркуляции нагретого ранее в емкости теплоносителя. Этим достигается более стабильная температура, и более редкие топки. Потому обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулирующей емкостью используется только и исключительно для домов постоянного проживания.

Обратите внимание, что при обвязке твердотопливного котла с аккумуляторной емкостью, трехходовой клапан ставится по-другому:

https://youtube.com/watch?v=qKJ2uCUTVv0

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.

Схема типичного котла этого класса

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.

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.

При удалении большого количества ржавчины перед окраской может понадобиться респиратор

Сборка оборудования и ее особенности

Как своими руками сделать фундамент

Необходимо учитывать, что в собранном виде самодельный котел имеет огромный вес, поэтому предусмотрительней будет производить сборку сразу в котельной.

Перед установкой выкладывается фундамент из термостойкого кирпича. На выровненную кладку ставится дно зольника, по бокам выставляют сваренные между собой вертикальные стойки. Устанавливаются направляющие корпуса, на них кладут колосники. Ребра жесткости привариваются снаружи котла.

После этого остается приварить стенки и верхнюю часть котельного оборудования. Между стенками засыпается просеянный речной песок, он аккумулирует полученное тепло и не допускает перегрева конструкции. Сверху ставятся баки для воды, они подключаются к контурам. В финале остается только подсоединить дверцы – котел можно запускать.

Двухтрубная с горизонтальной схемой

Отопление на две трубы в горизонтальном виде – схема для крупных помещений. Радиаторов на этаже больше десяти.

Магистрали подсоединяются к приборам параллельно. Сточная (обратная) расположена на уровне пола. Подача врезается в батарею сверху, разводка проходит под подоконником, потолком.

Не требуется разгонный стояк. Техническая вода отопления поднимается на высоту от котла, за счет давления внутри схемы.

Необходимы расширительный бак, стояки для перекрытия, предохранительные клапаны. Мембраны для двух труб с циклом на самотёке – неудачная мысль.

Проблему представляет скрытие разноуровневых магистралей с глаз. Придется подумать, как вернуть помещению вид. Работать будет исправно.